浅析C波段、Ku波段卫星通信在民航中的应用

3、PES 系统
PES 系统主要提供数据通信服务，由 1 个主站（HUB）和 98 个
远端站组成，为星状拓扑结构，可以提供主站与远端站的点到点双向
连接或主站到多点的广播方式传播。
PES 系统的远端站之间不可直接进行数据通信，任何业务均通过
网管站进行数字双向传输方可完成，即两跳完成数据传输。网管站既
是整个网络的管理中心，还是网络的业务中心，远端站的任何信息传
就要求更多的新技术应用到卫星通信中来，使卫星通信焕发出蓬勃生
机。卫星通信以其特有的优势，将会在民航通信领域内得到更大的发
展，从而为民航运输业的快速发展提供通信保障。
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三类站
航站级
4.5m 天线，10W 的 SSPA，约 8 路 CU 板
四类站
导航台级
4.5m 天线，5W 的 SSPA，约 8 路 CU 板
民航 TES 卫星通信系统传输的主要业务有：管制移交电话、帧
中继、分组干线电路、自动转报电路、雷达信息联网、气象数据库远
程传输电路、甚高频 VHF 遥控引接电路、普通电话。
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动态连接，实现卫星信道资源的带宽共享。同时在上海配置一个备份 网控站，作为北京主用网控中心站的异地备份站，一旦北京主控站出 现故障，上海备份网控站将承担全网的控制和管理功能。
根据各地传输业务不同，远端站包括一类站 10 个、二类站 23 个、 三类站 12 个、四类站 48 个（含 1 个移动站和 1 个备份站）。各类远 端站设备配置如下：
数据广播业务、低速异步数据业务、IP、帧中继协议业务、VHF 话音
卫星中继电路（PAMA 话音业务）、拨号 DAMA 话音电路、管制热线
电话（DAMA 话音业务）、视频会议业务、多媒体业务等。
结束语
民航卫星通信网络经过几年的建设已经日臻完善，随着民航通信
业务的不断增加，将对卫星通信的高效性、安全性要求越来越高，这
四类站 48 3.7m 天线；16W 的 SSPA；1 个语音卡，4 个高速数据卡，1 个 E1 数据卡
注：四类站中宁波、温州两站均配备 2 个语音卡，7 个高速数据卡，1 个 E1 数据卡。
Ku 波段卫星通信网络传输的业务有：ATM 临时中继透明数据备
份业务、ATM 中继透明电路、中低速雷达引接透明数据业务、透明
一、C 波段卫星通信网络 民航 C 波段卫星通信网 1995 年正式建立，采用美国休斯网络系
统公司（HNS）的甚小口径终端（VSAT：Very Small Aperture Terminal）， 工作波段为 6GHz~4GHz，主要由电话地球站（TES：Telephony Earth Station）和个人地球站（PES：Personal Earth Station）两个网络系统 组成。网络中主要包括：主用网络控制中心（北京），备用网络控制 中心（广州），空间段通信卫星， TES 网络系统和 PES 网络系统。 目前已建成 TES 远端站 162 座，PES 远端站 98 座。
1、空间段通信卫星 民航 C 波段卫星通信网使用鑫诺 1 号（SINO-1）通信卫星，该 卫星于 1998 年 7 月 18 日从西昌卫星发射中心成功发射升空， 7 月 31 日按计划成功定点在东经 110.5°，其采用法国阿尔卡特宇航公司 制造的 Spacebus-3000 三轴稳定平台，设计使用寿命为 15 年。 鑫诺 1 号卫星采用双线极化复用单一波束模式，拥有 14 个带宽 为 54MHz 的 Ku 频段转发器和 23 个带宽为 36MHz、1 个带宽为 54MHz
表3
民航 Ku 卫星网各远端站硬件配置表
类别
数量 （个）
硬件配置
一类站 10 4.5m 天线；80W 的 SSPA；4 个语音卡，6 个高速数据卡，6 个 E1 数据卡
二类站 23 4.5m 天线；40W 的 SSPA；3 个语音卡，4 个高速数据卡，4 个 E1 数据卡
三类站 12 3.7m 天线；25W 的 SSPA；1 个语音卡，4 个高速数据卡，2 个 E1 数据卡
网络中主要包括：主用网络控制中心（北京），备用网络控制中 心（上海浦东机场），空间段通信卫星，地面接收站。
民航 Ku 卫星通信网络拓扑结构图见下图。
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1、空间段通信卫星 民航 Ku 卫星通信系统使用亚洲卫星公司发射的亚洲 4 号卫星， 其是由美国波音卫星系统公司（原休斯公司）生产的 BSS601HP 型大 功率三轴稳定式通信卫星，其于 2003 年 4 月 11 日从美国佛罗里达州 卡纳维拉尔角航天中心发射升空，5 月份投入使用。卫星定点在东经 122.2°的轨道位置，设计寿命为 15 年。 亚洲四号卫星采用线性双极化方式，配备了 28 个 36MHz 带宽的 C 波段转发器， 20 个 Ku 波段载荷包括 16 个 FSS(固定卫星业务)频 段和 4 个 BSS(广播卫星业务)频段的转发器。16 个 FSS 频段转发器中 10 个为 54MHz 带宽，6 个为 33MHz 带宽。 2、系统配置 Ku 卫 星 系 统 地 面 站 采 用 加 拿 大 PolarSat 通 信 公 司 生 产 的 VSATPlus II 系统，其基于 TDMA 技术体制的透明传输平台，，网络 的拓扑结构为全网状拓扑结构，并在此基础上支持单向广播回传的星 状网络结构以及星状/网状混合网络结构。该系统采用多载波跳频 TDMA 技术、QPSK 调制方式和 1/2、3/4、7/8 的前向纠错的 Viterbi 编码，并支持帧中继电路的 RS 编码，可进一步降低系统解调门限， 降低天线和功放的配置。 VSATPlus II 系统的网络规模可以扩展到 300 以上远端站规模， 并且每个远端站业务容量具备有扩展到其目前规模 2 倍的能力。 3、地面站配置 Ku 卫星通信网络系统中，网控中心主站位于北京，作为全网的 控制和管理中心，完成全网的话音、中低速透明数据业务、高速 ATM 备份中继电路、视频会议等业务的计划、调度和管理工作。话音业务、 数据业务以及视频会议业务可以在网管控制和管理下建立全网状的
递均通过网管站的处理后实现。
民航 PES 卫星网具有 1 条出境信道和 7 条入境信道，出境信道
速率为 512kbps，带宽为 1.6MHz：每条入境信道速率为 128kbps，带
宽为 0.4MHz。
PES 系统远端站按照级别分为一、二、三级远端站，各类远端站
的设备配备。
表2 类别 位置
民航 PES 卫星网各类远端站主要设备配备表 主要硬件配置
民航 PES 卫星通信系统传输的主要业务有：帧中继、分组干线
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电路、气象数据库数据。 二、Ku 波段卫星通信网络
近年来，随着民航通信业务量增加，C 波段卫星通信资源已日趋 紧张，因此，2005 年民航总局开始建设 Ku 波段卫星通信网络，该工 程是“民航航路改造二期工程”中的一个子项目，是继 C 波段卫星 通 信 网 后 的 又 一 个 民 航 专 用 传 输 网 络 。 Ku 卫 星 工 作 波 段 为 12GHz~14GHz，利用其灵活、可靠的中、低速率传输电路以及高速 率的应急备用电路，高质量地为民航航班安全飞行提供各类话音通 信、雷达信息引接、甚高频遥控、数据广播等服务，与原来的 C 波 段卫星网优势互补，组成一个具有更高可靠性的民航专用卫星通信 网。
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的大 功率、高接收灵敏度、高可靠性的商用通信卫星。
民航卫星网使用鑫诺 1 号的 8B 转发器，上行链路采用垂直极化， 下行链路采用水平极化，共 36MHz 带宽（6205±18M/3980±18M）。
2、TES 网络系统 该系统为基于卫星的全数字话音和数据通信网，支持系统内任意 地点远端站之间的电话、同步和异步数据通信，可兼容各种电话设备 及交换协议，具备交换网络功能。 该系统采用美国休斯网络系统公司(HNS)的主体设备和技术，以 话音为主，兼可进行中低速数据传输。话音及数据信道的连接均经卫 星单跳完成。 系统采用 QPSK 或 BPSK 调制方式，提供效率为 1/2 或 3/4 的前 向纠错编码。此外，在话音通信中系统提供 32kbpsADPCM、16kbps RELP 和 9.6kbps RELP 几种编码方式，采用回音抵消技术，并可选用 话音激活技术。这些技术可以节约 50～80%的带宽和 60%的占用卫 星通信功率。目前，网络中话音信道共有 4 种接口方式，分别是 4 线 E/M 交换机方式、ICM 卡方式、TELLABS 方式和 SMT-201 信令转换 器方式，以适应不同用户设备的需要。 网络控制系统（NCS）负责提供网络管理和控制，民航 TES 卫 星网拥有两套完全相同的 NCS，分别设在北京和广州，在任何一个 NCS 出现故障时，可以相互进行切换，接管网络控制操作。 目前网络中共有 162 个远端站，覆盖了全国所有的民航机场和部 分导航台。按照远端站的业务和重要性，将其划分为四类，包括管理 局级站、省会级站、航站级、导航台级远端站，各类远端站的设备配 备。
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表1
民航 TES 卫星网各远端站硬件配置表
类别
位置
硬件配置
一类站
管理局级
6.2m 天线，20W 或 40W 的 SSPA，约 40 路 CU 板
二类站
省会级
4.5m 天线，10W 的 SSPA，约 16～20 路 CU 板
一类站
管理局
3m 天线，1 个带下变频低噪声放大器的 RF 头，1 套 AEU，1 个 IOC 卡， 1 个数据端口卡，2 个话音端口卡
二类站
省会机场
2.4m 天线，5W 的 ODU，1 个 RFB，1 个 IDM，1 个 IOC，3 个可选的 用户端口卡
三类站
航站
2.4m 天线，1 个由 LNC 和 HPC 组成的 RFU，1 个 DIU，1 个 IOC，1 个多端口卡，1 个远端站语音卡，1 个袖珍端口卡，1 个加速端口卡，1 个话音端口卡
浅析 C 波段、Ku 波段卫星通信在民航中的应用
中国民航机场建设集团公司西北分公司 汪卫民
随着民用航空事业的飞速发展，民航部门对通信服务的质量、可 靠度要求越来越高。为了防止有线线路故障导致通信中断，很多部门 常常使用卫星通信作为备用传输链路。同时，由于我国地域广袤，部 分导航台位于群山、戈壁、荒漠等地，有线通信难以实现，因此只能 依靠卫星通信传送信号。总之，卫星通信以其不受地理条件限制、性 能稳定可靠、覆盖能力强、容量大、成本与传输距离无关等优点，在 民航通信服务方面发挥着重要的作用。本文简要介绍了民航通信中 C、Ku 波段卫星的使用情况，使大家对两波段卫星设备配置情况有所 了解。