卫星通信资源管理系统的发展

武建召

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081）

0 引 言

传统的卫星通信资源管理各系统之间以相对独立的形式存在，独立进行数据采集、数据分析、数据整合以及数据共享和处理，有一定的专业性但系统化程度不高，一旦某环节发生改变和调整，联动性不好，需要耗费比较长的时间和大量的人力来实现信息切换和信息引接。卫星通信资源管理系统需要进一步实现统一化、标准化、规范化。

1 卫星通信资源管理系统的发展方向

卫星通信资源管理系统的建立应该基于云计算和大数据技术，推进卫星通信资源管理系统的结构优化，提高卫星通信资源系统的统筹全面性、标准化和服务性能。将整体的卫星通信资源实现一体化的平台管理，统一服务模式、接口格式，有效实现更全面的资源共享，从宏观角度把握整体的卫星通信动态，实现卫星通信资源的合理整合、调度和利用，保证整个卫星通信资源系统正常、健康、有序地运作。

增强卫星通信资源管理系统的服务性，基于现实需求实现微服务平台的优化和改造，无论是本地还是远程都可以同等程度地实现注册、数据检索、数据调取和数据信息的订阅、分发。提高整体服务管理系统的负载能力、运作能力以及共享能力，无论是下级的资源管理软件还是上级的卫星通信资源管理系统都可以实现同标准的运作、调用和管理[1]。

2 卫星通信资源管理系统的发展思路

2.1 整体架构体系的设计

传统的卫星通信资源管理体系是相对分散的，卫星系统的操控、通信服务的应用与星地链路之间相对独立，各自有各自的一套系统，各自有各自的数据库。要建立整体卫星通信资源之间的“大系统”，需要基于现阶段的信息技术实现新的数据交换和共享软件的开发，经过不断的、反复的测试后才能真正地实现数据资源系统之间的关联，才能实现各“独立”系统之间的数据共享和交换。随着时间的推移和时代的发展，有新的变化和需求，就需要重复上述实验，一旦操作机制不完善、共享程度低，都无法满足大规模的、整体的通信资源管理需求。

卫星通信资源管理系统的发展方向应该将相互独立的系统管理平台和下级服务软件放到一起进行系统化的设计，利用计算实现资源的统一管理。基于统一的服务体系，已经实现存储的资源和网络资源之间的交融、采集、整理以及再分配，有效实现通信资源的灵活、快速调取、迁移和再利用。在统一的卫星通信资源管理系统当中统一标准，对原有的相对独立的各系统之间进行统一化的设计和部署，既保证各体系之间的层次性，又保证各体系在一个统一的平台进行管理。传统的卫星通信资源管理系统包含卫星运行控制管理系统、卫星通信应用服务系统、星地链路运行管理系统3个部分。各系统模块统一进行标准化的设计和部署。各系统模块之间又包含基础平台、数据处理和应用服务3个层次，各层次之间相互独立。传统卫星通信资源管理架构如图1所示。

图1 传统卫星通信资源管理系统

而在卫星通信资源统一管理系统当中，各层级之间基于统一的平台进行了整体的卫星通信资源的调整和整合。原有的卫星运行控制管理系统、卫星通信应用服务系统和星地链路运行管理系统统一属于资源管理系统的应用层。在应用层还包含综合态势的监视，管理计划服务、统一的管理调度、系统运行的健康管理、应用执行评估等，构成了一个虚拟化的服务管理平台。除应用层之外，还包含服务层和基础层。基础层顾名思义就是基于一定的计算机和云计算技术，借助各网络通信设备、保密设备以及其他配套设施实现数据信息的存储和管理，为进一步的数据分析和调用提供坚实的数据基础。服务层是为上一级的应用系统实现数据管理和通用服务，如模块化卫星运行和控制、星地链路、卫星通信应用服务等提供专业的数据管理和数据支持，还提供一些公共的数据服务，有统一的数据标准和对接流程。实现上下两极数据的对接，有效把握综合服务态势，统筹各环节之间的管理[2]。

2.2 系统组成

卫星通信资源管理系统包含信息采集子系统、信息处理子系统、健康管理子系统、综合态势监视子系统、管理计划子系统、辅助决策分析子系统、统一管理调度子系统、应用和执行评估子系统、资源信息服务子系统。卫星通信资源管理系统如图2所示。

图2 卫星通信资源管理系统

（1）信息采集子系统。主要负责卫星通信信息的采集和引接，并对信息数据进行筛选、统一格式转化和处理，然后入库储存，方便后期的信息调取和运用。接收相关信息任务，做好信息任务的引接和统筹，并根据需要进行信息数据的引接和推送。

（2）信息处理子系统。主要负责卫星通信信息的分析、整理和应急情况处理。按任务要求实现通信信息的归纳、分析、整理和判断。

（3）健康管理子系统。主要负责对整个的系统健康状态进行远程监控，针对故障和风险及时做出预警，精准定位问题、解决问题[3]。

（4）综合态势监视子系统。主要负责对通信卫星的在轨状态、卫星运行和控制信息、通信卫星的健康管理以及通信资源的使用情况等提供更具针对性、专业性、细致化且全面的动态展示，如二维和三维图像，文字图表等。更直观、更形象地对动态运作实现监控和展示。

（5）管理计划子系统。主要负责接收管理需求，并对接收到的管理任务进行分解。生成相对应的对卫星通信应用、卫星通信运控以及星地链路各资源模块的操作方案，并提供合理化的计划、步骤和策略。

（6）辅助决策分析子系统。主要负责利用大数据对卫星通信运控、卫星服务应用和星地链路实现综合性的分析，并进行方针推演，及时定位问题，及时解决问题，最终形成更科学、更合理的资源管理计划和资源管理任务。

（7）统一管理调度子系统。主要负责根据具体的计划、任务指令和安排到具体的执行与作业，形成对整体的卫星通信资源的指令和调度。

（8）应用执行评估子系统。主要负责对通信业务完成的具体情况，借助具体的评估指标进行分析和评估，并形成评估报告。

（9）资源信息服务子系统。主要负责为各类用户提供信息的采集、整理和分享功能，在信息资源服务系统可以实现公共资源和专题资源的信息检索、信息浏览、信息下载和互动。

2.3 系统功能实现和运作流程

卫星通信资源管理系统是以资源目录的统一管理方式对外提供数据共享和服务。资源服务的提供主要是基于目录化的（信息采集引接、健康管理、综合态势监视、管理计划、辅助决策分析、统一管理调度、应用执行评估、资源信息服务）管理应用服务和信息共享来实现。

标准化的服务管理和调用方式能够在一定程度上降低信息资源在调取过程中可能出现的隐患，使服务共享变得系统化、标准化、便捷化、简单化。服务注册代理可以基于服务目录系统进行代理和注册，基于检索功能，实现服务调用。通过两级服务联动有效实现资源管理。第一级卫星通信资源管理系统进行统一服务管理和调配。第二级卫星运控、服务应用和星地链路等专业服务模块，依据业务类型，提供专业服务和管理[4]。

2.4 管理系统效能评估

建立在云计算和大数据基础上的卫星通信资源管理系统在卫星通信资源的统筹和规划、卫星通信服务、信息数据的分析和处理以及整体的系统健康管理方面都有作用，实现了一定程度上各项目功能的提升。以数据类型为基础实现了信息数据分析的标准化和结构化以及数据的深度挖掘与分析整理。数据处理速度和数据处理能力均得到明显提升与进步。

传统形式上的数据服务，服务类型相对单一，服务周期长，而且服务功能相对较少，服务展示形式不足以满足现实需求。

卫星通信资源统一管理系统能够实现分层次统一的数据部署和整合，整合得到的数据信息量更大、信息更全面，而且数据分析和数据展现的工具更丰富，选择空间更大。整体的数据资源统筹更科学、更协调。基于卫星通信资源的多维展示，可以通过通信资源的态势图实现不同时刻、不同空间的卫星通信资源标注，合理地掌握卫星资源的运行区间和空闲区间，为进一步实现卫星通信资源的合理管理和系统规划做出一定的数据支持，然后进一步实现卫星通信资源的合理调度和安排。同时可以非常明显地缩短数据分析和数据整合的时间，快速实现资源整合，形成调度计划。

比如，传统卫星通信管理系统要实现不同软件任务之间的切换，需要一天以上的时间进行重新部署和切换，但是基于卫星通信资源统一管理系统，直接通过配置模板和目录化的应用服务就可以实现资源的重新配置，正常实现软件切换、同步推送和服务功能。一方面，大大缩短了切换和配置的时间；另一方面，也有效避免了因人工配置可能出现的种种瑕疵和纰漏，提高配置和切换效率。同时，保证重新配置和切换的质量。

原来相对独立的管理系统，对于系统的故障和风险的预警与排查存在一定的局限性。一旦出现关联性故障，将导致整个系统受影响，但具体的故障位置难以实现精准的定位，排查故障需要一定的时间和人力，最重要的是还会影响整个系统的正常运转。但卫星通信资源统一管理系统就不一样，各模块之间有着统一的健康排查系统，卫星运控、卫星服务应用和星地连接之间的信息是统一且高度汇集的，通过健康运维态势图就可以实现整个系统整体的甚至细节化的实时监控和预警。一旦一处发生风险，触发预警，会形成预警联动，触发整个预警机制，健康系统会自动启用健康诊断模式，精准地定位故障，实现故障问题分析，并形成健康诊断报告，启动预警处理预案，有效解决故障问题，保障整个管理系统的健康、有序运转[5]。

3 结 论

卫星通信资源管理系统的发展思路应该更系统化、标准化、规范化。基于统一管理平台的资源信息收集、共享、分析、处理和管理能够更好地提升对于数据终端的服务体验。卫星通信资源管理系统实现了卫星通信运控、卫星服务应用、星地链路之间的统一和整合，实现了各模块之间的基础统一和链条化管理。对实现通信资源的充分利用，提高通信资源利用率，实现服务软件升级都有非常重要的帮助。此外，卫星通信资源的最大化利用还可以进一步推动卫星通信应用系统的建设和完善。