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卫星通信系统与无线网桥系统的应用对比 发布时间:2021/12/29 13:54:00
由于利用地球同步轨道卫星作为中继站的卫星通信系统具有覆盖面广、组网快捷、通信稳定度高、保密性高、不依赖其他通信系统等特点,一直被广泛应用于电视广播、企业私网、通信干线互联、应急指挥等领域。
在油田、矿山的勘探、采集作业和近海工程作业中,由于作业区基本为新开发区域或海上,具有作业面积大、地面通信网络不发达或几乎没有等特点,卫星通信几乎成为了唯一的通信手段。随着地面网络系统的不断发展,技术手段的不断创新,在地面高速网络的支持下,无线网桥系统也越来越多地被应用到这些领域。
以下将对两种通信方式的技术特点进行简要分析,并指出目前无线网桥无法完全替代卫星通信的技术与建设施工方面的原因
一、卫星通信系统与无线网桥系统的基本工作原理
1、卫星通信系统的基本工作原理
卫星通信,简单的说就是地球上(包括地面、水面和低层大气中)的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站转发或反射无线电波,以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式,在用于通信使用时多以组网方式使用。
2、无线网桥系统的基本工作原理
网桥是两个或多个网络之间的连接系统,并可对网络数据的流通进行管理,无线网桥系统顾名思义就是通过无线传输方式实现在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,实际应用中多用于点对点传输。
二、卫星通信系统与无线网桥系统的技术特点
无论是卫星通信系统还是无线网桥系统,均属于无线电通信,无线电通信就是将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上,经空间和地面传至对方的通信方式,是利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。
但由于采用的技术不同,二者在工作模式、工作独立性、传输安全性、建设施工和适用范围上还是存在很大区别的。
1、在工作模式上:
首先最大的区别在于使用频率上,卫星通信所使用的频率为受保护、监管的特定频率段,所有卫星所使用频率均接受到国际电联协调分配、国家无线电管理机构监督保护,目前经常使用的频段为C、Ku和Ka频段。
无线网桥所使用的频率为公开、可公用频率,与普通的家用WIFI共用,均为2.4GHz或5.8 GHz。
其次在波束的工作模式上,卫星基本采用区域覆盖方式,在国内,一个波束即可覆盖整个国土陆地及周边海洋面积,信号覆盖范围内各点均可互通,便于快速部署开通及组网使用。
无线网桥则只能采取点对点直线传输方式,新部署站必须首先必须依托已有站点,加之传输距离的限制,在快速开通方面不及卫星,在组网方面更是较困难,必须采取多级中转接力方式实现,加之受传输条件限制,无论是考虑信号传输路径设计还是网络拓扑结构设计上均非常复杂,随之带来的故障点也增加。
2、在工作独立性方面:
卫星通信系统的初始应用场景即是为了成网络化使用,对使用者而言,可实现完全自主可控,所有的设备、网络规模、传输路径配置均可独立完成,可完全不依赖其他电信服务商网络,因此无需考虑外部因素。而无线网桥的最初应用是为支持地面网络的整体化而产生的一种延伸与扩展的应用,采用点对点直线传输方式,主要是解决特定点与原有地面网络基站点连接的问题,因此对地面网络的依赖性比较大,尤其是组网使用时更是如此。
因此在利用无线网桥建设专有网络必然存在建网成本高、投入大的问题,所有的站点、中继点、中转点均存在天线塔架架设、土地征用、通信设备安装、供电设施部署等问题;网络的结构特性,也决定了信号传输路径节点多、引发故障点相对多的特点,因此在网络维护方面更是需要投入大量的人员、交通车辆、工程维护船舶等。因此不利于用户自行组网。
3、在传输安全性方面:
除频率受监管保护外,卫星通信系统空间传输的信号采用的是私有协议,不同厂家的设备之间难以兼容,因此窃密成本高、破解困难,数据安全性极高。
无线网桥采用的频率为公开、公用频率,空间信号传输采用的也是公开公用的协议,使用简单的WIFI设备即可截获信号,因此窃密成本低,对用户而言失密机率很高。
4、 在建设施工方面:
卫星通信系统主站建设相对复杂,但是远端站建设开通强度比较统一,即使是需反复拆装建设的站点也只需完成天线的架设、电缆连接、对星后即可开通,时间可控制在几个小时之内。而车载系统则更简单,在完成定位、天线展开后基本在一个小时内即可开通。
而无线网桥站点的建设受各种因素的影响,建设难度变化非常大,因采用点对点视距通信方式,更是随着通信距离的增加,受到地球曲率的影响及菲涅尔区限制,天线高度不断增加,从而引起架设难度的几何增长。单点即如此,成网络更难。开通建设时间远大于卫星。但由于是在地面短距传输,无线网桥具有通信带宽大,传输数据速率高等优点。
三、总结
综上所述,相比无线网桥,无论是在在作模式、工作独立性、传输安全性、建设施工上卫星通信都具有自己的优点。
卫星通信由于受可使用总带宽限制,中转传输距离远等原因,无法与任何地面通信系统在传输数据速率上相比,但其区域全覆盖,可无缝、无差别、不依赖其他系统、可直接、快速部署的特性是其他任何通信系统不可替代的。