新一代水利卫星通信系统在河南省移动应急指挥平台中的应用

2012-06-13李延峰河南省防汛通信总站

河南水利与南水北调 2012年14期

□吴星 □李延峰（河南省防汛通信总站）

1.引言

卫星通信具有覆盖范围广、组网机动灵活、抗灾害能力强等优点，是解决应急抢险机动通信的主要手段，在汶川大地震、玉树大地震和舟曲泥石流的救灾工作中，卫星通信发挥了不可替代的作用。鉴于发展卫星通信的重要性，在原水利卫星通信网的基础上，水利部建设了新一代水利卫星通信平台，目前已经投入运行。新一代卫星通信系统具有通信带宽大，技术先进，稳定性高等特点，特别是水利部对为防汛抗旱和水资源管理等水利业务提供服务的卫星通信小站，一律免收卫星转发器资源频率占用费、入网费、通信费等费用,切实降低各级防汛部门应用卫星通信资源的建设和运行成本。为不断强化河南省的防汛应急通信能力，河南省计划利用新一代水利卫星系统，搭建移动应急指挥平台。

2.移动应急指挥平台构建

河南省移动应急指挥平台主要由三大部分组成：水利防汛卫星主站、应急指挥移动站和省应急指挥固定站。平台逻辑结构图如图1。

2.1 水利防汛卫星主站

为增强防汛减灾能力，提高防汛指挥调度信息化水平，2008年水利部开始建设新一代水利卫星通信系统，系统已于2010年下半年投入运行。水利卫星转发器采取一次性购置15年使用权的方式，采用Ku+C的方案；新一代水利卫星通信平台拥有27.2MHz卫星资源，其中，Ku波段有22.2MHz，采用亚洲5号卫星；C波段有5MHz，采用亚太6号卫星；相比较以前，增加了抗雨衰能力强的C波段资源。

图1 移动应急指挥平台逻辑结构图

卫星主站采用目前主流的DVB-S2技术体制，支持星型/网状混合组网的方式。采用美国iDirect公司的产品，该系统代表了目前IP宽带多媒体VSAT卫星通信系统技术发展的主流，业务以数据、视频和语音为主，广播业务为辅。iDirect系统为TDM/TDMA体制，支持灵活的网络拓扑结构系统基于标准IP协议平台，实现了IP技术与卫星通信技术的深层融合。与传统的支持IP协议的卫星系统相比，实现了系统和带宽资源的优化配置，系统内部提供TCP/IP协议加速，协议优化，链路加密和QoS；系统支持的上行速率可以从64kbps扩展到8Mbps，下行速率可以从64kbps扩展到45Mbps，系统支持多入向载波，也支持多个独立网络共用主站基带设备的应用方式；在抗雨衰方面采取了对应措施。

2.2 应急指挥移动站

应急指挥移动站由卫星通信、承载系统和现场应用信息平台三部分组成，共同完成现场应急通信、指挥调度的任务。卫星通信系统实现现场信息的上传和上级指挥调度指令的下达，保证各种业务的通信畅通。现场应用信息平台是现场应急指挥的基础，应急方案的制定是基于丰富的、实时的、准确的信息资源基础上进行的。应急指挥移动站主要由经过特殊改装的指挥车和车载通信设备所组成，包括卫星通信、数据网络系统、电话交换系统、视频处理系统、移动承载、3G通信系统、现场无线调度系统、辅助系统等共8个子系统和其他附属设施。应急指挥移动站到达现场后，能够迅速完成车体定位、车体支撑调平、接地装置埋设、市电/发电机电源输入、卫星天线展开对星、通信设备参数设置、卫星通信线路开通、无线调度系统天线设备的架设开通（夜间打开照明灯）等工作，建立并保持卫星通信链路的畅通。

应急指挥移动站以机动车为载体，卫星动中通使用较方便，但考虑到其投资较大、可靠性较差等因素，本次移动站卫星通信方式以静中通为主。车体改装主要包括车顶安装静中通卫星天线、吸盘天线；在后备箱安装两台机柜和特制配电设备，并安装储物柜、便携式电缆盘和音箱；电源动力系统的改装。车载天线系统由1.2m自动天线和伺服跟踪系统组成。1.2m自动天线包括天线头、馈线系统和转台－滚筒式天线座架；天线头由反射面和馈源支架组成；馈线系统由电动极化馈源和波导组成；方位转台－俯仰滚筒式天线座架是由方位、俯仰两大部分组成。方位部分由方位转台、方位座架、方位轴承和方位驱动组成；俯仰部分由俯仰支撑、俯仰圆筒和俯仰驱动组成。此外还有同步、限位装置。伺服跟踪系统是由天线控制单元（ACU）、信标接收机、电子罗盘和GPS等组成。

采用3G作为移动站和固定站之间通信的补充手段，可实现行进中视频的实时传输。通过车载设备使用各种有线、无线方式获取声音、图像和数据，为车内或远程的领导和专家提供现场综合信息；利用卫星等通信手段与省信息中心建立联系，实现数据共享和通信，语音、数据、视频等应用业务统一到IP协议上，为与地面业务的互通、异构网的互联、省应急通信平台的接入、未来业务的扩充奠定基础。

现场应用信息平台的主要功能是将各方面的信息及时、直观地汇总到指挥车中，在应急指挥车中实时监控事发现场的相关工程参数、视频图像等，指导指挥和调度工作，减少盲目和错误指挥，使得指挥调度的指令更加科学、完整、准确。

2.3 省卫星通信固定站

省卫星通信固定站由卫星通信系统、电视会商接入、视频服务、电话专网接入和地面数据网的接入组成。其中卫星地面站系统主要由卫星天线、上下变频器、固态高功放、低噪声放大器和卫星路由器等组成，卫星通信系统完成IP路由、卫星信号传输和本地接入功能，为河南省防汛抗旱指挥中心到应急移动车站、水利卫星主站之间提供一条专用IP通道。按电视会商、视频通信、电话和数据等不同的业务，分配不同的IP地址，进行不同的路由接入。与现有水利地面专网相结合，连接到全国水利地面专网，完成各种不同业务的通信。