【正文】 衛(wèi)星通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星形、網(wǎng)狀或者星形／網(wǎng)狀混合三種，星形網(wǎng)由 —個主站和若干個 VSAT 小站組成。 —個網(wǎng)內(nèi)可有數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千個 VAST 站。它是目前廣泛使用的一種組網(wǎng)式 ， 衛(wèi)星 通信方式應(yīng)作為我國應(yīng)急減災(zāi)通信系統(tǒng)的首選方式。在汶川抗震救災(zāi)初期由于受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理條件復雜短時間內(nèi)無法打通光纜因此采取空投或空降的方式向災(zāi)區(qū)投放了大量的 VSAT 設(shè)備和配套的太陽能電池 (或柴油發(fā)電機 )， 每套 VSAT 可開通個 2 至 4 個公用電話 ， 投放后迅速形成通信能力 ， 初步滿足了抗震救災(zāi)的應(yīng)急通信需要。災(zāi)區(qū)人民通過“中衛(wèi) 1 號 ”通信衛(wèi)星 ， 使用手機與親人朋友取得了聯(lián)系 [6]。 VSAT 作為一種高效、穩(wěn)定、快捷、成熟的通信方式 ， 能為廣大農(nóng)村地區(qū)提供基本通信 ， 尤其在地面網(wǎng)絡(luò)無法達到的偏遠區(qū)域更是不可替代的通信解決方式。在突發(fā)的自然災(zāi)害面前它還是一種十分有效的應(yīng)急通信手段。 INMARSAT 系統(tǒng) 海事衛(wèi)星的出現(xiàn)是在上個世紀七十年代，它的出現(xiàn)和在這之前的海上的一些重大海難事故有密切關(guān)系。海事衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展也逐漸的走上了陸地，走進了航空的領(lǐng)域。中國交通通信中心是國內(nèi)唯一從事海事衛(wèi)星系統(tǒng)的運行、服務(wù)的支持、 技術(shù)的發(fā)展的單位 。原來中文名稱為 “ 國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ” ，現(xiàn)更名為 “ 國際移動衛(wèi)星通信系統(tǒng) ” 。 圖 INMARSAT系統(tǒng)示意圖 INMARSAT 通信系統(tǒng)的空間段由四顆工作衛(wèi)星和在軌道上等待隨時啟用的四顆備用衛(wèi)星組成。所有 INMARSAT 衛(wèi)星受位于英國倫敦 INMARSAT 總部的衛(wèi)星控制中心（ SCC）控制，以保證每顆衛(wèi)星的正常運行。 岸站（ CES）是指設(shè)在海岸附近的地球站， 分屬 INMARSAT 簽字國主管部門所有，它既是與地面公用網(wǎng)的接口，也是衛(wèi)星系統(tǒng)的控制和接入中心 。因此， SES 的天線在跟蹤衛(wèi)星時，必須能夠排除船身移位以及船身的側(cè)滾、縱滾、偏航所產(chǎn)生的影響；同時在體 積上 SES 必須設(shè)計得小而輕，使其不致影響船的穩(wěn)定性，在收發(fā)機帶寬方面又要設(shè)計得有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站對整個洋區(qū)的信道進行管理和協(xié)調(diào)，對岸站調(diào)用電話電路的要求進行衛(wèi)星電路的分配與控制 ； 監(jiān)視和管理信道使用狀況，并在緊急情況下強行插入正在通話的話路，發(fā)出呼救信號。不 僅作為地面網(wǎng)的防災(zāi)科技學院畢業(yè)論文 9 一個有力補充和延伸，與地面系統(tǒng)共同發(fā)展，致力于解決偏遠地區(qū)的移動通信問題，并在地面系統(tǒng)覆蓋不到的地區(qū)得以迅速發(fā)展，而且在搶險救災(zāi)、行業(yè)安全等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，成為應(yīng)急通信不可缺少的一部分。 衛(wèi)星移動電話 （ 1）衛(wèi)星移動電話體積小、功耗低、使用簡便，整個通信網(wǎng)絡(luò)基本不不受地面環(huán)境條件的影響，方便人員攜帶或空投，可以在第一時間運抵災(zāi)害現(xiàn)場，在其他通信設(shè)施回復之前是承擔災(zāi)區(qū)救援人員和民眾與外界聯(lián)系的唯一 通道。衛(wèi)星移動電話的缺點在于花話費比較昂貴，通信受氣候、空間遮擋等因素影響較大。在國內(nèi)使用較多的衛(wèi)星電話、歐星電話、銥星電話、全球星電話等。海事衛(wèi) 星電話是本次抗震救災(zāi)的主要衛(wèi)星通信工具。北川縣現(xiàn)場搶險救災(zāi)指揮部于 13 日下午 3 時撥出的第一個電話也是通過海事衛(wèi)星電話。 Thuraya 系統(tǒng)是一個由 Thuraya 衛(wèi)星通信公司建立的區(qū)域性靜止衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)覆蓋歐洲、非洲、亞洲、澳大利亞等 110 個國家和地區(qū)。全球星系統(tǒng)是由 48 顆衛(wèi)星組成的全球低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)提供話音、數(shù)據(jù)、傳真和定位等業(yè)務(wù)在全球 120 個國 家有超過 21 萬用戶。銥星系統(tǒng)是世界第一個利用低軌道星座實現(xiàn)全球個人衛(wèi)星移動通信的系統(tǒng)。它開創(chuàng)了全球個人通信的新時代使人們在地球上任何地方都可以相互聯(lián)絡(luò)。 防災(zāi)科技學院畢業(yè)論文 10 圖 衛(wèi)星移動電話 圖 海事衛(wèi)星電話 圖 歐星電話 衛(wèi)星 應(yīng)急 通信的特點 衛(wèi)星 應(yīng)急 通信具有覆蓋面積大、傳輸距離遠、通信頻帶寬、容量大、通信線路穩(wěn)定、質(zhì)量好、建設(shè)組網(wǎng)快、機動靈活、可以廣播方式工作、便于實現(xiàn)多址連接、通信成本與通信距離無關(guān)等諸多優(yōu)點。從出現(xiàn)的第一天起，它就被賦予了重要的軍事、搶險、應(yīng)急、救援等通信任務(wù) 。但其也有 缺點 ， 由于兩地球站向電磁波傳播距離有 72021Km，信號到達有延遲 ，且 10GHz 以上頻帶受降雨雪的影響 ， 天線 易 受太陽噪聲的影響。成都軍區(qū)抗震救災(zāi)指揮部當日亦向汶川縣城空投手機設(shè)備，包括軍用手機和聯(lián)通 CDMA 手機，并在當?shù)亟ㄔO(shè)小型基站。 防災(zāi)科技學院畢業(yè)論文 11 圖 微型衛(wèi)星地面站保障聯(lián)絡(luò) 通過 INMARSAT 系統(tǒng)傳出 “孤城 ”第一聲 2021 年 5 月 12 日 14 時 28 分，四川省汶川爆發(fā) 級大地震，無數(shù)房屋瞬間夷為平地，公路、鐵路損毀嚴重，手機中斷、座機中斷、網(wǎng)絡(luò)不通，汶川瞬間成了一座 “ 孤城 ” 。 震后 12 分鐘，汶川縣電信員工劉道彬通過海事衛(wèi)星電話發(fā)出了來自震區(qū)的第一聲求救。此后，各路搶險突擊隊都是攜帶 海事衛(wèi)星電話進入災(zāi)區(qū)。 圖 海事衛(wèi)星正用于四川都江堰上游紫平鋪水庫指揮協(xié)調(diào) 衛(wèi)星通信在貴州電力應(yīng)急通信網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用 災(zāi)情概況 2021 年初的一次 50 年不遇的冰災(zāi)給貴州電力通信網(wǎng)造成了巨大的破壞。地區(qū)網(wǎng)中斷光纜 57 條。中斷 90 條，中斷比例達 ％。最嚴重時，貴州電力通信網(wǎng)解列成 5 個獨立的通信網(wǎng)，省調(diào)僅有一條臨時組織的通信出口。 SatPath 的網(wǎng)絡(luò)采用了子網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，可以提供多種的連接組。 每個連接組可以配置成星狀組或網(wǎng)狀組。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的使用成本很高，本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念是盡量地減少帶寬資源的使用。 整個網(wǎng)絡(luò)是 100%單跳連接，很好地利用了轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。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?？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(yīng)急通信車。同時，為確保其使用效果，在配置衛(wèi)星應(yīng)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(zāi)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。 衛(wèi)星 應(yīng)急 通信 技術(shù) 在安徽防汛中的應(yīng)用 衛(wèi)星通信技術(shù)在水利通信中的應(yīng)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(yīng)用于防汛抗旱、水利管理等方面的工作。 安徽省對防汛應(yīng)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(zāi)害頻繁發(fā)生。抵御洪澇災(zāi)害的重點不僅僅是城市人口密集地區(qū)。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。因此在應(yīng)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(yīng)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 。建設(shè)防汛應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主要是針對在發(fā)生大洪水、山洪災(zāi)害時，地面通信系統(tǒng)（專網(wǎng)或公網(wǎng)）中斷，實現(xiàn)防洪應(yīng)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。衛(wèi)星防汛應(yīng)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(zāi)科技學院畢業(yè)論文 14 的星形網(wǎng)作為防汛應(yīng)急通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（防汛應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)見 下 圖 ） 圖 安徽省應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成 防汛應(yīng)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(wù)設(shè)備。 在防汛救災(zāi)現(xiàn)場應(yīng) 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(zāi)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(yīng)急通信車或便攜站上。 防汛應(yīng)急通信 系統(tǒng)是應(yīng)對防汛突發(fā)性事件的重要通信保障，通過防汛應(yīng)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(zāi)、處理突發(fā)性應(yīng)急事件等提供快捷有效的通信手段。 寬帶 VSAT 通信 系統(tǒng) 在交通應(yīng)急指揮中的應(yīng)用 我國幅員遼闊，地理條件復雜。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)。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?，F(xiàn)場到指揮中心的全部通信都要依賴于應(yīng)急通信。在交通應(yīng)急中采用交通應(yīng)急通 信車、安全搜救船和單兵的應(yīng)急通信設(shè)備，可以在最短的時間內(nèi)將應(yīng)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(zāi)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(zāi)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]。在應(yīng)急通信中，衛(wèi)星通信具 有不可替代的地位。作為交通應(yīng)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(yīng)信息傳達帶寬的量身定做的特點日益受到青睞。 VSAT特別適合在地域廣闊、地形復雜、地面通信網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達的邊遠地區(qū)以及海洋實現(xiàn)遠距離應(yīng)急通信。 （ 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(yīng)急指揮中心與應(yīng)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(yīng)急救助指揮話音傳輸、現(xiàn)場保密數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，保障?yīng)急救助指揮信息的傳輸。 ◇實時電視電話會議功能； 防災(zāi)科技學院畢業(yè)論文 16 ◇高清晰圖像傳輸功能； ◇應(yīng)急救助指揮電話功能； ◇應(yīng)急救助指揮信息查詢功能。 ◇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(wù)； ◇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)。根據(jù)交通安全應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用的需要， VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)工作頻段的選擇應(yīng)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(wù)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。路徑可靠性較高，但天線口徑較大。 交通系統(tǒng)應(yīng)急救援任務(wù)包括了陸地和海洋，陸地的應(yīng)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。 （ 3） 網(wǎng)絡(luò)管理 寬帶 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理，確保應(yīng)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(yīng)用是管理重中之重。 （ 4） 日常工作模式與應(yīng)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(yīng)急模式之間的切換采用全自動方防災(zāi)科技學院畢業(yè)論文 17 式。所謂帶寬按需分配，是指衛(wèi)星帶寬可以按照用戶業(yè)務(wù)的需 要動態(tài)分配調(diào)整。高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)是指應(yīng)急救助任務(wù)時的指揮通信業(yè)務(wù)。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(yīng)對的成與敗。 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 ”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(zāi)、廣播電視、野外勘探等領(lǐng) 域需求，以提供實時信息采集、應(yīng)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。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 “靜中通 ”衛(wèi)星通信車 由衛(wèi)星通信車構(gòu)成的應(yīng)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 。與其應(yīng) 急通信車相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)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(yīng)急通信車、多業(yè)務(wù)作業(yè)終端、手持調(diào)度終端等。應(yīng)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(wù)終端、手持終端設(shè)備之間提供交換連接服務(wù)，并可實現(xiàn)與公共電話網(wǎng)之間的連接；應(yīng)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(zāi)科技學院畢業(yè)論文 19 臺。 5 月 22 日 14 點 30 分，中國衛(wèi)通“ 動中通 ” 衛(wèi)星通信車隨央視國際網(wǎng)記者奔赴災(zāi)區(qū)利用衛(wèi)通雙向語音視頻連線央視國際“ 我在現(xiàn)場 ” 現(xiàn)場報道汶川大地震重災(zāi)區(qū)的德陽市綿竹縣遵道小學 。 圖 中國衛(wèi)通 “動中通 ”在 遵道小學 提供通信保障 應(yīng)急衛(wèi)星通信車在 2021 年北京奧運會安全保障方面也發(fā)揮了重要的作用 由于馬拉松、公 路競走、高爾夫、賽艇等大型體育比賽具有多場景、長距離、大場面、移動快等特點 ， 所以用一般電視設(shè)備難以完成現(xiàn)場轉(zhuǎn)播任務(wù)的 ， 只能用移動轉(zhuǎn)播的“動中通”衛(wèi)星車來保障。這樣做既靈活機動 ， 又經(jīng)濟高效。 IPS