我們知道,對于衛星通信系統,其系統主要應是由通信衛星和地球站及它們之間的鏈路所構成。地球站是系統的重要網元,它既建立與通信衛星的連接,同時與地面通信網絡之間建立接口,特別是衛星固定業務通信地球站。那么,對于地球站,在ITU-R的《無線電規則》中是歸類于電臺類術語的,其定義為:位于地球表面或地球大氣層主要部分以內的電臺,可擬用于:一個或多個空間電臺通信;或:通過一個或多個反射衛星或空間其它物體與一個或多個電臺進行通信。
一、地球站的分類方法
在衛星通信系統中,對于地球站的分類方法可以從不同的角度去分類,因此,分類方法有多種。這里重點介紹下述兩類分類方法:
1、按地球站適用于不同無線電業務的分類法
根據前述《無線電規則》中關于地球站的定義,地球站實質上就是衛星通信的地面站,它可位于陸地(地面或車載)、水上(船載)或大氣層(機載或航空器載)中。鑒于此,在ITU-R的《無線電規則》中共給出了十種有關“地球站”的術語及定義,它們之間的分類關系可詳見下圖1-1-1;其術語和定義匯總于下表1-1中。注意:我國國家標準GB/T 13622《無線電管理術語》,依據《無線電規則》中術語一章也給出了相同的相關地球站方面的術語與定義。
圖 1-1-1:“地球站”方面的術語間的分類關系
表 1-1:“地球站”方面的術語與定義
欲詳細了解上述相關文件中術語與定義的請進入:《無線電規則》;GB/T 13622
由上圖和上表可知,地球站依據所適用的無線電業務可分類為陸地地球站類和移動地球站類兩大類。陸地地球站可用于衛星固定業務有時也用于衛星移動業務,它又包括基地地球站、海岸地球站和航空地球站。移動地球站是用于衛星移動業務的,它又包括陸地移動地球站(衛星陸地移動業務)、船舶地球站(衛星水上移動業務)、航空器地球站(衛星航空移動業務)、衛星應急示位無線電信標(衛星移動業務的一種地球站,用于搜索和救援工作)。下圖1-1-2展示了陸地地球站類和移動地球站類間的對應關系(共同點與區別點)。
圖 1-1-2:陸地地球站類和移動地球站類間的對應關系
欲具體了解相關無線電業務介紹的請進入。
另外,依據上述相關地球站的定義,地球站還可按其移動性來分類,可分為:固定地球站、可搬移式地球站或便攜式地球站、車載地球站、船載地球站、機載地球站、航空器載地球站等。
2、按地球站適用于不同業務性能能力的分類法(衛星固定業務地球站)
上述第1種分類法是針對所有衛星通信業務的分類法。而對于衛星固定業務地球站,可按照其適應于不同的通信業務和性能能力進行分類,將其分為四類,即一類地球站;二類地球站;三類地球站和四類地球站。實質上,這種分類屬于等級分類,一類地球站的通信能力最強,依次次之。下述將專門介紹其分類情況。
二、衛星固定業務地球站按業務性能能力的分類要求
需要說明的是,對于衛星固定業務通信系統,現在我國使用的工作頻率是C頻段(6/4GHz)、Ku頻段(14/11~12GHz)和Ka頻段(30/20GHz)三個頻段。目前我國僅規定了工作在C頻段和Ku頻段的各自四個等級分類類別;Ka頻段地球站的分類待定。
欲詳細了解衛星通信系統工作頻段規定要求的請進入。
特別是,衛星固定業務地球站按業務性能能力的分類,其分類方法最直接依據的是地球站的品質因數(G/T)值的大小。為此,這里首先介紹一下品質因數(G/T)的概念。
1、關于地球站的品質因數(G/T)
對于衛星通信系統,為了保證接收信號的質量,接收系統必須有足夠的載噪比,當工作頻率、信號形式、衛星和地球站位置確定后,信號的傳輸以及接收系統的噪聲等效帶寬也就基本確定,這樣載噪比就決定于發端的等效全向輻射功率(EIRP)及收端的品質因數(G/T)。我們把接收天線增益與接收系統總的等效噪聲溫度比G/T的分貝值(單位為dB/K),稱為接收系統品質因數或性能因數。其中:G為低噪聲放大器輸入端天線增益(dBi);T為低噪聲放大器輸入端接收系統噪聲溫度(絕對溫度K)。因此,品質因數G/T是一個地球站在接收狀態時的最基本特性參數,品質因數G/T將受到天氣、風量及天線仰角等條件的制約。
2、GB/T 12364的分類要求
在我國國家標準GB/T 12364-2007《國內衛星通信系統進網技術要求》中,根據地球站接收系統G/T值的大小,將衛星固定業務并工作于C頻段和Ku頻段的地球站分別規定了4個等級,具體詳見下表2-2。
表 2-2:衛星固定業務地球站的等級分類(包括C頻段和Ku頻段的)
欲詳細了解GB/T 12364-2007標準具體內容的請進入。
3、YD/T 5050-2018的分類及其業務能力的要求
在我國通信行業工程建設標準YD/T 5050-2018《國內衛星通信地球站工程設計規范》中,從衛星固定業務通信系統工程建設的角度,不僅給出了其地球站的分類要求,同時給出了相應類別地球站的業務能力要求,以指導我國衛星通信系統的組網建網。其相關地球站的分類要求與GB T 12364-2007的要求基本類同,仍然是依據品質因數(G/T)的大小,但其要求內容更加豐富,諸如包括相應類別地球站的天線尺寸配置、適用范圍要求等。其中:工作在C頻段和Ku頻段的地球站分類要求分別詳見下表2-3-1和表2-3-2。
表 2-3-1:我國C頻段衛星通信地球站的分類及要求
表 2-3-2:我國Ku頻段衛星通信地球站的分類及要求
需要指出的是:對于Ku頻段地球站的分類要求的表2-3-2,YD/T 5050-2018執行的是國際衛星組織地球站標準(Intelsat Earth Station Standards)的IESS-203(C標準地球站)和IESS-205(E標準地球站)的規定。
在YD/T 5050-2018中,專門給出了C頻段和Ku頻段各類別衛星通信地球站的業務能力要求,具體匯總于下表2-3-3中。
表2-3-3:我國C頻段和Ku頻段衛星通信地球站的業務能力要求
欲詳細了解YD/T 5050-2018標準具體內容的請進入。
欲進一步了解各類地球站的天線尺寸性能指標及業務類型的請進入。