省級應急廣播機動播發平臺建設方案

李威東

摘要：為滿足重大災害導致大部分網絡癱瘓情況下，省級應急廣播系統的應急廣播消息發布及機動應急指揮需要，可建立應急機動播發平臺，通過4G/5G無線移動通信公網、VSAT衛星通信系統與省級應急廣播管理平臺實現全天候視頻、音頻、數據、電話、圖片/文本信息互聯互通。

關鍵詞：應急廣播信息、VSAT衛星通信、4G/5G網絡、IP協議

一、建設背景

近年來，國家出臺了應急廣播體系的建設標準規范，各省也相應建設了各自的應急廣播系統，包含省、市、縣三級架構的系統體系。根據省級應急廣播的實際建設需求，并滿足應急廣播信息（各類音視頻信息等）的實時傳輸，可建設省級應急廣播VSAT衛星通信網。本次建設的應急機動播發平臺系統（VSAT衛星通信系統）由中心站VSAT衛星通信系統和車載VSAT衛星通信系統組成。車載VSAT衛星通信系統包含電子信息分系統和載車平臺分系統。

二、VSAT衛星通信系統建設方案

2.1網絡組成及業務內容

本次的VSAT衛星通信系統（VSAT衛星通信傳輸網）由1個中心站及3個車載站（應急廣播車、應急指揮車和應急前導車）組成。本系統可支持傳輸視頻會議信號、VOIP語音信號、現場視音頻信號、應急廣播消息及指揮調度指令。網絡拓撲圖詳見圖1。

考慮業務性質和需求，本系統網絡結構設計為星狀網和網狀網的混合網絡，從而滿足應急通信中的靈活、機動應用，其網內業務有：

a.應急廣播消息信號：視頻節目、音頻節目、圖文信息、指揮調度控制指令、數據通信流;

b.全網通話;

c.現場視音頻的回傳。

結合現代通信技術的發展方向，建立VSAT衛星通信傳輸網，成為一個基于衛星通信信道、IP協議的綜合通信平臺，該系統具有傳輸圖像、話音、高速數據、視頻會議的專用衛星通信網絡，對組織各類任務、應對突發事件中，統一安排調度、傳輸高質量清晰圖像等能夠發揮極其重要的作用。

基于IP的VSAT衛星通信系統，可以支持基于TCP/IP的業務，如IP電話、IP數據傳輸、因特網訪問、視頻監控、視頻會議以及現場視頻采集回傳等。系統所具有的IP QoS功能，可以為IP電話、視音頻采集/視頻會議等實時業務分配高優先級，以保證其傳輸質量。完全動態的帶寬按需分配功能，可以充分利用衛星帶寬資源，所有業務可以完全共享所有的帶寬;當沒有視頻傳輸時，相應的帶寬可以釋放出來，保證更高速的數據傳輸。

本次建設的VSAT衛星通信網絡，包含1個省級中心站和3個車載移動站（應急廣播車、應急指揮車和應急前導車）。

2.2系統功能

在省級應急廣播系統中建立的VSAT應急衛星通信傳輸網，包括省級管理平臺中心固定站和省級應急機動通信車載移動站。其中：省級中心固定站通常布置在位于省廣電局;應急機動通信車載移動站部署在應急廣播車、應急指揮車和應急前導車上。系統需達到以下功能要求：

（1）整個網絡為星狀網的網絡結構，保證應急通信中的靈活、機動應用。

（2）衛星通信網能夠開展各種應急通信業務，主要包括話音通信、數據通信、視頻會議和高質量視頻實時傳輸等。應用環境為全IP環境，即所有業務均基于IP協議，如VoIP、IP數據和IP視頻等。

（3）適應全網進行廣播、組播、通信業務傳輸的各種需求。中心站支持多個下行、上行載波的擴容能力。

（4）系統采用LDPC、TPC信道編碼，以及QPSK、8PSK調制功能，并支持多等級FEC糾錯編碼。系統并內置自動上行功率控制功能，可確保在惡劣天氣下的系統正常工作;達到高可靠性能。

（5）系統的各種功能均為內置，如TCP/HTTP加速、IP壓縮、Qos功能、IP信道加密等;配置集中式、功能全面的網絡管理系統，達到用戶對網絡正常的管理、使用、和維護。

2.3系統結構及工作方式

本系統VSAT衛星通信系統的工作體制：出向為DVB-S2X，回傳為TDMA載波，由中心站和車載移動站構成。其中中心站系統為核心，它執行網絡管理者和帶寬分配者的角色。整個衛星網絡形成一個透明的IP傳輸平臺，基于IP形式的業務流均可以通過該衛星通信網進行傳輸。

本系統為多功能的寬帶網絡平臺，具有高速率、高帶寬、多頻段、多出向的應用，具備服務質量保障（Qos）功能及動中通應用能力。當未來發展到更多的遠端站時，則可以增加處理服務器以及板卡的形式升級，滿足業務發展的需求。

此外，中心站射頻部分的高功放及上變頻均需做1+1備份方式。

2.4網絡管理功能

中心站網管中心通過網管系統實現對全網的監控和管理。一個網管系統可具備監控多個主站和多個遠端站的能力。利用圖形用戶界面（GUI），網絡運營商可做到：

? 管理所有配置和控制能力，包括遠端站點的軟件和硬件更新

? 訪問網絡結構示意界面和配置系統參數

? 主動和被動的勘查網絡運行狀況

? 監控圖形工具查詢和顯示網絡統計數據

網管系統（NMS）可以隨時糾正網絡的異常運行，確保對所有站點帶寬的最佳分配，實現網絡正常運行和效率提升。

2.5業務容量及鏈路估算

為確定所需的空間段資源（如衛星租用帶寬）以及確切的地面站配置（如天線尺寸和ODU（室外單元）功率等），需進行詳細的網絡規劃和鏈路估算。但這些估算與實際應用密切相關，本文目前只給出初步的鏈路估算。

針對每種類型的地面站以及整個網絡提供詳細的業務分析和規劃估算，以確定每種地面站和全網所需的總容量。假設所有業務均按優先級共享帶寬，針對本項目所做出的初步的網絡規劃如下表所示：

鏈路估算受很多因素影響，如用戶的業務量和業務模式、載波參數、地面站位置、選用的地面站天線尺寸、衛星覆蓋、雨區以及可用度要求等。這些因素的改變都會導致最后不同的鏈路估算結果。

本次假設采用中星10號衛星Ku頻段轉發器，而鏈路估算均以該衛星的技術指標為依據進行。鏈路估算需根據衛星運營公司所實際承諾的性能參數，由衛星運營公司進行核準。下表所示為中星10號衛星的總體參數：

在初步業務量6.0Mbps數據速率、QPSK調制方式、FEC為TPC、碼率0.75等條件下，鏈路估算可用度98%，估算結果如下：

本系統中心站：按照采用Φ6.2米天線，100瓦功放配置;

車載移動站（應急廣播車）：按照Φ1.2米靜中通天線，40瓦功放配置;

車載移動站（應急指揮車）：按照Φ0.9米動中通天線，40瓦功放配置。

車載移動站（應急前導車）：按照Φ0.8米便攜式天線，20瓦功放配置。

2.6車載VSAT衛星通信系統

車載VSAT衛星通信系統包括電子信息分系統和載車平臺分系統;省級應急廣播車的電子信息分系統包括應急傳輸通信子系統、視頻及會議子系統、制作播出子系統、調頻發射子系統、現場擴聲子系統、監聽監測子系統等;省級應急指揮車的電子信息分系統包括應急傳輸通信子系統、應急指揮及大屏顯示子系統、監聽監測子系統等;省級應急前導車的電子信息分系統包括應急傳輸通信子系統、視頻及會議子系統等;所有車型的載車平臺分系統包括車輛改裝以及供配電、防雷接地等設施改造。本次建設的三輛應急機動車還可以配備相應的4G/5G路由器，作為應急信息傳輸的備份方式。

三、總結

為省級應急廣播平臺建設的機動播發平臺大大提高了應急廣播信息的傳輸效率，并適應各種災害發生后應急信息的第一時間發布和接收。而除了VSAT衛星通信網絡，其余的網絡傳輸方式例如短波通信也可以作為應急信息傳輸渠道，但短波通信的帶寬小僅能傳輸語音及數據等業務。

隨著應急廣播系統的相關條例和規范的發布，各省的應急廣播體系日趨完善，各省的VSAT衛星通信網絡建設也提上日程，在可預見的未來，VSAT衛星網絡可作為各省的應急信息發布的重要渠道。