卫星通信在应急保障系统中的应用

时间：2021-03-29 11:15:42 通信工程毕业论文我要投稿

卫星通信在应急保障系统中的应用

　　1.卫星通信在应急事件中的应用

　　卫星通信在各类应急事件中的应用可以按照功能性和机动性两个角度划分。

　　1.1功能性角度的应用

　　从功能性角度，卫星通信的应用分为以语间通信为主的应用、综合接入和中继备份3种方式。

　　语音通信为主的应用方式主要通过移动卫星业务终端实现，通常可以提供语音、短信、低速数据、定位、漫游等功能，不同的卫星通信系统功能略有差别。

　　综合接入的应用方式可以提供大容量的语音，并提供应急事件现场与指挥中心数据传送、静止或者运动图像的传送。大多数提供本综合接入功能的卫星站基于ICP IP实现数据信息传送。

　　中继备份的应用方式支持2MBIT S以上的中继传输电路，紧急情况下提供应急事件现场与公众通信网络(或行业专用通信网络)之间的中继电路。

　　中继备份所用的卫星站可以基于IDR(或IBS)系统或者VSAT系统实现。IDR(或IBS)系统提供中等速率电路支持数据通信和语音通信，通常应用较多的是2MBIT S和8MBIT S速率。 VSAT 系统目前多数基于IP实现，通常可支持2-8MBIT S数据速率。

　　1.2机动性角度的应用

　　机动性主要针对可以应急通信现场工作的卫星站。从该角度卫星站分为便携站和车载站两种，各设备通过卫星链路实现与卫星固定地面站或者其他移动站之间的通信。

　　便携卫星站包括手持终端以及可通过1-2人搬运的卫星站，系统容量小，以提供语音通信应用和综合接入应用为主，用于完成各级事件的基本通信保障。便携站可采用集装箱量、抗震要求和包装形式可参照相关国家标准或者满足通信接口，便于与其他设备连接，实现现场快速组网。便携卫星站应30MIN内完成抵达现场后的组装，并建立卫星通信。便携站的重量一般在200KGC 以下。当发生特大突发事件，当地应急通信保障能力严重不足且地面道路条件不好时，可将便携站空运或空投到应急现场，当发生突发事件且事件且通信需求较少，或通信需求较大但应急车不能第一时间起赶到现场时，可采用手持终端或人工搬运的便携站。

　　车载卫星站可固定安装在应急车上或者通过车辆运抵现场，主要用于提供综合接入及中继备份业务。车载站一般应在到达现场后10MIN内，完成了卫星通路建立。当发生特大、重大突发事件或举行重大活动且地面交通条件良好时，可提供应急通信保障。

　　2.应急卫星通信系统及其建设

　　2.1卫星移动通信系统

　　目前我国主要使用国外卫星移动通信系统开展卫星移动通信业务，覆盖我国的系统、海事卫星系统、铱星系统和Thuraya系统。实际应用中，可以结合卫星信号的强弱、使用费用、业务能力、终端小型化等因素，选用适宜的卫星移动通信系统。

　　国外的卫星移动通信系统虽然可以满足一定的应急移动卫星业务需求，但信息安全、频率协调等均得不到保证，一般用于对信息安全要求不高的应急现场。卫星移动通信系统是国家重要的战略性信息基础设施，对经济、社会发展和国家安全至着重要要，我国目前正在对拥有专属主权的卫星移动通信系统进行研究。

　　2.2宽带VSAT卫星通信系统

　　VSAT卫星通信系统技术成熟、可靠性高、网络结构多样、设计灵活、空间频段资源丰富，系统和设备正在逐步实现国产化。这些因素为设计、建设应急VSAT卫星通过通信网提供了技术、资源等方面的必要保障，近算来VSRT系统已能支持宽带应用。

　　在VSAT卫星通信系统设计中，应重点考虑网络结构、技术体制选择、与地面网的互联互通、网络管理等方面。

　　VSAT的网络结构包括星状网、网状网和混合网。应急VSAT的网络结构包括星状网、网状和混合网。应急VSAT系统支持的业务类型包括语音、高速数据和图像传送等业务，其中语音业务对时延敏感。根据我国突发公共事件的处置流程，语音业务发生在应急通信现场不同卫星站之间以及应急现场与后方指挥中心之间;数据和图像业务主要发生在应急现场与后方指挥中心之间。因此应急VSAT系统适合采用各站与主站之间星型网、省内各站之间网状网的混合网结构。

　　卫星通信体制与系统所采用的基带信号类型及复用方式、调制方式、多址方式、信道分配及交换制度有关，目前VSAT技术体制的选择主要集中在多址方式上。FDMA DAMA 和MF-TDMA方式是应急卫星通信系统最常用的技术体制。采用FDMA DAMA技术体制组建卫星网具备稀路由、突发性、大容量的特点，操作维护简便，终端的机动性好，非常适合应用在应急通信中。

　　VSAT系统的地球站分为主控站、固定站、车载站和便携站。其中车载站和便携站可以移动至应急事件现场。

　　VSAT卫星通信系统用户与公众网络专网用户之间的语音通信和数据传送通过卫星关口站来完成(配置了网管功能的关口站称之为主控站)。与地面网的互联通过在关口站设置VOIP网关及路由器实现。

　　宽带卫星通信系统通过在关口站设置地面电路接口，经语音网关转换成通用协议接口与公众固定电话交换网、公众移动通信网或者专网交换机连接，实现与电话网的语音互通。语音网关通用协议接口分为用户接口和中继接口两种，需要根据话务量来选择。

　　卫星系统关口站的数量及地点需根据实际业务流量向情况确定。卫星网内语音终端的编号方式遵循E.164标准，通常根据关口站与电话网的连接位置确定卫星电话编号，主要分为卫星关口站民当地市话交换局直接连接或者卫星关口站与当地的公网长途电话直接接连两种方式。

　　宽带卫星通信系统通过在关口站设置路由器实现与指挥中心之间的`数据(含视频)传送。根据当地的网络情况，可采用专线方式、城域网方式或互联网方式。

　　为实现卫星头号站接入路由器与地面计算机网之间的路由寻址，需对各关口站路由器的IP地址进行统一规划。如果有若干卫星关口站，原则上应统一接入同一个计算机网络，并采用归属地的IP地址段。宽带卫星网内部要单独采用私有IP地址。

　　卫星网的网络管理及监控系统(简称卫星网管系统)对整个卫星网络进行在线控制和监视，将卫星通道的建立方式从工工变为自动，从而缩短卫星通道建立时间，将点对点连接变为DAMA星状、树状或网状连接从而提升星网络的灵活性。对于时效性要求较高的应急卫星通信系统而言非常必要。

　　通常卫星网管系统由控制服务器及软件、网管信道调制解调器、网管信令卡等组成，主要包含网络管理及网络控制两大功能。

　　对于全国性规模较大的卫星网络，为提高应急处置能力可采用分布网管结构，分级配置主网管系统和分网管系统。主网管系统将网络的控制处理功能分散交给多相分网管系统来完成，人而提高网络的可靠性并且缩短建链时间。主网管系统必须对分网管系统设置权限，划定管理范围，必要时可随时收回控制权限。

　　为提高系统的可靠必及安全性，主网管系统应采取主备份方式配置，二者之间应建立信息传送通道，以保证网管信息的时效怕并便于及时倒换，建议采用以地面路由为主用的天地备份方式。

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