基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用

陳亮 曾仕倫 朱禮鵬 汪曉帆

摘要：隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平的不斷提高，各行各業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用變得越來越廣泛，有效推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)及有關(guān)其他產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，有效提高了人們的生活質(zhì)量。為能夠有效促進(jìn)電力行業(yè)的智能化發(fā)展，運(yùn)用Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)是必然趨勢。因此，本文對基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行探討研究，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng);電力行業(yè);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN927.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）10-0094-01

目前，Ka頻段高通量高軌位衛(wèi)星是業(yè)內(nèi)通過衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)的主要方式。根據(jù)衛(wèi)星企業(yè)制定的計(jì)劃，在成功發(fā)射東西增強(qiáng)衛(wèi)星以后，Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)將會(huì)擴(kuò)大自身的覆蓋區(qū)域，包括周邊海域、整個(gè)亞洲地區(qū)。目前，和運(yùn)行系統(tǒng)相比，Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)帶寬容量約為其的10倍，可以說，Ka寬帶衛(wèi)星的帶寬完全可以和光纖并齊。本文對基于Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行探討研究，具有重要意義。

1 Ka高通量寬帶衛(wèi)星的優(yōu)勢與特點(diǎn)

1.1 優(yōu)勢

因?yàn)镵a頻段主要選用20-30GHz的高頻信道，這種信道資源是非常豐富的，通過利用頻率復(fù)用技術(shù)與點(diǎn)波束設(shè)計(jì)，能夠大幅度提高Ka高通量寬帶衛(wèi)星的容量，大幅度減小Ka高通量帶寬的成本。Ka高通量寬帶衛(wèi)星主要選用集中饋電方式，在喀什、成都、懷來這三個(gè)地方分別設(shè)有信關(guān)站，且均由北京運(yùn)營中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過利用大容量光纖，實(shí)現(xiàn)不同站點(diǎn)之間的互相連通，Ka衛(wèi)星系統(tǒng)能夠擴(kuò)大自身的規(guī)模。針對業(yè)務(wù)運(yùn)營系統(tǒng)、地面段網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、空間段衛(wèi)星資源，通過選用天地一體化設(shè)計(jì)，廣大用戶只要購買終端，便能夠成功接入高速的寬帶互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)能夠有效傳輸各種數(shù)據(jù)、視頻、語音等。

1.2 特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、通信容量大、通信成本低、抗災(zāi)能力強(qiáng)、終端小巧功耗低、站點(diǎn)安裝部署快速等優(yōu)點(diǎn)。

2 Ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)在電力行業(yè)的應(yīng)用服務(wù)

2.1 線路網(wǎng)絡(luò)覆蓋

在線路巡檢方面，輸電線路非常艱險(xiǎn)，線路會(huì)翻過叢山峻嶺、跨越大江大河，范圍非常廣，大部分區(qū)域的地面網(wǎng)絡(luò)沒有，巡線人員通信手段單一，遇到特殊情況無法及時(shí)回傳信息數(shù)據(jù)，通過ka高通量衛(wèi)星移動(dòng)小站，作為現(xiàn)場臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，能夠快速解決問題。

2.2 水電、風(fēng)電、光伏電站網(wǎng)絡(luò)覆蓋

四川、西藏、云南、貴州等山區(qū)擁有大量水電站，大部分水電站都是在落差很高的山區(qū)，環(huán)境復(fù)雜、通信覆蓋極其脆弱，使用Ka衛(wèi)星通信對偏遠(yuǎn)電站庫區(qū)監(jiān)測，建設(shè)迅速、成本低、抗自然災(zāi)害強(qiáng)。風(fēng)電、光伏電站一般都建設(shè)在無人區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)基本無法保證，采用ka衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠很好的解決通信問題。

2.3 在建工程初期網(wǎng)絡(luò)覆蓋

電力行業(yè)的“發(fā)、輸、送、變”等工程一般都是地處偏遠(yuǎn)，工程初期通信網(wǎng)絡(luò)十分受限。針對在建工程所在地區(qū)，通過選用Wifi覆蓋方式+Ka小站進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)工程地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，以為人們提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)與語音電話服務(wù)。通過利用一個(gè)衛(wèi)星小站，能夠獲取更高容量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，同時(shí)可以滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的使用要求。如果工程項(xiàng)目所在地的供電條件比較差，在這種情況下，宜利用太陽能來進(jìn)行供電，通過運(yùn)用太陽能，可以有效提高供電的穩(wěn)定性。綜上所述，使用高通量Ka衛(wèi)星通信，解決工程項(xiàng)目初期網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題。

2.4 電力應(yīng)急通信的運(yùn)用

Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信因自身特點(diǎn)，具有機(jī)動(dòng)性、小終端、大容量等，所以Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信十分適用于應(yīng)急業(yè)務(wù)。Ka衛(wèi)星系統(tǒng)通過選用多種不同的形式，包括移動(dòng)便攜站式、固定站式等，可以傳輸多種不同的臨時(shí)應(yīng)急數(shù)據(jù)。在對應(yīng)急突發(fā)事件進(jìn)行應(yīng)對時(shí)，當(dāng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、地面固定通信業(yè)務(wù)癱瘓或者損毀時(shí)，通過使用Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信，能夠有效傳輸視頻、數(shù)據(jù)、雙向語音，或者能夠?qū)Χ喾N不同的通信指揮終端、應(yīng)急采集終端進(jìn)行有效搭配，如移動(dòng)基站、集群、無人機(jī)、單兵等。

第一，移動(dòng)便攜站式。在Ka高通量衛(wèi)星中，衛(wèi)星終端的功耗小，且比較小巧，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器體積和家庭使用的普通無線路由器差不多，自重小于1000g，便于運(yùn)輸與攜帶。移動(dòng)便攜站所使用的拼裝面板結(jié)構(gòu)是可以進(jìn)行拆卸的，這種結(jié)構(gòu)的中路、體積都是便于攜帶的，一個(gè)人完全可以背戶攜帶。而對于傳統(tǒng)設(shè)備，其自重常常過重，一個(gè)人根本無法獨(dú)自對其進(jìn)行運(yùn)輸和操作。所以一些偏遠(yuǎn)山區(qū)線路發(fā)生中斷等問題時(shí)，可以選用移動(dòng)便攜站，通過人力方式將其快速運(yùn)輸?shù)绞鹿尸F(xiàn)場，以有效應(yīng)對應(yīng)急通信故障問題。

第二，固定站式。因?yàn)閗a高通量衛(wèi)星系統(tǒng)選用的通信頻率是非常高的。對于傳統(tǒng)的vsat小站，根據(jù)要求，需要選用2.5m口徑的天線，而對于固定站式，根據(jù)要求，僅需選用0.95m口徑的天線，通過選用口徑更小的天線，能夠有效提高組網(wǎng)安裝的靈活性，有助于災(zāi)害現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)通信的迅速恢復(fù)，通過構(gòu)建后方指揮中心、災(zāi)害現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)通道，能夠快速傳輸數(shù)據(jù)信息、語音信息和視頻信息。

3 Ka高通量寬帶衛(wèi)星的應(yīng)用展望

我國對Ka高通量寬帶衛(wèi)星的使用，標(biāo)志著中國高通量衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)正式進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營發(fā)展階段。在未來成功發(fā)射東西增強(qiáng)衛(wèi)星以后，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)無縫覆蓋全亞洲。在多個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)過程中，包括泛在物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等，我國國網(wǎng)制定的電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下現(xiàn)有業(yè)務(wù)的發(fā)展要求，業(yè)務(wù)層面的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)層面的發(fā)展速度。針對當(dāng)前我國國網(wǎng)快速發(fā)展的要求，Ka高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展恰好與其是互相契合的。因?yàn)镵a衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有抗毀性、靈活性，所以通過使用Ka衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠滿足當(dāng)前我國國網(wǎng)的發(fā)展要求。在未來發(fā)展中，只要將網(wǎng)絡(luò)信息安全要求予以解決，ka高通量衛(wèi)星系統(tǒng)便能夠建立一個(gè)完善的電力通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，以保證我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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