葉瀟 崔力民 張振杰

【摘要】 衛(wèi)星通信在遇到突發(fā)事件時(shí)能夠保持通信聯(lián)絡(luò)暢通，對提升電力應(yīng)急保障能力至關(guān)重要。本文介紹了衛(wèi)星通信的特點(diǎn)，闡述了衛(wèi)星應(yīng)急通信的系統(tǒng)組網(wǎng)及應(yīng)用，并結(jié)合新疆電力通信網(wǎng)實(shí)際情況對業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行介紹，最后對應(yīng)急衛(wèi)星通信的發(fā)展前景做出簡要說明。

【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通信 應(yīng)急保障 系統(tǒng)組網(wǎng) 業(yè)務(wù)應(yīng)用

一、引言

電力是直接關(guān)系國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)行業(yè)，電力通信網(wǎng)承載著電網(wǎng)調(diào)度自動化、市場化運(yùn)營、信息化管理等多種重要業(yè)務(wù)，對電網(wǎng)發(fā)展有著重要作用。隨著地球環(huán)境變化和電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，遇到突發(fā)情況如地震、冰凍、洪澇等重大自然災(zāi)害時(shí)，電力設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)往往遭受到嚴(yán)重破壞甚至毀壞，致使電力生產(chǎn)癱瘓。這時(shí)需要建立一種應(yīng)急通信平臺，實(shí)時(shí)傳遞現(xiàn)場信息，為后方指揮調(diào)度提供安全、可靠、準(zhǔn)確的通信保障，從而快速恢復(fù)電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)，保證生活、生產(chǎn)上用電。

衛(wèi)星通信對外部環(huán)境依賴性小，具有覆蓋面積廣、通信距離遠(yuǎn)、部署機(jī)動靈活、不易受地質(zhì)災(zāi)害影響等特點(diǎn)，特別適合于應(yīng)急、救援通信，成為電力系統(tǒng)應(yīng)急保障的首要選擇。

二、應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)

衛(wèi)星通信是以人造地球衛(wèi)星為中繼站，使地球上各個(gè)通信站之間實(shí)現(xiàn)通信，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)（星狀網(wǎng)）、多點(diǎn)對多點(diǎn)（網(wǎng)狀網(wǎng)）通信。

針對應(yīng)急事件的突發(fā)性、影響程度不確定性等情況，衛(wèi)星通信由于自身特點(diǎn)，作為應(yīng)急保障使用在消除通信孤島方面有著重要的作用。

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，反應(yīng)迅速。僅需通過衛(wèi)星建立鏈路，即可在覆蓋區(qū)實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)間通信，且滿足各種裝載平臺（船載、車載、單兵背負(fù)）的快速部署，自身保障能力強(qiáng)。

（2）獨(dú)立成網(wǎng)，穩(wěn)定可靠。衛(wèi)星通信傳輸環(huán)節(jié)少，能在各種惡劣環(huán)境下高效運(yùn)行工作，獲得高質(zhì)量的通信信號。

（3）支持多種業(yè)務(wù)傳輸，包括話音、數(shù)據(jù)、圖像等，滿足指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)及視頻采集、信息發(fā)布等各環(huán)節(jié)的需求。

根據(jù)應(yīng)急通信的特點(diǎn)，一套完備的衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)具有語音通信、數(shù)據(jù)通信、圖像通信、圖像采編及顯示、電視會議、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與管理等功能，圖1為典型的衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖。

在圖1中，系統(tǒng)由一個(gè)地面站（主站）、一輛靜中通、二輛動中通、兩套便攜站（包括單兵系統(tǒng)）、一輛指揮車組成。通過衛(wèi)星鏈路傳輸平臺，可快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場災(zāi)情的應(yīng)急保障，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能如下：（1）應(yīng)急通信指揮車是一個(gè)功能完備的移動指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)通信保障、指揮調(diào)度，圖像采集傳輸?shù)裙δ?，在緊急突發(fā)事件現(xiàn)場保障通信指揮任務(wù)。（2）小型應(yīng)急通信車應(yīng)用于突發(fā)事件的應(yīng)急處理、重大活動的通信保障、施工現(xiàn)場的通信支持。（3）便攜站與單兵背負(fù)系統(tǒng)之間可實(shí)現(xiàn)單向視頻、雙向語音傳輸。單兵圖傳、數(shù)字集群等多種通信手段優(yōu)勢互補(bǔ)，使得以通信車為現(xiàn)場指揮中心的有效通信覆蓋面積大幅增加。（4）采用動中通衛(wèi)星通信天線，滿足車輛無論在行駛中還是到達(dá)應(yīng)急現(xiàn)場的任何時(shí)刻都能保持與后方指揮中心的通信暢通。（5）采用基于衛(wèi)星通信的視頻會議系統(tǒng)，通信車隨時(shí)隨地都可以和前方、后方建立視頻會議，便于即時(shí)指揮。（6）基于北斗導(dǎo)航、定位、短報(bào)文功能的人員、車輛定位跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)，使指揮人員隨時(shí)掌握動態(tài)車輛位置和搶險(xiǎn)人員分布情況。

目前普遍采用的VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)由主站、小站和衛(wèi)星組成，主站使用大型天線，常用的Ku波段天線直徑為1.2-8m，小站如便攜站天線直徑為0.3-2.4m。VSAT系統(tǒng)可以支持星狀、網(wǎng)狀等靈活組網(wǎng)，支持點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)的雙向傳輸。

三、應(yīng)急通信在新疆電力中的應(yīng)用

3.1 新疆電力應(yīng)急通信組網(wǎng)需求

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，新疆電力通信網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)逐年增多，目前已形成南、北疆分地域組網(wǎng)，衛(wèi)星通信作為電力通信網(wǎng)的一部分，在新疆特殊的環(huán)境下，應(yīng)急組網(wǎng)有著特別的需求：

（1）應(yīng)急反應(yīng)速度快。新疆地域遼闊，疆內(nèi)各變電站通信站多處于戈壁或是自然環(huán)惡劣的地理位置，且相距較遠(yuǎn)，一旦發(fā)生嚴(yán)重的自然災(zāi)害（比如暴風(fēng)雪、狂風(fēng)沙等），有線電力通信網(wǎng)絡(luò)中斷或通信設(shè)備損害，災(zāi)區(qū)在一定程度上屬于孤城的狀態(tài)。所以建立快速的應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)，在最短的時(shí)間對現(xiàn)場信息的實(shí)時(shí)采集、發(fā)送、反饋給指揮中心，將損失降到最低。（2）組網(wǎng)規(guī)模大，系統(tǒng)兼容性好。新疆地廣人稀，為滿足覆蓋公司本部、13個(gè)地州及全疆各縣級供電公司的應(yīng)急需求，一次性建成應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)不僅成本高，而且對運(yùn)維人員要求高，難以實(shí)現(xiàn)。所以采取分階段建設(shè)，優(yōu)先對城區(qū)、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行覆蓋，滿足應(yīng)急需求；后期系統(tǒng)擴(kuò)容需考慮設(shè)備的兼容性和系統(tǒng)的統(tǒng)一管理，保證在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上易于升級改造，做到維護(hù)簡單，節(jié)約成本。（3）應(yīng)急保障可靠性高。新疆地處高緯度，遠(yuǎn)離海洋，氣溫變化大，特別是冬、夏的極端天氣不斷地考驗(yàn)著新疆電力通信網(wǎng)的承載能力，對通信設(shè)備在惡劣天氣下的可靠工作要求高。

3.2 應(yīng)急通信業(yè)務(wù)應(yīng)用

目前，新疆電力應(yīng)急通信已完成主站系統(tǒng)建設(shè)，并配置1輛靜中通通信車和2套便攜站，通過亞洲四號衛(wèi)星建立通道，鏈路租用帶寬為2Mb/s、上下行共享。實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用如下：（1）電話業(yè)務(wù)。車載站與便攜站均配備有IAD設(shè)備，該設(shè)備提供了4個(gè)FXO接口以及4個(gè)FXS接口，可以通過交換機(jī)-FXO-FXS-電話機(jī)的方式進(jìn)行用戶線路的延伸，將遠(yuǎn)端應(yīng)急現(xiàn)場的話機(jī)連接到公司總部行政交換機(jī)。在圖2中，將車載站上電話機(jī)連接到其IAD設(shè)備的FXS口，并將便攜站的IAD設(shè)備FXO用電纜連接本部大樓的行政交換機(jī)音頻配線架上，并對兩站的IAD設(shè)備做相應(yīng)的配置，使相應(yīng)的FXO、FXS之間一一對應(yīng)（熱線模式），這樣相當(dāng)與將遠(yuǎn)端電話直接接入了公司的電話交換機(jī)，可以直撥系統(tǒng)內(nèi)電話，其原理類似于通過PCM設(shè)備所做的調(diào)度電話遠(yuǎn)程接入。（2）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。將便攜站的交換機(jī)和路由器通過網(wǎng)線與大樓內(nèi)的樓層交換機(jī)進(jìn)行連接，當(dāng)兩站之間建立起衛(wèi)星信道后，車載站的數(shù)據(jù)終端通過主站交換機(jī)和路由器等設(shè)備接入公司的信息內(nèi)網(wǎng)。同時(shí)，管理人員需要對車載站的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，針對衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信需要進(jìn)行隔離，需在無線機(jī)房相應(yīng)的路由器側(cè)增加保密設(shè)備即可接入公司內(nèi)網(wǎng)。（3）電視會議業(yè)務(wù)。車載站、衛(wèi)星主站均需配置高清晰的H.323的視頻會議終端和攝像頭、MIC等設(shè)備，在IP網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)建立的條件下，可以與其他H.323標(biāo)準(zhǔn)的MCU或視頻會議終端建立連接，舉行電視會議。在公司的應(yīng)急指揮中心內(nèi)配置相應(yīng)的H.323 MCU和視頻會議終端設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)與應(yīng)急現(xiàn)場的視頻會議通信。

3.3現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題及解決方案

新疆電力應(yīng)急通信系統(tǒng)租用2M衛(wèi)星鏈路，上、下行分配帶寬各為1M，車載站采用的視頻會議終端為Polytom 550，受于設(shè)備性能和帶寬限制，車載系統(tǒng)與主站之間只能傳輸1路圖像，遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)急需求。鑒于后期擴(kuò)容要求同時(shí)傳輸多路圖像，解決方案有三種：

（1）方案一：增加前端圖像合成設(shè)備

①方案優(yōu)點(diǎn)：能將多路圖像合成到一個(gè)畫面中，在指揮中心大屏上可以同時(shí)顯現(xiàn)。②方案缺點(diǎn)：圖像解調(diào)只能是多路圖像在一個(gè)畫面中，不能夠分離出單路圖像。

（2）方案二：增加視頻會議終端數(shù)量

①方案優(yōu)點(diǎn)：在保證衛(wèi)星上行帶寬夠用的情況下，增加視頻會議終端數(shù)量，可以獨(dú)立的將視頻畫面回傳至主站。②方案缺點(diǎn)：增加視頻會議終端需要增加相應(yīng)配套的設(shè)備，如視頻切換矩陣等。

（3）方案三：替換現(xiàn)有視頻會議終端，改用多路視頻編解碼服務(wù)器，這樣主站也需要配套更換設(shè)備。

（4）方案比較：為了全方位、多方面了解現(xiàn)場災(zāi)情，現(xiàn)場應(yīng)急保障配置需要多個(gè)不同的信號源接入，方案三替換現(xiàn)有設(shè)備，后期接入與原系統(tǒng)設(shè)備不兼容，維護(hù)成本較高，不建議采用；方案一只需增加合成設(shè)備，對現(xiàn)有車載系統(tǒng)改造影響小，且投資成本低，能夠滿足基本需求，建議選擇；但在考慮到成本資金充裕、擴(kuò)容升級簡單方便的情況下建議選擇方案二。

四、結(jié)束語

衛(wèi)星通信具有組網(wǎng)靈活快捷、無縫隙覆蓋能力強(qiáng)、對距離不敏感等特點(diǎn)，其在抵抗地震、洪水等自然災(zāi)害方面比光纜、微波等具有更高的可靠性；未來隨著電力通信業(yè)務(wù)需求增大，基于衛(wèi)星通信寬帶化、與其他通信網(wǎng)絡(luò)（如信息內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)）互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)綜合化、接入手段多元化，建立多模式的通信保障指揮系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢。

參 考 文 獻(xiàn)

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