基于Ka高通量衛星系統在電力行業的應用

陳亮 曾仕倫 朱禮鵬 汪曉帆

摘要：隨著我國互聯網技術水平的不斷提高，各行各業對互聯網的運用變得越來越廣泛，有效推動了互聯網及有關其他產業的進一步發展，有效提高了人們的生活質量。為能夠有效促進電力行業的智能化發展，運用Ka高通量衛星系統是必然趨勢。因此，本文對基于Ka高通量衛星系統在電力行業的應用進行探討研究，具有重要意義。

關鍵詞：Ka高通量衛星系統;電力行業;應用

中圖分類號：TN927.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0094-01

目前，Ka頻段高通量高軌位衛星是業內通過衛星接入互聯網的主要方式。根據衛星企業制定的計劃，在成功發射東西增強衛星以后，Ka高通量衛星系統將會擴大自身的覆蓋區域，包括周邊海域、整個亞洲地區。目前，和運行系統相比，Ka高通量衛星系統帶寬容量約為其的10倍，可以說，Ka寬帶衛星的帶寬完全可以和光纖并齊。本文對基于Ka高通量衛星系統在電力行業的應用進行探討研究，具有重要意義。

1 Ka高通量寬帶衛星的優勢與特點

1.1 優勢

因為Ka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，通過利用頻率復用技術與點波束設計，能夠大幅度提高Ka高通量寬帶衛星的容量，大幅度減小Ka高通量帶寬的成本。Ka高通量寬帶衛星主要選用集中饋電方式，在喀什、成都、懷來這三個地方分別設有信關站，且均由北京運營中心進行統一管理，通過利用大容量光纖，實現不同站點之間的互相連通，Ka衛星系統能夠擴大自身的規模。針對業務運營系統、地面段網絡系統、空間段衛星資源，通過選用天地一體化設計，廣大用戶只要購買終端，便能夠成功接入高速的寬帶互聯網，同時能夠有效傳輸各種數據、視頻、語音等。

1.2 特點

相較于傳統的網絡，網絡覆蓋廣、通信容量大、通信成本低、抗災能力強、終端小巧功耗低、站點安裝部署快速等優點。

2 Ka高通量衛星系統在電力行業的應用服務

2.1 線路網絡覆蓋

在線路巡檢方面，輸電線路非常艱險，線路會翻過叢山峻嶺、跨越大江大河，范圍非常廣，大部分區域的地面網絡沒有，巡線人員通信手段單一，遇到特殊情況無法及時回傳信息數據，通過ka高通量衛星移動小站，作為現場臨時網絡接入點，能夠快速解決問題。

2.2 水電、風電、光伏電站網絡覆蓋

四川、西藏、云南、貴州等山區擁有大量水電站，大部分水電站都是在落差很高的山區，環境復雜、通信覆蓋極其脆弱，使用Ka衛星通信對偏遠電站庫區監測，建設迅速、成本低、抗自然災害強。風電、光伏電站一般都建設在無人區域，網絡基本無法保證，采用ka衛星通信系統，能夠很好的解決通信問題。

2.3 在建工程初期網絡覆蓋

電力行業的“發、輸、送、變”等工程一般都是地處偏遠，工程初期通信網絡十分受限。針對在建工程所在地區，通過選用Wifi覆蓋方式+Ka小站進行組網，實現偏遠工程地區的網絡全覆蓋，以為人們提供互聯網接入服務與語音電話服務。通過利用一個衛星小站，能夠獲取更高容量的網絡帶寬，同時可以滿足偏遠地區網絡業務的使用要求。如果工程項目所在地的供電條件比較差，在這種情況下，宜利用太陽能來進行供電，通過運用太陽能，可以有效提高供電的穩定性。綜上所述，使用高通量Ka衛星通信，解決工程項目初期網絡覆蓋問題。

2.4 電力應急通信的運用

Ka頻段寬帶衛星通信因自身特點，具有機動性、小終端、大容量等，所以Ka頻段寬帶衛星通信十分適用于應急業務。Ka衛星系統通過選用多種不同的形式，包括移動便攜站式、固定站式等，可以傳輸多種不同的臨時應急數據。在對應急突發事件進行應對時，當移動通信業務、地面固定通信業務癱瘓或者損毀時，通過使用Ka頻段寬帶衛星通信，能夠有效傳輸視頻、數據、雙向語音，或者能夠對多種不同的通信指揮終端、應急采集終端進行有效搭配，如移動基站、集群、無人機、單兵等。

第一，移動便攜站式。在Ka高通量衛星中，衛星終端的功耗小，且比較小巧，衛星調制解調器體積和家庭使用的普通無線路由器差不多，自重小于1000g，便于運輸與攜帶。移動便攜站所使用的拼裝面板結構是可以進行拆卸的，這種結構的中路、體積都是便于攜帶的，一個人完全可以背戶攜帶。而對于傳統設備，其自重常常過重，一個人根本無法獨自對其進行運輸和操作。所以一些偏遠山區線路發生中斷等問題時，可以選用移動便攜站，通過人力方式將其快速運輸到事故現場，以有效應對應急通信故障問題。

第二，固定站式。因為ka高通量衛星系統選用的通信頻率是非常高的。對于傳統的vsat小站，根據要求，需要選用2.5m口徑的天線，而對于固定站式，根據要求，僅需選用0.95m口徑的天線，通過選用口徑更小的天線，能夠有效提高組網安裝的靈活性，有助于災害現場網絡通信的迅速恢復，通過構建后方指揮中心、災害現象的網絡通道，能夠快速傳輸數據信息、語音信息和視頻信息。

3 Ka高通量寬帶衛星的應用展望

我國對Ka高通量寬帶衛星的使用，標志著中國高通量衛星寬帶業務正式進入商業運營發展階段。在未來成功發射東西增強衛星以后，衛星通信網絡將會無縫覆蓋全亞洲。在多個項目的建設過程中，包括泛在物聯網、能源互聯網、智能電網等，我國國網制定的電力綜合數據網、電力調度數據網已經不能滿足當下現有業務的發展要求，業務層面的發展速度遠遠大于網絡層面的發展速度。針對當前我國國網快速發展的要求，Ka高通量衛星網絡的發展恰好與其是互相契合的。因為Ka衛星通信系統具有抗毀性、靈活性，所以通過使用Ka衛星通信系統，能夠滿足當前我國國網的發展要求。在未來發展中，只要將網絡信息安全要求予以解決，ka高通量衛星系統便能夠建立一個完善的電力通信網絡，實現電力通信網絡的全面覆蓋，以保證我國電力行業的可持續發展。

參考文獻

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