民航Ku波段卫星室内设备测试方法浅析

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：本文将阐述民航Ku波段卫星室内设备的不同检测方法，建立测试模型和实现手段。运维人员可根据测试目的，结合每种测试模型的特点进行选择。在日常运维中，根据自身实际条件，有针对性的选择适应的检测方法。
　　关键词：上星测试;离线测试;简易离线测试
　　民航Ku波段卫星通信网建成投入运行已十余年，无论是运行设备还是备件均已进入老化期，根据运行维护的实际环境情况，选择建立相匹配的测试模型，可对Ku室内设备状态进行快速准确的判断。
　　1 上星测试模型
　　上星测试模型即模拟实际Ku卫星通信网络结构实现，利用现网中任意两个卫星地球站点之间的单挑通信，实现话音、数据等业务的测试。以数据板卡检测为例，按图1所示搭建上星测试模型，假设Node3为测试站点机箱，将其接入到民航Ku通信网中，那么最节省资源的配置方法为：在网管配置一条待测数据板的PORT0端口到PORT1端口的数据业务。一个端口连接自环头，另一端口连接误码仪进行环测，即可在本地独立的验证待测板卡的工作状态。同理，如E1板、DLM板等其他类型的业务板卡，向网管申请相应的卫星测试电路配置后，均可采用此类方法进行测试。
　　上星测试模型明显的优势就是在Ku卫星网运行状态良好的情况下，模拟实际设备入网，相当于在真实卫星通信环境下工作，得到真实的测试结果。然而在实际操作中，由于全部依赖于Ku卫星网，必然会受到衛星网络因素的影响。当遇降雨等恶劣天气因素影响或其他不确定因素，就会影响正确的故障判定甚至无法开展测试。此外由于需要上星入网，须占用卫星网络资源，在Ku网电路资源紧张时，存在取消测试配置的可能。所以采用上星测试模型存在着一定的局限性。
　　2 离线测试模型
　　鉴于上星测试模型所带来的局限，怎么才能规避这些客观因素所带来的不确定性和不利因素，设计出一个不受空间链路影响的测试环境。因此想办法把这部分内容使用一个可确定的环境代替，尽可能模拟出理想的可量化的测试环境来实现。通过卫星通信原理中空间链路功率预算可知：[PR]=[EIRP]+[GR]-[LOSSES]其中，[PR]接收功率，[EIRP]有效全向辐射功率，[GR]接收天线增益，[LOSSES]自由空间传播损耗。因此公式中所涉及的参数内容可通过接入Ku ODU、模拟转发器、衰减器组合进行仿真，以完成将发送链路的输入功率经自由空间传播损耗至接收机的接收功率的过程。通过仿真参数调整，等效成可量化的模型，从而排除了卫星传输过程引入的误差和不确定因素，达到接收电平范围在-40dBm+/-3dB左右。
　　我们以polarsat公司提供的中频自环原理为基础建立离线测试模型。设置一个网关节点作为主时钟参考站，将NMS接口连接网管服务器并配置测试电路。将各个测试节点通过分/合路器连接，通过中频自环方式再接入Ku ODU、模拟转发器和衰减器，组建一个离线的测试网络。如图2所示，使测试机箱内Modem板卡下载带有电路的map图后，按照上星的设备检测方法连接测试仪表，准确定位设备故障。
　　由于离线测试模型本身基于中频自环的原理构建，在modem板时钟同步上与实际运行时存在差异。实际运行中各节点的modem板以主时钟参考站作为全网的时钟基准。当本端modem时钟频率和主时钟参考节点产生过大频偏时，无法进行时钟同步。但离线模型中采用中频自环方法，因此不会出现频偏问题，所以离线测试模型不能将modem板的频偏指标性能完全检测出来。鉴于上述说明，离线测试模型的优势在于不受卫星网络影响，在不占用在线运行资源的情况下，排除不确定因素，准确定位设备存在问题。而不足也是明显的，搭建测试环境所需资源较大，对设备要求较高且复杂。由于测量机制所限，室内单元设备指标不够全面。
　　3 简易离线测试模型
　　当测试需求不高或者设备只需要定性分析的时候，可以在离线测试模型的基础上进行简化，去除Ku ODU和模拟转发器，直接在连接中频RX与TX时加入22dB的衰减器，构造简易离线测试模型。接入频谱仪可观察到一个较高的信噪比的载波突发的信号，这样虽然会影响到一定的仿真程度，产生较高的Eb/N0值，但设备连接简单，满足设备的定性分析。上站进行维护时，只需要在出发前使用简易离线模型，使modem板卡下载带有待测设备电路的map图，在维护现场安装进行中频自环，即可对待测设备进行功能检测。能够排查出绝大多数非指标劣化引起的故障，在应用中具有比较广泛的意义。
　　简易离线测试模型优点是设备简单易于携带，可快速排障;缺点则是只能进行设备性能检测，测试项不够全面细致。
　　4 总结
　　经过对以上三种测试模型进行分析，应用场景不同，适用于不同情况的设备检测，具备各自测试优劣特点。测试人员应根据不同性质的测试目标和测试程度，结合当前具备的测试条件，按需选择合适的检测方法。
　　参考文献：
　　[1]Polasat公司民航Ku波段VSAT网用户手册.
　　[2]张更新，刘爱军，张杭，童新海译.卫星通信（第三版）陆军工程大学翻印.
　　作者简介：李琰（1977-），女，回族，北京人，本科，工程师，研究方向：民航通信网络运行维护。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15105935.htm