Ka頻段衛(wèi)星在中海油海上的有效利用

王平

摘要：高通量衛(wèi)星技術的迅速發(fā)展從一定程度上推動了通信行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，在新時期下，人們對通信技術提出了更高的要求，因此為了更好的發(fā)揮出高通量衛(wèi)星技術的優(yōu)勢，需要及時解決網絡鏈路安全問題。對現(xiàn)有的網絡系統(tǒng)進行有效完善，同時將Ka頻段衛(wèi)星在中海油海上得到合理利用，從而進一步強化 Ka頻段衛(wèi)星技術應用效果。本文主要針對Ka頻段衛(wèi)星在中海油海上的有效利用作出具體分析。

關鍵詞：Ka頻段衛(wèi)星；中海油海上；有效利用

前言

目前西部油服公司（中海油下屬子公司）工作中主要使用的是微波散射設備，租用中國聯(lián)通公司基站基礎設施，在陸地臨海高地建立發(fā)射基站，通過多個小島串聯(lián)，輸送海島專線信號到公司海上采油設施。2017年9月臺風期間，微波散射設備受到了不同程度的損壞，不僅影響海上現(xiàn)場正常使用，還造成船上通訊中斷3個月，因此需要加強對通訊設備的積極維護。

積極構建一個6M的普通微波鏈路+1路Ka衛(wèi)星通訊，以此來促進公司各項工作的順利開展，有效強化通訊功能，這為公司大數(shù)據、物聯(lián)網、應急指揮等方面工作提供了可靠的硬件保障。

Ka頻段衛(wèi)星具有高通量功能，因此在實際工作中充分借助Ka頻段衛(wèi)星來促進西部油服公司海上相關工作的順利進行。在傳統(tǒng)的通訊工作中，只需要設計C頻段和Ku頻段，在采用合適、固定功率的情況下，衛(wèi)星通信工作可以有序進行，但是在網絡時代下，公司對通訊技術的需求不斷增高，同時信息更新速度不斷加快、對網絡帶寬及網絡費用等方面的需求越來越迫切。這種情況下，需要加強對Ka頻段衛(wèi)星的研究，進一步提升Ka頻段衛(wèi)星的抗雨衰功能，同時將其廣泛的運用在中海油海上，使其發(fā)揮出應有的功效。實踐發(fā)現(xiàn)：Ka段衛(wèi)星具有比其它頻段更差的雨衰，目前研究施行的Ka段衛(wèi)星接收器自身帶有抗雨衰，可以通過雨衰時，把發(fā)射、接收功率自動加大等技術手段，促進通訊信號的快速接收。

1.Ka頻段衛(wèi)星系統(tǒng)背景的相關研究

黨十八大會議明確提出：“提高海洋資源開發(fā)能力、發(fā)展海洋經濟、保護海洋生態(tài)環(huán)境、建設海洋強國“的指導方針，明確了下一步的工作重點，同時中海油公司也要求員工努力建設智慧海洋，掌握近期工作目標。西部油服公司致力于企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，通過將Ka頻段衛(wèi)星系統(tǒng)加以有效利用，保證了企業(yè)與船上的通訊鏈路通暢，然后采取有效的實施方案，首先建設一路普通微波通訊6M，接著建設一路Ka衛(wèi)星通訊50M，日常工作中主要使用的是平常微波進行信號傳遞，一旦微波中斷就立即啟用Ka衛(wèi)星通訊服務，保證了信息傳遞的連貫性。

前階段將大部分精力都集中在建設作業(yè)點前端數(shù)據和自動化控制體系的工作中，在陸地、海上工作人員共同努力下，已經成功構建了多種相應的生產、管理系統(tǒng)，便于及時解決西部油服公司資產的運營和資產跟蹤情況，強化設備定期維修、做好計劃檢修，提前進行預防性維修，并及時采購申請，嚴格的進行配件物料、安全管理和能源管理等工作，保證了現(xiàn)場報告的自動生成，快速完成信息匯總、分析、計算等工作。

2.Ka頻段衛(wèi)星抗雨衰技術的主要分析

Ka頻段衛(wèi)星抗雨衰技術應用的必要性：目前將Ka頻段衛(wèi)星運用在南海海上，使其為服務高速衛(wèi)星通信、寬帶數(shù)字傳輸、衛(wèi)星新聞信息采集、個人衛(wèi)星業(yè)務等各項工作提供了科學的參考數(shù)據，同時為系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝以及檢修等工作奠定了堅實基礎，不僅具有容量大、高清視頻傳送等明顯優(yōu)勢，還保證了衛(wèi)星用戶終端足夠小，便于用戶攜帶和裝備，攜帶方便，同時性價較高，操作便利[1]。

2.1分集技術

分集技術又被稱為分集接收技術，指的是在發(fā)送端采用一定形式將有效信號及時發(fā)向若干個信道，這些信道當前的信號衰弱，在分集技術的應用下，接收端之間的信號被經過多次處理后，最終有效減少了信道的衰減程度。在此環(huán)節(jié)將分集接收理論得到了廣泛運用，這樣不僅使得工作人員及時掌握了信號自身受干擾的情況，還將Ka頻段衛(wèi)星的優(yōu)勢發(fā)揮了出來。

2.2頻率分集技術

目前頻率分集技術主要被運用不同信道衰減處理過程中，通過采用不同的工作頻率來降低抗雨衰，促進了不同信道信號的有效傳遞。在信道管理系統(tǒng)自身功率儲備不足、抗雨衰性能減弱的情況下，Ka頻段衛(wèi)星系統(tǒng)會自動切換到另一個低頻段，促進了系統(tǒng)共享。頻率分集技術目前被廣泛運用在高頻段工作中，借助低頻段來降低抗雨衰的影響，從而確保了系統(tǒng)頻段不會超過一定門限的鏈路[2]。

2.3軌道分集技術

在空間范圍內實現(xiàn)軌道分集，同時將兩個獨立空間內的信號分為兩條相離的覆蓋路徑，借助衛(wèi)星系統(tǒng)來構建兩個不同的信號匯合通道。軌道分集技術不依賴暴風雨的區(qū)域特征，從而獲得了最大的效益。

2.4自適應控制技術

在信道系統(tǒng)中進行功率控制，同時分為上下行鏈路功率控制，在此環(huán)節(jié)可以將功率控制分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制這兩種形式，需要反饋技術的支持。在上下行鏈路發(fā)生信號衰減的時候，總系統(tǒng)可以繼續(xù)保持衛(wèi)星轉換器接收信號的質量，同時降低雨量對電波信號的影響。

3.Ka頻段衛(wèi)星在西部油服海上的有效利用

3.1現(xiàn)場系統(tǒng)構建

建立現(xiàn)場LTE寬帶集群，從而實現(xiàn)自動錄入、實時巡檢，便于工作人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞，保證了作業(yè)面分散，提高巡檢質量，比如西部油服公司海上的巡檢人員提高責任心，積極配合管理工作，認真做好現(xiàn)場管理與監(jiān)督，促使系統(tǒng)管理工得到了有效開展，在此環(huán)節(jié)，充分借助了先進的移動信息化巡檢工具，海洋石油111FPSO位置如下圖所示。

3.2 ka頻率高通量衛(wèi)星系統(tǒng)的運用

Ka波段在衛(wèi)星通信過程中得到了廣泛運用，ka頻率高通量衛(wèi)星系統(tǒng)為高速衛(wèi)星通信、高清晰度電視、衛(wèi)星新聞采集、寬帶數(shù)字傳輸、個人衛(wèi)星等業(yè)務提供了有利條件，在ka頻率高通量衛(wèi)星系統(tǒng)的運行中，用戶不用再受到其他系統(tǒng)的干擾。ka頻率高通量衛(wèi)星系統(tǒng)被更多的運用在寬帶數(shù)據傳輸中，以此來滿足高通量的通訊需求，也促進了寬帶衛(wèi)星通信技術的逐漸成熟。高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在西部油服公司海上工作中的信息傳輸環(huán)節(jié)發(fā)揮出了非常重要的支撐作用，運用Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)，構建了固定衛(wèi)星信道幅度模型，加快了信息傳輸速度，促進了用戶終端天線的靈活移動和使用，便于改變衛(wèi)星上的天線指向，同時具有很強的抗干擾能力。

3.3 VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)的運用

VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)主要是由網絡控制、終端站、中樞中心等部分構成，由此形成了一個大型、功能完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其中的中樞站是將分散系統(tǒng)內的數(shù)據及時傳遞給各個遠端站，促進了各系統(tǒng)內數(shù)據分發(fā)，最終形成了衛(wèi)星通信系統(tǒng)網絡主體。VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)與用戶終端連接起來，采用功能先進的衛(wèi)星通信應用方式來提高系統(tǒng)運行的靈活性和可靠性，保證了系統(tǒng)口徑足夠小，使用方便，操作便利，便于將用戶端與數(shù)據終端進行配合使用。借助衛(wèi)星系統(tǒng)復合器來承載話音業(yè)務和數(shù)據服務業(yè)務，在此環(huán)節(jié)將數(shù)據流分隔作為主要的信元，在借助復合器的過程中還需要充分利用信元中繼技術，從而將單一復合器與總系統(tǒng)進行有效連接，同時根據系統(tǒng)對延時信息的敏感程度來進行話音業(yè)務分類，進一步提升了話音服務質量。

3.4自動化跟蹤式衛(wèi)星系統(tǒng)的運用

自動化跟蹤式衛(wèi)星系統(tǒng)目前被廣泛運用在西部油服公司工作中，更好的滿足了平臺系統(tǒng)的技術需求，使用C波段來進行系統(tǒng)跟蹤，以環(huán)境需求為主。更換油輪單點位置，及時考慮單點位置對自動化跟蹤式衛(wèi)星系統(tǒng)運行產生的影響，在現(xiàn)代化自動化跟蹤式衛(wèi)星系統(tǒng)的支持下，天線的方位和俯仰角度進行了有效調整，積極采用自動化跟蹤式衛(wèi)星服務技術來進行信號傳遞，實現(xiàn)了自動跟蹤與系統(tǒng)服務，在適當時候進行有效人工干預，從而增強了自動化跟蹤式衛(wèi)星系統(tǒng)運用效果[4]。

3.5應急指揮系統(tǒng)的運用

鑒于目前在西部油服公司海上出現(xiàn)應急指揮不及時的問題，積極掌握天氣狀況信息，明確現(xiàn)場實況，促進系統(tǒng)信息之間的有效共享，促進信息傳輸通暢。在此環(huán)節(jié)，陸地指揮人員有效進行現(xiàn)場指揮與管理，更好的維護現(xiàn)場秩序。應急指揮系統(tǒng)實現(xiàn)了信息共享和實時監(jiān)控，借助可視化系統(tǒng)來進行現(xiàn)狀監(jiān)控，更好的提高了一線工作人員的綜合素質和業(yè)務能力。構建衛(wèi)星系統(tǒng)信息應急指揮系統(tǒng)，及時明確系統(tǒng)應急處理方案，積極掌握了現(xiàn)場視頻監(jiān)控點，充分借助衛(wèi)星傳輸網和無線局域網來進行系統(tǒng)架構，積極對語音、圖像、視頻等服務信息進行實時掌握，促進了多媒體指揮調度，有效提升了西部油服公司海上工作質量，促進了各個設備之間信息資源的有效共享。使用自動化巡檢系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡檢裝置，不僅減輕了人員的勞作強度，還大大提升了應急指揮工作效率，實現(xiàn)對各個系統(tǒng)單元信息的實時監(jiān)控，便于實時掌握生產設備的最新狀況。下圖2為西部油服公司應急指揮系統(tǒng)構成。

4.結束語

西部油服公司致力于企業(yè)發(fā)展，因此促進了Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的有效運用。將Ka頻段衛(wèi)星運用在西部油服公司海上設施，使其為服務高速衛(wèi)星通信、寬帶數(shù)字傳輸、衛(wèi)星新聞信息采集、企業(yè)設施定位等各項工作提供了科學的參考數(shù)據。建立現(xiàn)場LTE寬帶集群，從而實現(xiàn)自動錄入、實時巡檢，便于工作人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞，提高巡檢質量。形成了一個功能完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，促進各個設備之間信息資源的有效共享。目前公司將其運用在試點工作中，構建SAP系統(tǒng)、MAXIMO資產管理軟件、能源管理系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)等軟、硬件環(huán)境，如果可以確保傳輸穩(wěn)定，同時性價比高，就可以在全中海油公司得到有效推廣。

參考文獻：

[1]于淼，康健. Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)雨衰混合補償算法[J]. 吉林大學學報（信息科學版），2015，33（1）：33-38.

[2]張青春，龍丹，喻鵬. 海上移動Ka頻段衛(wèi)星通信編譯碼技術研究[J]. 通信技術，2017，50（3）：406-409.

[3]王兵. 基于Turbo-OFDM的Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)研究[J]. 電子技術與軟件工程，2013（19）：40-41.

[4]鐘志明. 探討Ka頻段衛(wèi)星在中海油海上的應用[J]. 科研，2016（11）：00275-00275.