Ka频段卫星在中海油海上的有效利用

王平

摘要：高通量卫星技术的迅速发展从一定程度上推动了通信行业的稳定发展，在新时期下，人们对通信技术提出了更高的要求，因此为了更好的发挥出高通量卫星技术的优势，需要及时解决网络链路安全问题。对现有的网络系统进行有效完善，同时将Ka频段卫星在中海油海上得到合理利用，从而进一步强化 Ka频段卫星技术应用效果。本文主要针对Ka频段卫星在中海油海上的有效利用作出具体分析。

关键词：Ka频段卫星；中海油海上；有效利用

前言

目前西部油服公司（中海油下属子公司）工作中主要使用的是微波散射设备，租用中国联通公司基站基础设施，在陆地临海高地建立发射基站，通过多个小岛串联，输送海岛专线信号到公司海上采油设施。2017年9月台风期间，微波散射设备受到了不同程度的损坏，不仅影响海上现场正常使用，还造成船上通讯中断3个月，因此需要加强对通讯设备的积极维护。

积极构建一个6M的普通微波链路+1路Ka卫星通讯，以此来促进公司各项工作的顺利开展，有效强化通讯功能，这为公司大数据、物联网、应急指挥等方面工作提供了可靠的硬件保障。

Ka频段卫星具有高通量功能，因此在实际工作中充分借助Ka频段卫星来促进西部油服公司海上相关工作的顺利进行。在传统的通讯工作中，只需要设计C频段和Ku频段，在采用合适、固定功率的情况下，卫星通信工作可以有序进行，但是在网络时代下，公司对通讯技术的需求不断增高，同时信息更新速度不断加快、对网络带宽及网络费用等方面的需求越来越迫切。这种情况下，需要加强对Ka频段卫星的研究，进一步提升Ka频段卫星的抗雨衰功能，同时将其广泛的运用在中海油海上，使其发挥出应有的功效。实践发现：Ka段卫星具有比其它频段更差的雨衰，目前研究施行的Ka段卫星接收器自身带有抗雨衰，可以通过雨衰时，把发射、接收功率自动加大等技术手段，促进通讯信号的快速接收。

1.Ka频段卫星系统背景的相关研究

党十八大会议明确提出：“提高海洋资源开发能力、发展海洋经济、保护海洋生态环境、建设海洋强国“的指导方针，明确了下一步的工作重点，同时中海油公司也要求员工努力建设智慧海洋，掌握近期工作目标。西部油服公司致力于企业稳定发展，通过将Ka频段卫星系统加以有效利用，保证了企业与船上的通讯链路通畅，然后采取有效的實施方案，首先建设一路普通微波通讯6M，接着建设一路Ka卫星通讯50M，日常工作中主要使用的是平常微波进行信号传递，一旦微波中断就立即启用Ka卫星通讯服务，保证了信息传递的连贯性。

前阶段将大部分精力都集中在建设作业点前端数据和自动化控制体系的工作中，在陆地、海上工作人员共同努力下，已经成功构建了多种相应的生产、管理系统，便于及时解决西部油服公司资产的运营和资产跟踪情况，强化设备定期维修、做好计划检修，提前进行预防性维修，并及时采购申请，严格的进行配件物料、安全管理和能源管理等工作，保证了现场报告的自动生成，快速完成信息汇总、分析、计算等工作。

2.Ka频段卫星抗雨衰技术的主要分析

Ka频段卫星抗雨衰技术应用的必要性：目前将Ka频段卫星运用在南海海上，使其为服务高速卫星通信、宽带数字传输、卫星新闻信息采集、个人卫星业务等各项工作提供了科学的参考数据，同时为系统的现场安装以及检修等工作奠定了坚实基础，不仅具有容量大、高清视频传送等明显优势，还保证了卫星用户终端足够小，便于用户携带和装备，携带方便，同时性价较高，操作便利[1]。

2.1分集技术

分集技术又被称为分集接收技术，指的是在发送端采用一定形式将有效信号及时发向若干个信道，这些信道当前的信号衰弱，在分集技术的应用下，接收端之间的信号被经过多次处理后，最终有效减少了信道的衰减程度。在此环节将分集接收理论得到了广泛运用，这样不仅使得工作人员及时掌握了信号自身受干扰的情况，还将Ka频段卫星的优势发挥了出来。

2.2频率分集技术

目前频率分集技术主要被运用不同信道衰减处理过程中，通过采用不同的工作频率来降低抗雨衰，促进了不同信道信号的有效传递。在信道管理系统自身功率储备不足、抗雨衰性能减弱的情况下，Ka频段卫星系统会自动切换到另一个低频段，促进了系统共享。频率分集技术目前被广泛运用在高频段工作中，借助低频段来降低抗雨衰的影响，从而确保了系统频段不会超过一定门限的链路[2]。

2.3轨道分集技术

在空间范围内实现轨道分集，同时将两个独立空间内的信号分为两条相离的覆盖路径，借助卫星系统来构建两个不同的信号汇合通道。轨道分集技术不依赖暴风雨的区域特征，从而获得了最大的效益。

2.4自适应控制技术

在信道系统中进行功率控制，同时分为上下行链路功率控制，在此环节可以将功率控制分为开环控制和闭环控制这两种形式，需要反馈技术的支持。在上下行链路发生信号衰减的时候，总系统可以继续保持卫星转换器接收信号的质量，同时降低雨量对电波信号的影响。

3.Ka频段卫星在西部油服海上的有效利用

3.1现场系统构建

建立现场LTE宽带集群，从而实现自动录入、实时巡检，便于工作人员及时发现系统漏洞，保证了作业面分散，提高巡检质量，比如西部油服公司海上的巡检人员提高责任心，积极配合管理工作，认真做好现场管理与监督，促使系统管理工得到了有效开展，在此环节，充分借助了先进的移动信息化巡检工具，海洋石油111FPSO位置如下图所示。

3.2 ka频率高通量卫星系统的运用

Ka波段在卫星通信过程中得到了广泛运用，ka频率高通量卫星系统为高速卫星通信、高清晰度电视、卫星新闻采集、宽带数字传输、个人卫星等业务提供了有利条件，在ka频率高通量卫星系统的运行中，用户不用再受到其他系统的干扰。ka频率高通量卫星系统被更多的运用在宽带数据传输中，以此来满足高通量的通讯需求，也促进了宽带卫星通信技术的逐渐成熟。高通量卫星系统在西部油服公司海上工作中的信息传输环节发挥出了非常重要的支撑作用，运用Ka频段卫星通信系统，构建了固定卫星信道幅度模型，加快了信息传输速度，促进了用户终端天线的灵活移动和使用，便于改变卫星上的天线指向，同时具有很强的抗干扰能力。

3.3 VSAT卫星系统的运用

VSAT卫星系统主要是由网络控制、终端站、中枢中心等部分构成，由此形成了一个大型、功能完善的卫星通信系统，其中的中枢站是将分散系统内的数据及时传递给各个远端站，促进了各系统内数据分发，最终形成了卫星通信系统网络主体。VSAT卫星系统与用户终端连接起来，采用功能先进的卫星通信应用方式来提高系统运行的灵活性和可靠性，保证了系统口径足够小，使用方便，操作便利，便于将用户端与数据终端进行配合使用。借助卫星系统复合器来承载话音业务和数据服务业务，在此环节将数据流分隔作为主要的信元，在借助复合器的过程中还需要充分利用信元中继技术，从而将单一复合器与总系统进行有效连接，同时根据系统对延时信息的敏感程度来进行话音业务分类，进一步提升了话音服务质量。

3.4自动化跟踪式卫星系统的运用

自动化跟踪式卫星系统目前被广泛运用在西部油服公司工作中，更好的满足了平台系统的技术需求，使用C波段来进行系统跟踪，以环境需求为主。更换油轮单点位置，及时考虑单点位置对自动化跟踪式卫星系统运行产生的影响，在现代化自动化跟踪式卫星系统的支持下，天线的方位和俯仰角度进行了有效调整，积极采用自动化跟踪式卫星服务技术来进行信号传递，实现了自动跟踪与系统服务，在适当时候进行有效人工干预，从而增强了自动化跟踪式卫星系统运用效果[4]。

3.5应急指挥系统的运用

鉴于目前在西部油服公司海上出现应急指挥不及时的问题，积极掌握天气状况信息，明确现场实况，促进系统信息之间的有效共享，促进信息传输通畅。在此环节，陆地指挥人员有效进行现场指挥与管理，更好的维护现场秩序。应急指挥系统实现了信息共享和实时监控，借助可视化系统来进行现状监控，更好的提高了一线工作人员的综合素质和业务能力。构建卫星系统信息应急指挥系统，及时明确系统应急处理方案，积极掌握了现场视频监控点，充分借助卫星传输网和无线局域网来进行系统架构，积极对语音、图像、视频等服务信息进行实时掌握，促进了多媒体指挥调度，有效提升了西部油服公司海上工作质量，促进了各个设备之间信息资源的有效共享。使用自动化巡检系统来代替传统的人工巡检装置，不仅减轻了人员的劳作强度，还大大提升了应急指挥工作效率，实现对各个系统单元信息的实时监控，便于实时掌握生产设备的最新状况。下图2为西部油服公司应急指挥系统构成。

4.结束语

西部油服公司致力于企业发展，因此促进了Ka频段卫星通信系统的有效运用。将Ka频段卫星运用在西部油服公司海上设施，使其为服务高速卫星通信、宽带数字传输、卫星新闻信息采集、企业设施定位等各项工作提供了科學的参考数据。建立现场LTE宽带集群，从而实现自动录入、实时巡检，便于工作人员及时发现系统漏洞，提高巡检质量。形成了一个功能完善的卫星通信系统，促进各个设备之间信息资源的有效共享。目前公司将其运用在试点工作中，构建SAP系统、MAXIMO资产管理软件、能源管理系统、GPS定位系统、视频监控系统、应急指挥系统等软、硬件环境，如果可以确保传输稳定，同时性价比高，就可以在全中海油公司得到有效推广。

参考文献：

[1]于淼，康健. Ka频段卫星通信系统雨衰混合补偿算法[J]. 吉林大学学报（信息科学版），2015，33（1）：33-38.

[2]张青春，龙丹，喻鹏. 海上移动Ka频段卫星通信编译码技术研究[J]. 通信技术，2017，50（3）：406-409.

[3]王兵. 基于Turbo-OFDM的Ka频段卫星通信系统研究[J]. 电子技术与软件工程，2013（19）：40-41.

[4]钟志明. 探讨Ka频段卫星在中海油海上的应用[J]. 科研，2016（11）：00275-00275.