衛星通信在應急通信中的應用

文 王義明

一 引言

在2008年的南方雪災和5.12汶川大地震中，我國的應急通信保障能力受到了嚴峻的考驗。在這兩次災害中，由于電力供應的中斷和基礎設施如光纜、電纜等的損壞，導致災區的通信網絡癱瘓。在災害剛剛發生，外界最需要了解災情同時災區也最需要將災情上報的關鍵時刻，通信系統無法發揮其應有的作用，其主要原因就是當時我國缺乏比較系統的應急通信系統的規劃和建設。

二 衛星應急通信建設的必要性

由于衛星通信具有不受時間、地點、環境等多種因素的限制，開通時間短、傳輸距離遠、通信容量較大、網絡部署快、組網方式靈活、便于實現多址聯接、通信成本與通信距離無關等諸多優點，可以實現圖像、話音和數據的實時雙向傳輸，因此衛星通信已成為應急通信的重要通信手段，在應急通信中具有至關重要的作用：當災害發生、常規地面通信遭到嚴重破壞，受災地區急需上報災情、外部急需了解災區情況時，衛星應急通信系統將能夠確保關鍵信息的傳輸，使上級能夠根據災情進行有效的指揮，從而拯救更多的生命和財產。

因此，為了保證在出現嚴重災害、常規通信遭到嚴重破壞時通信和指揮的暢通，建設以衛星通信為主的應急通信系統已刻不容緩。

常用的衛星應急通信系統有以下幾種：

衛星地面站：除衛星通信系統外，在地面站部署短波、超短波電臺，無線集群系統及數字圖傳系統，可以實現在交通中斷的地區其通信覆蓋范圍內的指揮調度和部分公眾通信，覆蓋范圍廣、容量大，但投資及系統調試難度較大，且系統固定不能移動，適合作為臨時指揮部，用于應急指揮調度、搶險部隊通信、部分公眾通信。

應急通信車：包括動中通及靜中通，應急通信車設備齊全，使用方便，機動能力強，同樣可以在車內集成短波、超短波電臺，無線集群系統及數字圖傳系統，通過衛星鏈路，滿足車載基站覆蓋范圍內的通信能力。其特點是覆蓋范圍小、容量小、機動能力較強，可以作為車載指揮站，主要用于應急指揮調度。但當道路損毀時，其優勢難以發揮，難以滿足重災區急需恢復的通信需求。

機動便攜站：使用方便，機動能力強，通過衛星鏈路，將便攜站覆蓋范圍內的信息如語音、圖像和數據上傳。其特點是覆蓋范圍小、容量小、機動能力強，但由于其體積和重量的限制，其功能有限，主要用于道路損毀、車載站不能到達的地方，將災害現場的信息傳遞出來。

衛星電話：受終端及衛星資源限制，可使用用戶少，但實現應急通信最快速便捷，適合信息報送、指令下達。

為了滿足應急通信的需要，衛星應急通信系統應建設成以地面固定站為中心、以車載站及便攜站為主，短波、超短波、無線集群、數字圖傳及衛星電話等多種通信方式互相融合的、獨立的通信系統。

從2008年開始，衛星應急通信系統得到了快速的發展：公安部對各地建設的衛星通信系統進行了統一的網管設計并實施；應急辦統一了衛星通信的通信體制；武警消防總隊也對各地的衛星通信系統進行了統一的設計，各消防支隊的衛星通信系統建設也在今年全面展開。

三 衛星應急通信系統的建設原則和組成

根據應急通信的特點，一個完備的衛星應急通信系統應具有話音通信、數據通信、圖像通信、圖像采編及顯示、電視會議、網絡監控和管理、GPS和地理信息顯示等功能，配置多種通信手段，可滿足多種場合、不同狀態的應用需求。對衛星應急通信系統的要求可以歸納為以下幾點：機動靈活、快速反應、穩定可靠、通信手段多樣、獨立成網。

根據這些要求，衛星應急通信系統的建設應遵循“政府主導、多位一體；總體設計、分步實施；應急通信為主、平戰結合；靈活配置、多種通信手段融合；獨立成網、互聯互通”的建設原則。在具體實施時，衛星通信系統應向體制多樣化、傳輸寬帶化、管理簡易化方向發展，衛星端站向體積小型化、質量輕型化、業務綜合化、接入手段多元化、操作使用智能化的方向發展。

根據上述衛星應急通信系統的要求和建設原則，衛星應急通信系統多采用TDMA、TDM/SCPC/DAMA或DVB/SCPC/TDMA等通信體制，可靈活地組成星狀網、網狀網或樹狀網，實現點對點或點對多點的衛星通信。

如圖1所示為某部局采用的衛星應急通信系統拓樸圖。該系統采用DVB/SCPC/DAMA通信體制，既可由部局網管中心授權，各總隊分中心站自行管理監控所轄區域內的車載站和便攜站，也可部局網管中心直接管理控制指揮災害救援現場所有的固定站和移動衛星站，單跳直連，動態組網。

衛星應急通信指揮系統一般主要由以下幾部分組成：衛星通信分系統、圖像采集傳輸及顯示分系統、安全加密分系統、網絡及計算機分系統、音視頻分系統、無線通信分系統、設備監控管理分系統、輔助設備分系統、供電分系統等組成。

四 衛星應急通信系統實例

航天恒星空間技術應用有限公司既是國內專業的衛星天線生產廠家，為用戶提供固定站、靜中通、動中通和便攜站，也是專業的衛星通信集成廠家，為用戶提供完整的衛星通信系統解決方案：先后為河南省公安廳等10余個公安部門建設了衛星通信系統，為陜西省應急辦、石嘴山應急辦、大慶油田等單位建設了衛星應急通信系統。

如圖2所示為航天恒星空間技術應用有限公司為某單位設計建設的衛星應急通信系統，該系統由一個地面站、一輛靜中通、三輛動中通、二個便攜站和三輛指揮車組成。

系統采用TDM/SCPC/TDMA通信體制，系統工作可靈活配置，可以支持星狀、網狀等靈活組網，以實現點對點、點對多點、多點對多點的通信功能，實現語音、視頻、數據的雙向傳輸。中心站出境速率為7Mbps，入境速率為6Mbps，總帶寬為13Mbps；動中通、靜中通、便攜站等機動站的發射業務速率為1Mbps，接收業務速率為7Mbps。該系統主要功能如下：

地面中心站與動中通通信車、衛星便攜站、靜中通通信車、通信指揮車之間能夠實現實時的視頻傳輸；

動中通通信車、衛星便攜站、靜中通通信車、通信指揮車之間可熱線通話，通過地面中心站可接入地方電話網；

動中通通信車、衛星便攜站、靜中通通信車、通信指揮車之間可進行數據業務傳輸，通過衛星地面站可訪問Internet網或專網；

動中通通信車與通信指揮車之間通過無線網橋能夠實現語音、視頻、數據雙向傳輸；

便攜站與單兵背負之間可實現單向視頻、雙向語音傳輸。

五 結束語

隨著中國經濟的高速發展和衛星通信技術的不斷完善，衛星通信的應用特別是在應急通信方面的應用越來越廣泛，越來越普及，衛星通信在應急通信系統中將發揮越來越重要的作用。加速發展以衛星通信為主的應急通信系統，可以保證在發生較為嚴重的災害時信息的及時傳輸，進行及時的救援，有效地保障人民群眾的生命財產安全。

圖1 某部局采用的衛星應急通信系統拓樸圖

圖2 衛星應急通信系統網絡拓撲圖