基于Ka高通量卫星系统在电力行业的应用

陈亮 曾仕伦 朱礼鹏 汪晓帆

摘要：随着我国互联网技术水平的不断提高，各行各业对互联网的运用变得越来越广泛，有效推动了互联网及有关其他产业的进一步发展，有效提高了人们的生活质量。为能够有效促进电力行业的智能化发展，运用Ka高通量卫星系统是必然趋势。因此，本文对基于Ka高通量卫星系统在电力行业的应用进行探讨研究，具有重要意义。

关键词：Ka高通量卫星系统;电力行业;应用

中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0094-01

目前，Ka频段高通量高轨位卫星是业内通过卫星接入互联网的主要方式。根据卫星企业制定的计划，在成功发射东西增强卫星以后，Ka高通量卫星系统将会扩大自身的覆盖区域，包括周边海域、整个亚洲地区。目前，和运行系统相比，Ka高通量卫星系统带宽容量约为其的10倍，可以说，Ka宽带卫星的带宽完全可以和光纤并齐。本文对基于Ka高通量卫星系统在电力行业的应用进行探讨研究，具有重要意义。

1 Ka高通量宽带卫星的优势与特点

1.1 优势

因为Ka频段主要选用20-30GHz的高频信道，这种信道资源是非常丰富的，通过利用频率复用技术与点波束设计，能够大幅度提高Ka高通量宽带卫星的容量，大幅度减小Ka高通量带宽的成本。Ka高通量宽带卫星主要选用集中馈电方式，在喀什、成都、怀来这三个地方分别设有信关站，且均由北京运营中心进行统一管理，通过利用大容量光纤，实现不同站点之间的互相连通，Ka卫星系统能够扩大自身的规模。针对业务运营系统、地面段网络系统、空间段卫星资源，通过选用天地一体化设计，广大用户只要购买终端，便能够成功接入高速的宽带互联网，同时能够有效传输各种数据、视频、语音等。

1.2 特点

相较于传统的网络，网络覆盖广、通信容量大、通信成本低、抗灾能力强、终端小巧功耗低、站点安装部署快速等优点。

2 Ka高通量卫星系统在电力行业的应用服务

2.1 线路网络覆盖

在线路巡检方面，输电线路非常艰险，线路会翻过丛山峻岭、跨越大江大河，范围非常广，大部分区域的地面网络没有，巡线人员通信手段单一，遇到特殊情况无法及时回传信息数据，通过ka高通量卫星移动小站，作为现场临时网络接入点，能够快速解决问题。

2.2 水电、风电、光伏电站网络覆盖

四川、西藏、云南、贵州等山区拥有大量水电站，大部分水电站都是在落差很高的山区，环境复杂、通信覆盖极其脆弱，使用Ka卫星通信对偏远电站库区监测，建设迅速、成本低、抗自然灾害强。风电、光伏电站一般都建设在无人区域，网络基本无法保证，采用ka卫星通信系统，能够很好的解决通信问题。

2.3 在建工程初期网络覆盖

电力行业的“发、输、送、变”等工程一般都是地处偏远，工程初期通信网络十分受限。针对在建工程所在地区，通过选用Wifi覆盖方式+Ka小站进行组网，实现偏远工程地区的网络全覆盖，以为人们提供互联网接入服务与语音电话服务。通过利用一个卫星小站，能够获取更高容量的网络带宽，同时可以满足偏远地区网络业务的使用要求。如果工程项目所在地的供电条件比较差，在这种情况下，宜利用太阳能来进行供电，通过运用太阳能，可以有效提高供电的稳定性。综上所述，使用高通量Ka卫星通信，解决工程项目初期网络覆盖问题。

2.4 电力应急通信的运用

Ka频段宽带卫星通信因自身特点，具有机动性、小终端、大容量等，所以Ka频段宽带卫星通信十分适用于应急业务。Ka卫星系统通过选用多种不同的形式，包括移动便携站式、固定站式等，可以传输多种不同的临时应急数据。在对应急突发事件进行应对时，当移动通信业务、地面固定通信业务瘫痪或者损毁时，通过使用Ka频段宽带卫星通信，能够有效传输视频、数据、双向语音，或者能够对多种不同的通信指挥终端、应急采集终端进行有效搭配，如移动基站、集群、无人机、单兵等。

第一，移动便携站式。在Ka高通量卫星中，卫星终端的功耗小，且比较小巧，卫星调制解调器体积和家庭使用的普通无线路由器差不多，自重小于1000g，便于运输与携带。移动便携站所使用的拼装面板结构是可以进行拆卸的，这种结构的中路、体积都是便于携带的，一个人完全可以背户携带。而对于传统设备，其自重常常过重，一个人根本无法独自对其进行运输和操作。所以一些偏远山区线路发生中断等问题时，可以选用移动便携站，通过人力方式将其快速运输到事故现场，以有效应对应急通信故障问题。

第二，固定站式。因为ka高通量卫星系统选用的通信频率是非常高的。对于传统的vsat小站，根据要求，需要选用2.5m口径的天线，而对于固定站式，根據要求，仅需选用0.95m口径的天线，通过选用口径更小的天线，能够有效提高组网安装的灵活性，有助于灾害现场网络通信的迅速恢复，通过构建后方指挥中心、灾害现象的网络通道，能够快速传输数据信息、语音信息和视频信息。

3 Ka高通量宽带卫星的应用展望

我国对Ka高通量宽带卫星的使用，标志着中国高通量卫星宽带业务正式进入商业运营发展阶段。在未来成功发射东西增强卫星以后，卫星通信网络将会无缝覆盖全亚洲。在多个项目的建设过程中，包括泛在物联网、能源互联网、智能电网等，我国国网制定的电力综合数据网、电力调度数据网已经不能满足当下现有业务的发展要求，业务层面的发展速度远远大于网络层面的发展速度。针对当前我国国网快速发展的要求，Ka高通量卫星网络的发展恰好与其是互相契合的。因为Ka卫星通信系统具有抗毁性、灵活性，所以通过使用Ka卫星通信系统，能够满足当前我国国网的发展要求。在未来发展中，只要将网络信息安全要求予以解决，ka高通量卫星系统便能够建立一个完善的电力通信网络，实现电力通信网络的全面覆盖，以保证我国电力行业的可持续发展。

参考文献

[1] 李博.国外通信卫星领域最新发展态势分析[J].国际太空，2018（07）：12-17.

[2] 司闻智.高通量卫星通信系统设计因素分析[J].中国新通信，2018（06）：22.