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无线电技术 | 如何简便高效的实现大型设施中卫星信号的传输和分配?

  2020年12月15日  

  无论是在有线,地球站还是在通信卫星中,可靠的信号传输和分配都是设施成功运行的基础。从卫星天线处的信号接收,到设施内的处理和分配,再到最终分配,必须正确设计和管理信号质量可用性。

  01 卫星接收

  卫星地球站天线,通常称为卫星“天线”,用于从有线前端和其他设施的电视节目网络接收卫星信号。根据频率,卫星位置和服务要求,它们的直径可能从1到最大30米不等。

  LNB(低噪声下变频器)将从卫星接收到的微弱信号进行频率转换,并将其放大以通过电缆传送到通常与其他电子网络单元一起放置的室内接收和解码设备。

  德国Raisting的天线场地球站

  从太空卫星接收(或下行链路)的高频输入信号通常由LNB下变频为L波段(950-2150 MHz)或扩展的L波段(850-2450 MHz)频率范围,并通过电缆,例如同轴铜电缆。特殊形状的天线可以安装多个LNB,以同时接收多个不同位置的卫星信号。

  可以使用直接安装在天线上或下游信号路径中的防雷设备,以保护下行链路中的设备免受过压损坏。

  02 传输到接收机

  下一步是将下变频信号从LNB传输到集成接收器/解码器(或IRD,Integrated Receiver/Decoder),后者将信号处理并解码到基带。该链接有时称为设施间链接(Inter-Facility Link)或IFL。

  对于从LNB到IRD的传输路径小于100米的天线和系统,同轴电缆上的传输带来的损耗很小,并且出于成本原因通常是可以接受的。对于更长的布线距离或带有多个天线的系统,将导致难以接受的线路损耗,因此,RoF(射频光载 )传输将更具有优势。另外,如果需要特别高的信号质量,则同轴IFL链路可能不是明智的选择。

  远距离传输RoF更具有优势

  RoF的优势

  显著更高的带宽容量

  低损耗,传输距离远

  抗电磁干扰(EMI)能力强,且保密性好

  光纤轻便,部署灵活

  LNB输出信号到光纤的转换通常在专用设备中进行,该专用设备安装在室外,安装在靠近天线的机架中。通常使用紧凑型设备,例如虹科DEV-7152室外机架。直接安装在正在使用中碟形卫星天线桅杆上。除了执行电光转换外,这些设备还可以为到IRD(接收器)的链路提供冗余功能。它们还可以用于设置重要参数,以用于下行链路信号的持续传输。

  室外光电转换及冗余设备DEV 7152

  03 冗余传输与天线

  为了确保即使在传输链的一部分出现故障的情况下,连续信号依旧正常传输,需要对路径进行冗余设计。如果路由的一部分出现故障,则备用设备可以接管发生故障的部分继续信号传输。为每个传输部分实现一个冗余单元(1 + 1冗余)将导致成本增加。由于仅在极少数主要路径故障的情况下才需要备用设备,因此更有效的解决方案是实现N + 1冗余。使用N + 1冗余,由于传输线两侧的智能交换设备,N个主单元可以共享相同的一个冗余单元。

  2+1冗余开关示意

  对于没有管理系统可以自动执行切换或不希望执行集成的操作员,我们提供了一种特殊的解决方案:虹科DEV 1993天线冗余开关可以监控和切换连接天线的信号,以及在天线故障的情况下,它可以完全接管ACU的控制。它创建了一个封闭的自动化系统,无需外部管理系统即可实现天线冗余。

  天线冗余开关DEV 1993

  04 站点分集

  故障不仅是由技术缺陷引起的,恶劣的天气事件可能会影响整个天线场,这是由于降雨和大气湿度造成的卫星信号衰减所致,而后者又严重地衰减了较高的卫星频率(Ku-Band,Ka-Band)。但是,由于造成中断的天气影响倾向于在地理位置上进行局部化,因此可以实施一种称为“站点分集”的概念,以最大程度地延长正常运行时间并最大程度地减少天气影响。

  站点分集

  通过这种“站点分集”方法,可以在通常至少50至150公里之外的其他位置建立冗余的下行链路天线设施,利用光纤射频(RoF)来链接两个站点。

  在光纤上的RF接收位置,多路分路器将多路信号复用划分回单独的信道和路径,天线源之间的切换也可以通过1 + 1冗余开关进行管理。

  虹科DEV系列产品用于RF信号分配,切换和放大功能,在单个机箱中提供独特的解决方案。这些产品有不同的尺寸和不同的集成度。与传统解决方案相比,将信号转换和信号分配结合在同一个设备中,可显著节省空间和功耗。

标签:虹科我要反馈
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