卫星通信技术在电力应急通信中的应用

（北京延庆某部队，北京 10210）

传统卫星通信由于受传输速率小、延时长和地面站建设周期长等因素制约，使它逐步退出电力通信领域。近年来，随着卫星通信技术的蓬勃发展，其性能发生了天翻地覆的改变，可实现远距离传输和网络组建方式灵活，加之它不受到通信地点以及环境等因素限制，使其越来越被应急通信的所看重和应用。而借助于卫星应急通信手段实现对重要信息和数据的传输，实时得到精准情报，这对即使顺利的开展工作也有着极其显著的意义，因此建立以卫星通信为主的应急通信系统也显得愈加重要。

一、建设卫星应急通信的迫切性与必要性

在当前情况下，电力通信企业需要迫切解决诸多棘手的问题，具体如下：

1）如何保障在突发事件或突发性灾害时指挥中心与现场间的通信畅通；

2）能否及时面向公众发布或解除预警信息；

3）是否在受灾期间实时实现通信与通电；

4）能否及时组织协调各方力量恢复基础设施建设保障通信、通电[1]。

仅依靠有限通信技术是无法满足要求的，鉴于卫星通信不受到通信地点以及环境等因素限制，实现远距离传输和网络组建方式灵活等优点，成为应急通信的重要手段。为保障救灾工作及时开展和顺利执行，建设以卫星通信为主的应急通信系统已然显得刻不容缓。

二、VSAT卫星通信传输技术

目前，国内卫星通信系统采用的传输机制有以下三类，其分别是：时分复用/时分多址接入（TDM/TDMA）、多频时分多址（MF-TDMA）和单频单载波/按需分配多址（SCPS/DAMA）。各传输技术特点如下：

1.TDM/Aloha TDMA

所谓TDM/Aloha TDMA体制，它是一个纯星状的卫星通信网络，该通信系统中的中心站通过利用TDM载波广播，并在远端站接收信息和选择要发送的信息，从而形成出境信道；而在主站入境方向上，所有的远端站通过应用Aloha机制，并以竞争方式为途径实现TDMA载波的发送，从而形成入境信道，为保证通信的可靠性，该信道通过碰撞触发信息的重发来建立。在该体制下的通信由于各端站都要占据一个带宽，即在信道内无论有无数据处理都要占用，致使信道复用效率大打折扣。而且，一般要求系统通信时延长、实时信好，显然由于多远端站点通过竞争、碰撞触发重发机制的方式不适宜用于该场合[2]。加之，该类卫星系统为单一网络系统，故存在着带宽大、建设成本高等问题因。

2.MF-TDMA

MF-TDMA是在传统的时分多址方式的架构上经多次改良逐渐发展起来的，其原理较为简单，是将原来系统中一个高速TDMA载波进行分解，分解后形成不同速率的小TDMA载波，从而使网络的所有站点能够根据实际通信的需要，实现对这些小载波自动匹配选择通信。在这种方式下，系统可以进行跳频和调速处理，这是在多址方式中，支持对网络中不同速率/频率的载波信息接收和发射，从而使网络系统方便灵活地处理信息。其次，单一平台上的拓扑结构：单跳、全网状、星型和混合型结构，这体现着MF-TDMA多载波TDMA体制的明显优势，其可以适用于全网状业务的应用，同时也可以配置成星状业务的应用等，但不能恰当好处地满足树状业务的应用。另外，系统需要建立严格的帧同步，以满足系统借助TDMA的成帧格式传输信息，为了使TDMA帧的效率得以提高，要求TDMA载波的速率不能过低，这样的固定帧及突发包设计，会降低带宽利用率，而纯TDMA体制则比较昂贵，因此在选择卫星网络时应当注重价格的选择。

3.SCPC/DAMA

SCPC/DAMA是在原有的FDMA技术基础上得以改造，实现对每个信道按需分配进行载波的方式，实现在任意两节点间的通信。在该系统中，专门设置有信令广播信道实现对系统中信道的建立与释放。远端站点支持对DAMA按需分配实现信息的回传，也可以借助SCPC方式通信处理任意两节点。在这种方式下，SCPC/DAMA体制显得TDMA有着更高得通信效率，缘于其所采用的频分多址的处理方式，SCPC/MADA体制的系统通过DAMA按需反向回传分配，大大地节约了卫星带宽，同时也大大提高了空间信道资源的使用率[3]。其次，连续载波的业务信道方式，可以恢复中断后的载波，更加便捷的对系统进行加密，且SCPC体制的中心站建网费用较低。

在上述三种传输技术中，以卫星通信网络的可扩展性、业务提升能力、建设的拓扑性能等多方面综合分析，SCPC/DAMA系统有着较强的可扩展性和良好的灵活性。因此，进行网络建设时，首选SCPC/DAMA系统。

三、卫星应急通信网络系统的实现

在某大型电网公司卫星应急通信建设中，其采用的是SCPC/DAMA系统，这保证了任意站点均可实现与上级节点站间的通信，并且可以依据业务不同需求，实现对卫星信道链接的自动建立和断开，依据业务传输流量的大小及时对卫星带宽作出调整。若要建立双方向的卫星信道，需要各站点之间都要发射一个SCPC载波。

在电网应急通信建设方案中，对电网的调度中心建立其一个“1发60收”的中心站点，对各个厂站点建立其“1发2收”的远程端站点，实现各厂站点间的直接通信。加入后期需要在一个远端站和另一个远端站之间建立直接通信关系，只需要在原有的远端站上对系统进行升级处理即可，采用系统临时分配的子载波进行数据通信。

四、结语

虽然当前电力通信系统多以光纤通信为主，为提高电力通信网具备面对灾害和应急的能力，在电力通信中建立卫星通信系统，这对电力应急抢修来说有着十分重要的意义。随着近年来卫星通信技术的蓬勃发展，其性能发生了飞跃的改变，可实现远距离传输、网络组建方式灵活、不受地面限制等，使应急指挥中心能够迅速部署，实时指挥，实则是对电力通信系统的重要补充。