民航Ku波段卫星通信站的链路测试及维护

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Air Link Tests and Maintenance of Ku-band Satellite Communication Stations of Civil Aviation

Song Dan； Qu Shaojun

（①民航东北空管局黑龙江分局，哈尔滨 150001；②哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院，哈尔滨 150001）

（①Heilongjiang Air Traffic Management Sub-bureau of CAAC，Harbin 150001，China；

②School of Electrical Engineering and Automation of Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China）

摘要：文章主要对民航ku波段卫星通信网进行了简要介绍，并提出Ku卫星通信站日常维护中所应用的链路测试的方法，详细说明了本地环、远端环的测试步骤及链路走向。同时，将Ku波段与C波段卫星通信进行对比，对如何降低雨衰对于Ku通信质量所造成的影响进行了说明。最后，对日常维护中遇到的故障判断及解决方法进行了详细的描述。

Abstract: This paper introduces the Ku-band satellite communication networks, and proposes the link test methods applied in the daily maintenance of Ku satellite communication stations. Besides, the test procedure and link direction of the local loop, remote loop are mentioned here. Meanwhile, the paper compares the Ku-band and C-band satellite communications, and explains the impact of how to reduce rain attenuation on the quality of Ku communication. Finally, troubleshooting methods in routine maintenance and solutions are described in detail.

关键词：Ku卫星通信 环路测试 雨衰 维护

Key words: Ku-band satellite communications；circle test；rain attenuation；maintenance

中图分类号：TN8 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）26-0046-02

1Ku波段卫星网络简介

Ku波段卫星通信网是于2005年开始建设，2006年建成并投入运营的。Ku波段卫星网的建设可以实现与C波段卫星网的互补，形成功能强大、可靠性更高的综合性民航专用卫星通信网络。此外，Ku波段卫星网可以为部分C波段卫星电路提供备份手段，还能够实现对卫星通信网络和设备的集中监控和管理，提高网络运行维护的有效性。更为重要的是，Ku波段卫星网可以实现部分C波段卫星网所没有的如视频会议等新的功能[1]。

Ku波段卫星网承载业务类型主要有话音通信业务、数据通信业务及视频传输业务。话音通信业务主要包括管制移交电话、程控交换机联网通信、点到点专用话音电路以及电话会议等。数据通信业务主要包括从低速率到中高速率的点到点、点到多点透明传输或带协议的传输电路，以及数据广播和组播等多种数据通信业务，并且能够支持非对称的数据传输业务。此外，其所承载的视频业务能够实现视频会议、可视电话以及气象云图等视频传输等功能。

2Ku卫星通信站日常维护中的链路测试

在对ku波段卫星通信站设备进行业务接入之前，需要对ku设备机箱中的业务板卡进行测试，同时也需要对本地链路以及本地到业务接口对端之间的链路进行测试，确保入网的成功以及业务承载的顺利实施。由于Ku业务板卡中的高速数据板可以实现转报同步数据、转报异步数据的传输、以及甚高频、雷达信号等等的传输功能，这里，我们以高速数据板为例，分别对本地环回测试、远端环回测试的方法进行描述。

2.1 本地环回测试进行本地环操作的主要目的是测试设备和数据卡之间的通信是否正常、接口子卡是否完好，以及数据卡与接口子卡的连接是否正常。本地环测试可通过两种方式进行：①网管软件操作；②本地维护人员通过按下高速数据板前按键的“Lloop”按钮，在该信道对应的接口上连接误码仪进行误码测试来实现的。这里要求误码率在10-7以下为测试成功。

本地环测试的示意图如图1。

2.2 远端环回测试远端环测试同样通过三种方式进行：①网管软件操作。②本地维护人员通过按下高速数据板前按键的“Rloop”按钮，在该信道对应的接口上连接误码仪进行误码测试来实现的。③本地维护人员通过在信道接口上插入该接口类型所对应的环头，在该信道对应的对端接口上让远端维护人员连接误码仪进行误码测试来实现的。也可通过让对方在其信道接口上插入相应的环头，我们本地维护人员在该条线路对应的信道端口上连接误码仪进行测试。

进行第①、②种方式的远端环测试，本地误码仪所发送的数据将通过卫星送到通信对端，经过数据卡后被送回发送端，所以进行远端环的时候能够对除了远端数据卡子卡外的整个卫星电路进行诊断。而第三种远端环路测试方式不但可以测试整个卫星链路，同时可以测试本地的数据卡、接口子卡是否故障，也可以对远端设备的数据卡以及接口子卡进行测试，因而，在对远端环进行测试时，我们建议采用第三种测试方式。远端环示意图如图2所示。

在图2中，第①、②种远端环路测试方法所经路径为实线部分，而第③种远端环在实线基础上多经过了图2中的虚线部分，且插入了环头（虚线表示）。3Ku波段卫星通信网与C波段卫星通信网的区别

与C波段相比，Ku波段卫星通信网具有如下特点：①Ku波段卫星天线口径远小于C波段卫星天线，且具有波束窄的优点；②C波段卫星通信遭受地面微波等干扰源的同频干扰比较严重，而Ku波段的的抗地面电磁干扰能力强，大大地降低了对接收环境的要求；③Ku波段卫星通信的传输损耗较大，降雨对Ku波段卫星广播的影响也比较严重，其上下行信号降雨衰耗远大于C波段，暴雨情况下Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB，而C波段最大雨衰量不超过1dB。

4减少降雨对于ku卫星通信信号衰减的方法

雨衰指当电波穿过降雨的区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，造成衰减。Ku波段雨衰影响大，因为Ku波段的波长2.5cm左右，比C波段接近于雨滴大小[2]。因此在降雨情况下，Ku波段卫星通信信号会急剧衰减，产生退极化作用，大大降低极化隔离度并产生降雨噪声，增加了天线的噪声温度。降雨引起的损耗与降雨的大小、以及穿过雨区的长度有关系。