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衛星通信在應急保障系統中的應用
1.衛星通信在應急事件中的應用
衛星通信在各類(lèi)應急事件中的應用可以按照功能性和機動(dòng)性?xún)蓚�(gè)角度劃分。
1.1功能性角度的應用
從功能性角度，衛星通信的應用分為以語(yǔ)間通信為主的應用、綜合接入和中繼備份3種方式。
語(yǔ)音通信為主的應用方式主要通過(guò)移動(dòng)衛星業(yè)務(wù)終端實(shí)現，通�？梢蕴峁┱Z(yǔ)音、短信、低速數據、定位、漫游等功能，不同的衛星通信系統功能略有差別。
綜合接入的應用方式可以提供大容量的語(yǔ)音，并提供應急事件現場(chǎng)與指揮中心數據傳送、靜止或者運動(dòng)圖像的傳送。大多數提供本綜合接入功能的衛星站基于ICP IP實(shí)現數據信息傳送。
中繼備份的應用方式支持2MBIT S以上的中繼傳輸電路，緊急情況下提供應急事件現場(chǎng)與公眾通信網(wǎng)絡(luò )(或行業(yè)專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò ))之間的中繼電路。
中繼備份所用的衛星站可以基于IDR(或IBS)系統或者VSAT系統實(shí)現。IDR(或IBS)系統提供中等速率電路支持數據通信和語(yǔ)音通信，通常應用較多的是2MBIT S和8MBIT S速率。 VSAT 系統目前多數基于IP實(shí)現，通�？芍С�2-8MBIT S數據速率。
1.2機動(dòng)性角度的應用
機動(dòng)性主要針對可以應急通信現場(chǎng)工作的衛星站。從該角度衛星站分為便攜站和車(chē)載站兩種，各設備通過(guò)衛星鏈路實(shí)現與衛星固定地面站或者其他移動(dòng)站之間的通信。
便攜衛星站包括手持終端以及可通過(guò)1-2人搬運的衛星站，系統容量小，以提供語(yǔ)音通信應用和綜合接入應用為主，用于完成各級事件的基本通信保障。便攜站可采用集裝箱量、抗震要求和包裝形式可參照相關(guān)國家標準或者滿(mǎn)足通信接口，便于與其他設備連接，實(shí)現現場(chǎng)快速組網(wǎng)。便攜衛星站應30MIN內完成抵達現場(chǎng)后的組裝，并建立衛星通信。便攜站的重量一般在200KGC 以下。當發(fā)生特大突發(fā)事件，當地應急通信保障能力嚴重不足且地面道路條件不好時(shí)， 可將便攜站空運或空投到應急現場(chǎng)，當發(fā)生突發(fā)事件且事件且通信需求較少，或通信需求較大但應急車(chē)不能第一時(shí)間起趕到現場(chǎng)時(shí)，可采用手持終端或人工搬運的便攜站。
車(chē)載衛星站可固定安裝在應急車(chē)上或者通過(guò)車(chē)輛運抵現場(chǎng)，主要用于提供綜合接入及中繼備份業(yè)務(wù)。車(chē)載站一般應在到達現場(chǎng)后10MIN內，完成了衛星通路建立。當發(fā)生特大、重大突發(fā)事件或舉行重大活動(dòng)且地面交通條件良好時(shí)，可提供應急通信保障。
2.應急衛星通信系統及其建設
2.1衛星移動(dòng)通信系統
目前我國主要使用國外衛星移動(dòng)通信系統開(kāi)展衛星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，覆蓋我國的系統、海事衛星系統、銥星系統和Thuraya系統。實(shí)際應用中，可以結合衛星信號的強弱、使用費用、業(yè)務(wù)能力、終端小型化等因素，選用適宜的衛星移動(dòng)通信系統。
國外的衛星移動(dòng)通信系統雖然可以滿(mǎn)足一定的應急移動(dòng)衛星業(yè)務(wù)需求，但信息安全、頻率協(xié)調等均得不到保證，一般用于對信息安全要求不高的應急現場(chǎng)。衛星移動(dòng)通信系統是國家重要的戰略性信息基礎設施，對經(jīng)濟、社會(huì )發(fā)展和國家安全至著(zhù)重要要，我國目前正在對擁有專(zhuān)屬主權的衛星移動(dòng)通信系統進(jìn)行研究。
2.2寬帶VSAT衛星通信系統
VSAT衛星通信系統技術(shù)成熟、可靠性高、網(wǎng)絡(luò )結構多樣、設計靈活、空間頻段資源豐富，系統和設備正在逐步實(shí)現國產(chǎn)化。這些因素為設計、建設應急VSAT衛星通過(guò)通信網(wǎng)提供了技術(shù)、資源等方面的必要保障，近算來(lái)VSRT系統已能支持寬帶應用。
在VSAT衛星通信系統設計中，應重點(diǎn)考慮網(wǎng)絡(luò )結構、技術(shù)體制選擇、與地面網(wǎng)的互聯(lián)互通、網(wǎng)絡(luò )管理等方面。
VSAT的網(wǎng)絡(luò )結構包括星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)。應急VSAT的網(wǎng)絡(luò )結構包括星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀和混合網(wǎng)。應急VSAT系統支持的業(yè)務(wù)類(lèi)型包括語(yǔ)音、高速數據和圖像傳送等業(yè)務(wù)，其中語(yǔ)音業(yè)務(wù)對時(shí)延敏感。根據我國突發(fā)公共事件的處置流程，語(yǔ)音業(yè)務(wù)發(fā)生在應急通信現場(chǎng)不同衛星站之間以及應急現場(chǎng)與后方指揮中心之間;數據和圖像業(yè)務(wù)主要發(fā)生在應急現場(chǎng)與后方指揮中心之間。因此應急VSAT系統適合采用各站與主站之間星型網(wǎng)、省內各站之間網(wǎng)狀網(wǎng)的混合網(wǎng)結構。
衛星通信體制與系統所采用的基帶信號類(lèi)型及復用方式、調制方式、多址方式、信道分配及交換制度有關(guān)，目前VSAT技術(shù)體制的選擇主要集中在多址方式上。FDMA DAMA 和MF-TDMA方式是應急衛星通信系統最常用的技術(shù)體制。采用FDMA DAMA技術(shù)體制組建衛星網(wǎng)具備稀路由、突發(fā)性、大容量的特點(diǎn)，操作維護簡(jiǎn)便，終端的機動(dòng)性好，非常適合應用在應急通信中。
VSAT系統的地球站分為主控站、固定站、車(chē)載站和便攜站。其中車(chē)載站和便攜站可以移動(dòng)至應急事件現場(chǎng)。
VSAT衛星通信系統用戶(hù)與公眾網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)之間的語(yǔ)音通信和數據傳送通過(guò)衛星關(guān)口站來(lái)完成(配置了網(wǎng)管功能的關(guān)口站稱(chēng)之為主控站)。與地面網(wǎng)的互聯(lián)通過(guò)在關(guān)口站設置VOIP網(wǎng)關(guān)及路由器實(shí)現。
寬帶衛星通信系統通過(guò)在關(guān)口站設置地面電路接口，經(jīng)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)轉換成通用協(xié)議接口與公眾固定電話(huà)交換網(wǎng)、公眾移動(dòng)通信網(wǎng)或者專(zhuān)網(wǎng)交換機連接，實(shí)現與電話(huà)網(wǎng)的語(yǔ)音互通。語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通用協(xié)議接口分為用戶(hù)接口和中繼接口兩種，需要根據話(huà)務(wù)量來(lái)選擇。
衛星系統關(guān)口站的數量及地點(diǎn)需根據實(shí)際業(yè)務(wù)流量向情況確定。衛星網(wǎng)內語(yǔ)音終端的編號方式遵循E.164標準，通常根據關(guān)口站與電話(huà)網(wǎng)的連接位置確定衛星電話(huà)編號，主要分為衛星關(guān)口站民當地市話(huà)交換局直接連接或者衛星關(guān)口站與當地的公網(wǎng)長(cháng)途電話(huà)直接接連兩種方式。
寬帶衛星通信系統通過(guò)在關(guān)口站設置路由器實(shí)現與指揮中心之間的數據(含視頻)傳送。根據當地的網(wǎng)絡(luò )情況，可采用專(zhuān)線(xiàn)方式、城域網(wǎng)方式或互聯(lián)網(wǎng)方式。
為實(shí)現衛星頭號站接入路由器與地面計算機網(wǎng)之間的路由尋址，需對各關(guān)口站路由器的IP地址進(jìn)行統一規劃。如果有若干衛星關(guān)口站，原則上應統一接入同一個(gè)計算機網(wǎng)絡(luò )，并采用歸屬地的IP地址段。寬帶衛星網(wǎng)內部要單獨采用私有IP地址。
衛星網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )管理及監控系統(簡(jiǎn)稱(chēng)衛星網(wǎng)管系統)對整個(gè)衛星網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行在線(xiàn)控制和監視，將衛星通道的建立方式從工工變?yōu)樽詣?dòng)，從而縮短衛星通道建立時(shí)間，將點(diǎn)對點(diǎn)連接變?yōu)镈AMA星狀、樹(shù)狀或網(wǎng)狀連接從而提升星網(wǎng)絡(luò )的靈活性。對于時(shí)效性要求較高的應急衛星通信系統而言非常必要。
通常衛星網(wǎng)管系統由控制服務(wù)器及軟件、網(wǎng)管信道調制解調器、網(wǎng)管信令卡等組成，主要包含網(wǎng)絡(luò )管理及網(wǎng)絡(luò )控制兩大功能。
對于全國性規模較大的衛星網(wǎng)絡(luò )，為提高應急處置能力可采用分布網(wǎng)管結構，分級配置主網(wǎng)管系統和分網(wǎng)管系統。主網(wǎng)管系統將網(wǎng)絡(luò )的控制處理功能分散交給多相分網(wǎng)管系統來(lái)完成，人而提高網(wǎng)絡(luò )的可靠性并且縮短建鏈時(shí)間。主網(wǎng)管系統必須對分網(wǎng)管系統設置權限，劃定管理范圍，必要時(shí)可隨時(shí)收回控制權限。
為提高系統的可靠必及安全性，主網(wǎng)管系統應采取主備份方式配置，二者之間應建立信息傳送通道，以保證網(wǎng)管信息的時(shí)效怕并便于及時(shí)倒換，建議采用以地面路由為主用的天地備份方式。
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