【文章內(nèi)容簡介】 h 的連接管理功能是目前 VSAT 工業(yè)中僅有的通過衛(wèi)星進行路由尋址和交換的先進技術(shù)，它是 SatPath經(jīng)過多年的研究和開發(fā)的成果。 每個連接組可以配置成星狀組或網(wǎng)狀組。在貴州省電網(wǎng)的應急通信網(wǎng)絡中，將會有一個網(wǎng)狀接通組和 1 個星狀接通組。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的使用成本很高，本網(wǎng)絡設(shè)計理念是盡量地減少帶寬資源的使用。圖 所示為使用 4 信道的 SkyMesh 4000 終端所組成的多組混合網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的配置，它可以使遠端站直 接同時與省調(diào)中心主站和各遠端站同時進行通信。 整個網(wǎng)絡是 100%單跳連接，很好地利用了轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。網(wǎng)絡采用了 MCPCFDMA，載波沒有信道復用報頭。它與 TDMA 時分多址系統(tǒng)相比，在信道利用率上有 20% ~50%的改善 MCPCFDMA 由于是零報頭，幾乎可以獲得 100% 的通道效率。 對電廠和比較偏遠的重要 220kV 及以上變電站，可加裝衛(wèi)星接收站，租用衛(wèi)星通道提供遠動和調(diào)度電話的應急通信?？紤]到發(fā)生突發(fā)事件時，滿足突發(fā)地點與調(diào)度中心的語音通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ㄒ?，可配置一定?shù)量的衛(wèi)星應急通信車。在任何需要 的時候都能做到立即出發(fā)、盡快到達，滿足了電力調(diào)度應急系統(tǒng)要求。同時，為確保其使用效果，在配置衛(wèi)星應急通信車時，必須考慮系統(tǒng)的最后通信接入問題，開通 220kV 及以防災科技學院畢業(yè)論文 13 上重要廠站和調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度通道。 應急衛(wèi)星通信是電力應急指揮系統(tǒng)中一個重要的組成部分 ， 在某些特殊情況下 (如地震災害 )能發(fā)揮無法替代的作用。 衛(wèi)星 應急 通信 技術(shù) 在安徽防汛中的應用 衛(wèi)星通信技術(shù)在水利通信中的應用情況 隨著通信事業(yè)的發(fā)展，衛(wèi)星通信以其覆蓋面廣、傳輸距離遠、通信頻帶寬、系統(tǒng)容量大、質(zhì)量穩(wěn)定、建設(shè)組網(wǎng)快、站點設(shè)置靈活等優(yōu)點，越來越被廣 泛應用于防汛抗旱、水利管理等方面的工作。目前，水利部已擁有亞洲衛(wèi)星二號（ AsiaSat 2）半個波段，并建立了衛(wèi)星地面站，擔負起水利部部機關(guān)與流域機構(gòu)的高速數(shù)據(jù)、圖像傳輸、話音等業(yè)務服務，承擔了部機關(guān)與重點省的防汛信息傳輸業(yè)務。 安徽省對防汛應急通信的需求 安徽省地形復雜，氣候多樣，強降雨、大洪水、山洪、臺風暴雨等自然災害頻繁發(fā)生。這些突發(fā)性的自然災害已經(jīng)嚴重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟建設(shè)。抵御洪澇災害的重點不僅僅是城市人口密集地區(qū)。在全省江河、行蓄洪區(qū)以及一些偏遠山區(qū)，山體滑坡、塌方、山洪、 泥石流等發(fā)生時，帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡也是非常嚴重 的。而在這些特殊的地理環(huán)境中，地面有線或無線通信無法進行覆蓋或者是在重大洪水發(fā)生的同時已經(jīng)完全將其破壞。防汛指揮調(diào)度中心對現(xiàn)場情況的了解和信息采集全部都要依賴于應急通信。因此在應急通信中依托通信衛(wèi)星為傳輸手段，可以在最短的時間內(nèi)將應急通信設(shè)備帶入突發(fā)洪水地點，從而將抗洪現(xiàn)場的情況、防汛信息等以語音、數(shù)據(jù)、動態(tài)圖像的方式傳送至防汛指揮調(diào)度中心，使各級防汛指揮部門第一時間內(nèi)掌握汛情信息，及時有效的進行防洪調(diào)度，保障人民群眾生命安全，減少經(jīng)濟財產(chǎn)損失 。 目前， 全省已建設(shè)由省到市、廳直管單位及重要防洪工程的防汛抗旱綜合通信系統(tǒng)，涵蓋了數(shù)據(jù)、圖像、語音三種業(yè)務，基本滿足正常防汛及日常管理調(diào)度的需要。建設(shè)防汛應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主要是針對在發(fā)生大洪水、山洪災害時，地面通信系統(tǒng)（專網(wǎng)或公網(wǎng)）中斷，實現(xiàn)防洪應急狀態(tài)下現(xiàn)場與中心節(jié)點通信傳輸、骨干傳輸系統(tǒng)的保護路由及邊遠地區(qū)水文信息采集等，形成與地面防汛抗旱綜合通信系統(tǒng)互為一體、互為備份的可靠通信手段。 （ 3）衛(wèi)星防汛應急通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)防汛應急通信應對突發(fā)事件處置要求：具備快速、機動、高效性，能夠做到反應快速，出行迅速，到達及時 等特殊要求。衛(wèi)星防汛應急通信系統(tǒng)建設(shè)宜以移動車載站、便攜站和衛(wèi)星電話為主，選擇點對點或 點對多點雙向通信防災科技學院畢業(yè)論文 14 的星形網(wǎng)作為防汛應急通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)（防汛應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)見 下 圖 ） 圖 安徽省應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成 防汛應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括固定站（中心站）、車載臺、便攜站及衛(wèi)星電話組成，其中固定站和車載臺內(nèi)集成防汛所需的數(shù)據(jù)、圖像、語音三種業(yè)務設(shè)備。固定站設(shè)置在省防汛調(diào)度指揮中心，并配備車載臺和便攜站各一套，防汛應急衛(wèi)星電話主要配備在市級防汛中心，可根據(jù)應急防汛需要調(diào)配使用管理。 在防汛救災現(xiàn)場應 急情況下，衛(wèi)星通信車或便攜站到達發(fā)生突發(fā)事件以及搶險救災等活動現(xiàn)場后，車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)在最短時間內(nèi)找到并鎖定衛(wèi)星，建立衛(wèi)星鏈路。在條件允許的環(huán)境下利用電纜將現(xiàn)場圖像和聲音信號傳送到應急通信車或便攜站上。在環(huán)境復雜等不適合采用電纜傳送信號的情況下，可通過數(shù)字微波將現(xiàn)場圖像和聲音信號高質(zhì)量的傳送至應急通信車或便攜站上。由車載站或便攜站通過衛(wèi)星傳送到防汛指揮調(diào)度中心，實現(xiàn)防汛現(xiàn)場與防汛指揮調(diào)度中心的實時異地會商、高清晰的現(xiàn)場圖像采集和傳輸、文件傳輸、 Inter 接入、話音通信、信息共享等 [9]。 防汛應急通信 系統(tǒng)是應對防汛突發(fā)性事件的重要通信保障，通過防汛應急通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信的建設(shè)，可為各級防汛指揮部門和水利管理部門防汛搶險救災、處理突發(fā)性應急事件等提供快捷有效的通信手段。尤其是在提高防汛現(xiàn)場的信息獲取能力、處理突發(fā)事件的快速反應、組織協(xié)調(diào)、決策指揮等實際工作中具有重要意義，應用前景廣闊。 寬帶 VSAT 通信 系統(tǒng) 在交通應急指揮中的應用 我國幅員遼闊，地理條件復雜。特別是近年來，我國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，各行各業(yè)的經(jīng)濟活動也發(fā)展迅猛，人民生活水平也有了非常大的提高，道路交通、水運交通以及交通工具都有飛速的發(fā)展，使 得公路、水陸交通的安全性受到很大的威脅，交通重大特大防災科技學院畢業(yè)論文 15 事故和道路交通塌方等突發(fā)事件，也時有發(fā)生。這些突發(fā)的重大交通事故已經(jīng)嚴重威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全和國家的經(jīng)濟建設(shè)。 重大交通事故不僅僅發(fā)生在陸上城市人口密集區(qū)。在遠洋、內(nèi)陸江河以及一些偏遠地區(qū)，塌方、洪水、地震或沉船等事故發(fā)生頻率也不斷增加。在這些遠離人群的特殊地理環(huán)境下，地面線路（ PSTN、 GSM 等）沒有辦法進行覆蓋或是在重大事故發(fā)生的同時已經(jīng)完全被破壞掉了?，F(xiàn)場到指揮中心的全部通信都要依賴于應急通信。應急響應，速度是關(guān)鍵。在交通應急中采用交通應急通 信車、安全搜救船和單兵的應急通信設(shè)備，可以在最短的時間內(nèi)將應急通信設(shè)備帶入突發(fā)事件的發(fā)生地點，從而將交通現(xiàn)場的災難情況、人員傷亡情況以語音甚至動態(tài)圖像的方式匯報指揮中心，迅速確定災難級別，有效的調(diào)動救援物資及醫(yī)療救援力量，在最短時間內(nèi)挽救傷者生命、挽回經(jīng)濟損失、恢復交通暢通 [10]。 衛(wèi)星通信是真正的全球通信，具有覆蓋面廣、容量巨大、通信不受地理環(huán)境和氣候條件的限制等諸多優(yōu)點，機動靈活，接入方便，適用于多業(yè)務傳輸，可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離漫游和機動靈活的移動通信服務等。在應急通信中，衛(wèi)星通信具 有不可替代的地位。 目前交通應急通信系統(tǒng)主要使用國際移動衛(wèi)星、移動 VSAT、集群通信等通信系統(tǒng)。作為交通應急指揮的通信系統(tǒng)中的 VSAT 子系統(tǒng)，寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信以其適應信息傳達帶寬的量身定做的特點日益受到青睞。 VSAT 通信系統(tǒng)以其設(shè)備簡單、建設(shè)速度快、建站及通信費用低、組網(wǎng)靈活、多址接入、一點對多點、覆蓋面大、高可靠性、綜合通信能力強等特點獲得迅速地發(fā)展。 VSAT特別適合在地域廣闊、地形復雜、地面通信網(wǎng)絡不發(fā)達的邊遠地區(qū)以及海洋實現(xiàn)遠距離應急通信。而隨著 VSAT 技術(shù)的日益成熟，為應急救助提供寬帶 VSAT 通信服務已經(jīng)成為現(xiàn)實。 （ 1） 寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供功能 寬帶 VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)以其為不同的應急指揮中心與應急救助現(xiàn)場間提供 1～ 2M的通信帶寬，提供現(xiàn)場動態(tài)圖象實時傳輸、多路應急救助指揮話音傳輸、現(xiàn)場保密數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽Ｕ蠎本戎笓]信息的傳輸。寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡體現(xiàn)了應急通信與日常通信的結(jié)合應用， 在應急救援情況下提供以下功能。 ◇實時電視電話會議功能； 防災科技學院畢業(yè)論文 16 ◇高清晰圖像傳輸功能； ◇應急救助指揮電話功能； ◇應急救助指揮信息查詢功能。 在日常情況下提供以下功能。 ◇話音（直接進入陸地公網(wǎng)） ； ◇視頻電話 ； ◇高帶寬 Inter 數(shù)據(jù)傳輸； ◇郵件服務； ◇衛(wèi)星氣象云圖的查詢； ◇電子海圖顯示及查詢； ◇信息查詢系統(tǒng)。 （ 2） 頻段的選擇 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)通常使用的頻段主要有 C 波段和 Ku 波段。根據(jù)交通安全應急通信系統(tǒng)應用的需要， VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)工作頻段的選擇應主要從以下幾方面考慮：（ 1）與地面其他通信系統(tǒng)間的干擾；（ 2）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源和現(xiàn)有通信技術(shù)和設(shè)備；（ 3）通信業(yè)務需求；（ 4）天線接收系統(tǒng)噪聲；（ 5）電波傳輸損耗；（ 6）天線口徑和高功放的使用等。 C 波段電波傳輸條件好，雨衰小， C 波段 最大雨衰量一般不超過 1dB。路徑可靠性較高，但天線口徑較大。 Ku 波段通信質(zhì)量不存在微波干擾，天線口徑小，雨衰大，在暴雨情況下，上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過 20dB。 交通系統(tǒng)應急救援任務包括了陸地和海洋，陸地的應急救助指揮多發(fā)生在暴雨、泥石流、塌方損毀公路，需要輕便的設(shè)備，故陸地選擇 Ku 波段為好；海洋救助受海上衛(wèi)星覆蓋全向輻射功率的影響、雨衰的影響，而且海洋救助往往發(fā)生在惡劣海洋氣候環(huán)境下，故海洋選擇 C 波段為好。即在我國交通安全應急通信的工作頻段選擇上，海洋提供C 波段 VSAT 通信，陸地及海岸線提供 Ku 波段 VSAT 通信。 （ 3） 網(wǎng)絡管理 寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的資源管理，確保應急救助指揮通信的暢通，平時又要滿足日常通信的需求，帶寬的有效合理應用是管理重中之重。交通應急寬帶 VSAT 系統(tǒng)實現(xiàn)了日常通信模式與應急通信模式的有效管理。 （ 4） 日常工作模式與應急模式之間的切換 為簡化用戶的操作使用，從日常工作模式到常規(guī)應急模式之間的切換采用全自動方防災科技學院畢業(yè)論文 17 式。根據(jù)支持業(yè)務的不同，這兩種模式之間的切換主要是由于系統(tǒng)所支持的帶寬按需分配功能、 QoS 功能及負載自動均衡功能實現(xiàn)。所謂帶寬按需分配，是指衛(wèi)星帶寬可以按照用戶業(yè)務的需 要動態(tài)分配調(diào)整。與 QoS 結(jié)合在一起，就表現(xiàn)為每種業(yè)務具有不同優(yōu)先級，并可按照約定獲得不同的帶寬保證，即高優(yōu)先級的業(yè)務優(yōu)先獲得需要的帶寬，低優(yōu)先級的業(yè)務只能使用高優(yōu)先級業(yè)務的剩余帶寬。高優(yōu)先級的業(yè)務是指應急救助任務時的指揮通信業(yè)務。 衛(wèi)星 應急通信車 在公共安全事件中的應用 相信經(jīng)歷過 “ 五 .一二 ” 汶川地震以及 08 奧運的通信業(yè)界人士都非常清楚，在 “突發(fā)公共事件 ”發(fā)生時，各相關(guān)部門需要以超過以往的反應速度來進行應對。相關(guān)部門的人員和資源的調(diào)配、整體的組織、協(xié)調(diào)和指揮，以及迅速掌握第一現(xiàn)場信息資料的能力高低， 都會影響到事件應對的成與敗。大多數(shù) “ 突發(fā)公共事件 ”都離不開 衛(wèi)星 通信車的支持，通過 衛(wèi)星 通信車在短時間內(nèi) 就可以 恢復或補充現(xiàn)場的通信業(yè)務。 衛(wèi)星通信車 [11]的種類很多，從使用波段劃分有 C 波段衛(wèi)星通信車， Ku 波段衛(wèi)星通信車， Ka 波段衛(wèi)星通信車；從工作狀態(tài)劃分有 “動中通 ”和 “靜中通 ”兩種類型。 “動中通 ”衛(wèi)星通信車 “動中通 ”衛(wèi)星通信車能實現(xiàn)在通信車移動狀態(tài)下與中心的圖像、語音、數(shù)據(jù)通信，解決移動現(xiàn)場信息傳輸?shù)男枰?“動中通 ”移動衛(wèi)星通信車是創(chuàng)智數(shù)碼面向公安、軍事、水利、交通、搶險救災、廣播電視、野外勘探等領(lǐng) 域需求，以提供實時信息采集、應急通信保障和現(xiàn)場指揮支持為主要目的的衛(wèi)星通信移動式平臺。整個系統(tǒng)由載車、 “動中通 ”天線系統(tǒng)、車載通信應用系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、輔助設(shè)施等部分組成。能實現(xiàn) 語音通訊 /傳真、數(shù)據(jù)傳輸、視頻信號接收 /存儲、有線 /無線攝像機視頻實時傳送、視頻會議、車載無線局域網(wǎng)和語音通訊 /傳真等功能。 圖 “動中通 ”衛(wèi)星通信車 “靜中通 ”衛(wèi)星通信車 防災科技學院畢業(yè)論文 18 “靜中通 ”衛(wèi)星通信車為公安、武警、部隊、機場、林業(yè)等部門處理緊急事件的需要而設(shè)計，具有在任何地區(qū)，任何天氣條件下，實現(xiàn)實時 的圖像、語音、數(shù)據(jù)的遠距離傳輸功能，此外還配備指揮、會議等設(shè)施，具有快速反映，操作方便，使用可靠、靈活等特點。 圖 “靜中通 ”衛(wèi)星通信車 由衛(wèi)星通信車構(gòu)成的應急通信系統(tǒng) 衛(wèi)星 通信車，在汶川地震中幾乎是起到了 “奇兵 ”的重要作用 。 以在汶川地震中發(fā)揮出色的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟會員單位捷思銳的通信車為例，該車輛不同于公網(wǎng)移動通信使用的制式，所提供的無線視頻、無線語音、集群調(diào)度等業(yè)務都承載在專用終端上，目標市場應用為發(fā)生自然災害、突發(fā)事件、電信網(wǎng)絡中斷、需要專用通信系統(tǒng)場景時的無線通信。與其應 急通信車相關(guān)聯(lián)的業(yè)務系統(tǒng)包括地面指揮中心、衛(wèi)星通信、 McWiLL 無線通信、現(xiàn)場應急通信車、多業(yè)務作業(yè)終端、手持調(diào)度終端等。 圖 由衛(wèi)星通信車構(gòu)成的應急通信系統(tǒng)示意圖 在地面指揮中心部署核心的應急通信系統(tǒng)，通過衛(wèi)星信道建立與通信車的通信信道。應急通信系統(tǒng)具備強大的通信交換能力，為指揮中心與通信車、現(xiàn)場移動多業(yè)務終端、手持終端設(shè)備之間提供交換連接服務，并可實現(xiàn)與公共電話網(wǎng)之間的連接；應急通信車可以實時處理現(xiàn)場傳輸過來的語音、視頻信息，與地面指揮中心形成統(tǒng)一的指揮平防災科技學院畢業(yè)論文 19 臺。 中國衛(wèi)通為央 視國際提供衛(wèi)星通信保障 汶川地震發(fā)生后，中國衛(wèi)通技術(shù)人員隨中央國際網(wǎng)絡新聞頻道記者趕赴災區(qū)，通過衛(wèi)星雙向視頻語音系統(tǒng)，進行 “ 震區(qū)