民航Ku波段衛(wèi)星室內(nèi)設(shè)備測試方法淺析

摘 要：本文將闡述民航Ku波段衛(wèi)星室內(nèi)設(shè)備的不同檢測方法，建立測試模型和實現(xiàn)手段。運維人員可根據(jù)測試目的，結(jié)合每種測試模型的特點進(jìn)行選擇。在日常運維中，根據(jù)自身實際條件，有針對性的選擇適應(yīng)的檢測方法。

關(guān)鍵詞：上星測試;離線測試;簡易離線測試

民航Ku波段衛(wèi)星通信網(wǎng)建成投入運行已十余年，無論是運行設(shè)備還是備件均已進(jìn)入老化期，根據(jù)運行維護(hù)的實際環(huán)境情況，選擇建立相匹配的測試模型，可對Ku室內(nèi)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的判斷。

1 上星測試模型

上星測試模型即模擬實際Ku衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，利用現(xiàn)網(wǎng)中任意兩個衛(wèi)星地球站點之間的單挑通信，實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的測試。以數(shù)據(jù)板卡檢測為例，按圖1所示搭建上星測試模型，假設(shè)Node3為測試站點機(jī)箱，將其接入到民航Ku通信網(wǎng)中，那么最節(jié)省資源的配置方法為：在網(wǎng)管配置一條待測數(shù)據(jù)板的PORT0端口到PORT1端口的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。一個端口連接自環(huán)頭，另一端口連接誤碼儀進(jìn)行環(huán)測，即可在本地獨立的驗證待測板卡的工作狀態(tài)。同理，如E1板、DLM板等其他類型的業(yè)務(wù)板卡，向網(wǎng)管申請相應(yīng)的衛(wèi)星測試電路配置后，均可采用此類方法進(jìn)行測試。

上星測試模型明顯的優(yōu)勢就是在Ku衛(wèi)星網(wǎng)運行狀態(tài)良好的情況下，模擬實際設(shè)備入網(wǎng)，相當(dāng)于在真實衛(wèi)星通信環(huán)境下工作，得到真實的測試結(jié)果。然而在實際操作中，由于全部依賴于Ku衛(wèi)星網(wǎng)，必然會受到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)因素的影響。當(dāng)遇降雨等惡劣天氣因素影響或其他不確定因素，就會影響正確的故障判定甚至無法開展測試。此外由于需要上星入網(wǎng)，須占用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源，在Ku網(wǎng)電路資源緊張時，存在取消測試配置的可能。所以采用上星測試模型存在著一定的局限性。

2 離線測試模型

鑒于上星測試模型所帶來的局限，怎么才能規(guī)避這些客觀因素所帶來的不確定性和不利因素，設(shè)計出一個不受空間鏈路影響的測試環(huán)境。因此想辦法把這部分內(nèi)容使用一個可確定的環(huán)境代替，盡可能模擬出理想的可量化的測試環(huán)境來實現(xiàn)。通過衛(wèi)星通信原理中空間鏈路功率預(yù)算可知：[PR]=[EIRP]+[GR]-[LOSSES]其中，[PR]接收功率，[EIRP]有效全向輻射功率，[GR]接收天線增益，[LOSSES]自由空間傳播損耗。因此公式中所涉及的參數(shù)內(nèi)容可通過接入Ku ODU、模擬轉(zhuǎn)發(fā)器、衰減器組合進(jìn)行仿真，以完成將發(fā)送鏈路的輸入功率經(jīng)自由空間傳播損耗至接收機(jī)的接收功率的過程。通過仿真參數(shù)調(diào)整，等效成可量化的模型，從而排除了衛(wèi)星傳輸過程引入的誤差和不確定因素，達(dá)到接收電平范圍在-40dBm+/-3dB左右。

我們以polarsat公司提供的中頻自環(huán)原理為基礎(chǔ)建立離線測試模型。設(shè)置一個網(wǎng)關(guān)節(jié)點作為主時鐘參考站，將NMS接口連接網(wǎng)管服務(wù)器并配置測試電路。將各個測試節(jié)點通過分/合路器連接，通過中頻自環(huán)方式再接入Ku ODU、模擬轉(zhuǎn)發(fā)器和衰減器，組建一個離線的測試網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，使測試機(jī)箱內(nèi)Modem板卡下載帶有電路的map圖后，按照上星的設(shè)備檢測方法連接測試儀表，準(zhǔn)確定位設(shè)備故障。

由于離線測試模型本身基于中頻自環(huán)的原理構(gòu)建，在modem板時鐘同步上與實際運行時存在差異。實際運行中各節(jié)點的modem板以主時鐘參考站作為全網(wǎng)的時鐘基準(zhǔn)。當(dāng)本端modem時鐘頻率和主時鐘參考節(jié)點產(chǎn)生過大頻偏時，無法進(jìn)行時鐘同步。但離線模型中采用中頻自環(huán)方法，因此不會出現(xiàn)頻偏問題，所以離線測試模型不能將modem板的頻偏指標(biāo)性能完全檢測出來。鑒于上述說明，離線測試模型的優(yōu)勢在于不受衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)影響，在不占用在線運行資源的情況下，排除不確定因素，準(zhǔn)確定位設(shè)備存在問題。而不足也是明顯的，搭建測試環(huán)境所需資源較大，對設(shè)備要求較高且復(fù)雜。由于測量機(jī)制所限，室內(nèi)單元設(shè)備指標(biāo)不夠全面。

3 簡易離線測試模型

當(dāng)測試需求不高或者設(shè)備只需要定性分析的時候，可以在離線測試模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，去除Ku ODU和模擬轉(zhuǎn)發(fā)器，直接在連接中頻RX與TX時加入22dB的衰減器，構(gòu)造簡易離線測試模型。接入頻譜儀可觀察到一個較高的信噪比的載波突發(fā)的信號，這樣雖然會影響到一定的仿真程度，產(chǎn)生較高的Eb/N0值，但設(shè)備連接簡單，滿足設(shè)備的定性分析。上站進(jìn)行維護(hù)時，只需要在出發(fā)前使用簡易離線模型，使modem板卡下載帶有待測設(shè)備電路的map圖，在維護(hù)現(xiàn)場安裝進(jìn)行中頻自環(huán)，即可對待測設(shè)備進(jìn)行功能檢測。能夠排查出絕大多數(shù)非指標(biāo)劣化引起的故障，在應(yīng)用中具有比較廣泛的意義。

簡易離線測試模型優(yōu)點是設(shè)備簡單易于攜帶，可快速排障;缺點則是只能進(jìn)行設(shè)備性能檢測，測試項不夠全面細(xì)致。

4 總結(jié)

經(jīng)過對以上三種測試模型進(jìn)行分析，應(yīng)用場景不同，適用于不同情況的設(shè)備檢測，具備各自測試優(yōu)劣特點。測試人員應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)的測試目標(biāo)和測試程度，結(jié)合當(dāng)前具備的測試條件，按需選擇合適的檢測方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Polasat公司民航Ku波段VSAT網(wǎng)用戶手冊.

[2]張更新，劉愛軍，張杭，童新海譯.衛(wèi)星通信（第三版）陸軍工程大學(xué)翻印.

作者簡介：李琰（1977-），女，回族，北京人，本科，工程師，研究方向：民航通信網(wǎng)絡(luò)運行維護(hù)。