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光纤设备间互联链路在地面站中的应用<1>

2/14/2005来源:光纤通信人气:6353

光纤设备间互联链路在地面站中的应用<1> 一挑战 当前,卫星服务供应商正面临严峻的挑战。当市场需要更多的服务、更多的卫星、建立更多的 网络时,就需要传输和接收更大数量及更多类型的信号。这种挑战对卫星服务供应商,特别是对卫 星网络设备制造商而言,提出了发展配套硬件的要求。这种挑战包括:远距离传送信号、保证信号 质量、确保设备使用寿命最长、用同一硬件提供多种服务、具备最高的性价比。而特殊的需求产生 特殊的解决方案。 二解决方案:整体地面站 “地面站”包括上行链路、下行链路、冗余备份、复用装置、监控设备(用于监控设备间信号 传送的具体情况)。只有当地面站内的各项设备准确无误地把信号交互传送至各设备时,这样的地 面站才称得上是一个完整的设计。在本篇文章中,我们将尽可能详细地说明:混合同轴/光纤系统 如何满足高质量地面站的需求。 三地面站的要求及问题 地面站最主要的功能就是接收和传输卫星信号。这些信号可以是经调制后的数据RF载波,也可 以是压缩数字视频和/或模拟视频。另外,随着LEO及MEO移动电话卫星的发射,新的服务要求加重 了地面站的工作,这些服务要求使用更严格的设备间互联传输协议。最后,在设备之间使用1-2 GHz频率进行传输变得更为普遍。 新的系统比原有技术具备更独特的优势,现有的基于同轴电缆的设备已经不能满足这种发展趋 势。例如,除了其“包”优点外,数字信号传输对反射损耗非常敏感。同轴电缆及与它相关的元件 由于都有很大的VSWR,问题因此产生。另一方面是:高频传输比低频传输衰减大,同轴电缆在这方 面更严重。因此,显而易见,新型的、兼容未来发展的地面站设备元件互联在某些方面必须依靠光 纤解决方案。 整体地面站的设备部件将肯定不只是接收及传输信号这么简单。随着各种要求的提出,例如电 信网络业者必须提供超过99.9%的“可用度”、更多服务供应商的设备可同时操作,随着覆盖区域 的增大及所使用频率范围的增大,今大的卫星通信链路必须在应用及可靠性方面订立新的标准。 四当前的解决方案 目前,大部分地面站都采用同轴电缆,例如HELIAX(安德鲁公司注册商标)或波导电缆,把信 号从远程天线传输至网络控制室。但是,同轴和HELIAX在远距离RF应用中都有信号衰减的情况。事 实上,当传输距离超过100 m时,信号的衰减显得特别严重。解决通过同轴电缆进行稍长距离传输 的衰减问题的一般方法是在临界点增加放大器。但这是一种昂贵的、以工程技术来补救问题的解决 办法,它不能保证所需信号的质量和可靠性,因此不能保真地传输数据信号。换言之,在远距离传 输方面,同轴电缆的确满足不了日趋复杂的需求。 而光缆就能够满足及保证远距离传输的要求。单根光缆就可以保证无论是短距离还是长达25km 甚或更远距离传输的信号质量。实际上,只要配上合适的连接头,光缆就可以解除反射损耗的问题。 因此,在远距离传输方面,以光纤作为信号高质量传输的手段是非常合适的。 五改变观念 直到现在,一般的观念都是:铜同轴电缆简单、便宜,而光缆复杂、昂贵,而且既然已经大量 使用了铜同轴(电话、有线电视、楼宇公共电视系统等),我们就应该了解如何尽我们的最大可能 充分利用铜同轴系统。这种观念现在正在改变。那些关心设计、生产、购买、安装及使用网络的企 业,如卫星服务供应商及卫星网络设备生产商,都正在慢慢了解:如果把所有因素都考虑在内的话, 混合光纤网络(光纤及同轴)比起单一的铜同轴网络来说会是价格更低但质量更高的解决方案。 六同轴与光纤对比 1.工程 同轴方式需要工程技术上的特别“照顾”,对人手需求也较多。每个同轴系统都需要特别考虑 工程计算方面的工作。一个携带频谱分析仪、电压表及计算器的工程师,可以很快地计算出衰减, 但是大部分维护和安装人员只是简单地遵循这些指导中的建议,“对60 m以上的距离,至少要加一 个线路放大器”。当在大型楼宇或单位中安装网络时,就可能要进行数十次甚至上百次的精确衰减 计算。而且,在安装了线路放大器以后,必须一次次检查同轴电缆的电气性质。所有这些工作都需 要花费大量时间,并且大部分的工作都需要技术好、因此工资也较高的人员来完成。 衰减公式的计算对于一些工程师来说可能很容易,但是,当因所用的同轴电缆达不到标准而影 响了设定数据时,或是当他们因某些原因要第三次安装新的F插头时,即使是技术、经验都非常丰 富的工程师也可能觉得很麻烦。再考虑同轴电缆及线路放大器、衰减器等数量,您可能已经浪费了 很多时间及不必要的费用,而最终的结果却经常差强人意,工程质量不一定能得到保证。 光缆的安装不需要很先进的工程技术和复杂的计算吗?事实上,安装在任何地点的光缆都无需 工程经验和计算。安装光缆时,不用计算衰减,也无需测量电信号。光缆的衰减几乎可以忽略不计 (每1/2英里下降0.2dB)。对于那些使用同轴系统时需要一个或多个线路放大器的敷设距离来说, 光缆的安装无需工人掌握复杂的工程技术知识,安装更容易。 2.局限性 同轴系统受距离和带宽的限制,而光缆几乎没有这方面的限制。换句话说,同轴系统只可作为 短距离之间的窄带应用,而光缆则可应用于无论远近的高质量宽带服务。