地震應急衛星通信系統遠端小站的故障診斷與處理1

李杰飛 楊 樂 譚 穎

（中國地震臺網中心，北京 100045）

地震應急衛星通信系統遠端小站的故障診斷與處理1

李杰飛 楊 樂 譚 穎

（中國地震臺網中心，北京 100045）

本文對地震應急衛星通信系統進行了簡要介紹。針對系統運行過程中遇到的遠端小站的各類故障進行了診斷分析。文中主要通過介紹設備狀態及鏈路層狀態兩方面，來對如何解決此類故障問題提出了處理方案。

地震應急衛星通信系統 遠端小站 故障分析 處理方案

引言

近年來地震頻發，地震應急救援工作顯得尤為重要，而地震現場應急通信是確保大震災害后救援行動有效開展的前提。地震應急衛星通信網是中國地震局“十五”項目建設期間建立的一套專用地震應急衛星網絡。該網絡覆蓋全國范圍的地震行業應急通信網絡，為地震災害應急救援提供了強有力的通信網絡支撐。

在應急衛星通信中，通信鏈路的好壞直接影響到應急工作的效果，而遠端小站的穩定運行是確保通信鏈路暢通的重要因素之一。因此，遠端衛星小站設備故障的快速診斷與處理十分重要。本文就遠端小站故障診斷與處理方法及技術思路進行了探討，以應對遠端小站故障的快速處理，縮短故障中斷時間，保障應急通信的暢通（任鎮等，2004）。

1 系統介紹

應急衛星通信網由1個中心站、19個省級固定站、21個移動站（包括5個車載站、16個便攜站）組成，網絡結構為星狀網和網狀網相結合。日常情況下，只有19個固定站和中心站在網內運行。進入地震應急狀態后，移動站趕赴地震現場并入網工作，可與中心站、相關省級固定站及移動站進行網狀網通信。

在地震應急期間，應急衛星通信網為國家抗震救災指揮部、省級抗震救災指揮部、地震現場抗震救災指揮部之間提供通信速率不低于2Mbps的衛星通道，保證國家抗震救災指揮部、發生地震的省級抗震救災指揮部、地震現場的抗震救災指揮部之間的應急通信業務的暢通。應急衛星通信網各類站點衛星設備配置見表1。衛星設備圖及設備連接圖見圖1和圖2。

1.1 站點配置

表1 站點配置Table 1 Configuration of communication station

圖1 衛星設備圖Fig. 1 Satellite equipment

圖2 設備連接圖Fig. 2 Interface chart of equipment

1.2 網絡運行模式

地震應急衛星通信網絡有兩種工作模式：日常模式和應急模式。

在日常模式下，只有中心站和19個省級固定站在網內運行，所有移動站處于關機狀態，使用較少的帶寬便可維持全網的基本運行。移動站在該模式下也可以加入網絡，但僅用于測試及低速率的業務傳輸。

在應急模式下，處于地震應急狀態的固定站和移動站將使用較大的帶寬，為各級地震應急指揮部提供實時音視頻、會議電視、電話、數據等各種業務，其它未處于應急狀態的站點在日常模式下工作。

2 遠端小站故障分析和處理方法

在常規的地震應急演練和實際地震現場應急工作中，部分遠端小站出現不能入網或入網后無法正常通信等現象，下面介紹一些常見的故障及故障處理方法。

2.1 設備狀態

在小站無法正常入網的情況下，首先可通過檢查小站設備的狀態指示燈來排查故障。

在IDU前面板上有2個LED狀態指示燈，分別是Operation（運行）燈和Diagnostics（診斷）燈。FPS（電源模塊）上有2個狀態指示燈，分別是FPS Status電源模塊指示燈和RFT Status功放指示燈（常江，2009）。根據設備狀態指示燈的顯示，在系統運行過程中可能發生的故障快速診斷方法如下。

（1）故障一：IDU前面板診斷燈為綠色閃爍時，Telnet到IDU查看esToNoRef/db/10的數值，如該數值為“0”，則表明小站沒有接收到主站的信號，可按以下步驟進行故障排除：

①檢查FPS工作是否正常，如果FPS上的兩個指示燈都是常綠狀態，表明FPS工作正常；如果FPS兩個指示燈不是常綠狀態，表明FPS存在故障。

②檢查設備接收線纜連接情況，查看IDU和ODU之間、ODU和LNB之間的連線是否松動，如果連線接頭沒有松動，可以將兩根連線互換位置；如此時狀態仍然沒有改變，則需調整天線，檢查天線對星情況。

在線纜連接和對星都正常的情況下，esToNoRef/db/10的數值應該大于92，此時表明站點接收主站信號正常。

（2）故障二：IDU前面板Diagnostics燈綠色常亮，Operation燈紅燈閃爍時，Telnet到IDU查看esToNoOwn/db/10的值，如該值為“0”或小于92，則表明小站接收到主站的信號，但沒有發射出信號或發射出的信號很小，信道誤碼率很高，可按照以下步驟進行故障排除：

①Telent到IDU查看RTT值是否正確（RTT值可通過將站點當地經緯度輸入lineupmanager軟件計算得出），如果是RTT值錯誤導致IDU沒有發射信號，則需要修改RTT值。

②檢查功放的狀態信息，如無法讀取到狀態信息則表明功放故障。

③調整天線位置，檢查天線對星情況，檢查接收發射電纜接頭是否有松動的情況，esToNoRef/db/10的數值應大于92。

④若進行了上述檢查和調整過程后，esToNoOwn/db/10的數值仍然低于92，可嘗試通過降低中頻發射衰減，從而提高信號強度。

（3）故障三：IDU開機后前面板Diagnostics黃燈常亮，Operation燈不亮，此時需重啟IDU，如診斷燈仍維持黃燈常亮超過2分鐘，表明設備進入到診斷狀態，設備的某些參數配置不合理，需要重新配置參數，并上傳配置文件。

（4）故障四：IDU開機后前面板Diagnostics紅燈常亮，Operation燈不亮，此時需重啟IDU，如仍維持紅燈常亮超過2分鐘，表明設備損壞。

2.2 鏈路層故障

2.2.1 衛星鏈路原因

除了以上幾種情況會造成小站IDU狀態燈異常之外，衛星鏈路不通暢也會造成這種現象的發生（常江，2009）。在排除以上可能的故障原因后，如果設備狀態燈仍為異常，則需要查看該小站（主要針對移動小站來說）所處位置衛星轉發器的信號值（G/T和EIRP），并通過鏈路計算結果來比對現有設備是否滿足當地通信條件。亞洲四號衛星Ku波段轉發器EIRP覆蓋圖及G/T覆蓋圖詳見圖3和圖4。

圖3 亞洲四號衛星Ku波段轉發器EIRP覆蓋圖Fig. 3 Coverage of EIPR of Asiasat-4 Ku-band transponder

圖4 亞洲四號衛星Ku波段轉發器G/T覆蓋圖Fig. 4 Coverage of G/T of Asiasat-4 Ku-band transponder

以青海便攜衛星站為例。青海便攜站到達玉樹地震現場后，在確認便攜站與青海應急衛星固定站的通信參數配置正確、設備無硬件故障的情況下，發現無法建立正常的衛星通信鏈路。此時根據亞洲衛星公司反饋的信號覆蓋結果，查明移動站所在位置的衛星信號非常弱。在系統日常模式中采用的應急通信信道配置方案，不適合該地區進行衛星通信。為確保在該地區能正常進行應急衛星通信，需重新進行衛星鏈路設計。

根據衛星鏈路計算結果得知，衛星轉發器性能是決定當地通信是否通暢的重要因素，當現有的衛星通信設備無法滿足正常的衛星通信條件的情況下，應根據鏈路計算結果選擇合適的設備以保證通信。

2.2.2 路由層原因

正常情況下，兩個或多個小站入網后，可以通過衛星鏈路進行互聯互通，且小站與小站之間都是通過動態路由的方式進行通信（牟春燕，2003；張宏科，2000）。但在系統運行過程中發現，部分小站入網后無法與其他小站正常通信，或是小站入網后等待很長時間才能建立通信鏈路，這類現象都是由于系統采用動態路由的通信方式所造成的。

舉例來說，廣東局移動站與廣東局固定站進行通信，正常情況下應該通過廣東局移動站，經過衛星鏈路，直接傳輸給廣東局固定站，但由于動態路由等問題，導致路由變為從廣東局移動站到江蘇局固定站，再從江蘇局固定站通過地面線路到達廣東局固定站，如圖5所示。

圖5 路由示意圖Fig. 5 Sketch map of routing

根據以上分析，將所需通信的站點之間配置靜態路由來解決此類問題。即將每個省的固定站和移動站以及中心站之間加靜態路由即可。若地震現場的移動站需要跟其他省局固定站或移動站通信，可臨時增加所需的靜態路由，以滿足業務需求。

3 結論

本文所討論的遠端小站故障快速診斷與處理思路，是在長期工作中總結出的經驗方法，具有較高的故障診斷成功率，可以在一定程度上提高故障處理的工作實效，對遠端小站技術人員的運行維護工作具有一定的參考價值。當然，具體的故障處理方法還需根據實際情況加以解決。

參考文獻

常江，2009．衛星通信網絡設計與鏈路計算．亞洲衛星通信工程師資格認證培訓教程．

牟春燕，2003．OSPF路由協議及其實現算法．杭州電子工業學院學報，23（1）：80—84．

任鎮，吳耘，2004．地震衛星通信網遠端小站的故障診斷與處理．地震地磁觀測與研究，25（2）：33—38．

張宏科，2000．IP路由原理與技術．北京：清華大學出版社．

Fault Diagnosis and Disposal for Remote Station in Earthquake Emergency Satellite Communication System

Li Jiefei，Yang Le and Tan Ying

（China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China）

In this paper，we briefly introduce the earthquake emergency satellite communication system，and discuss the fault diagnosis and analysis for remote station during the system operation．Finally we propose a technique to deal with this kind of problems through introducing the equipment status and linking layer status．

Earthquake Emergency Satellite Communication System；Remote station；Fault analysis；Processing scheme

李杰飛，楊樂，譚穎，2014．地震應急衛星通信系統遠端小站的故障診斷與處理．震災防御技術，9（4）：944—949．

10.11899/zzfy20140424

2013-11-24

李杰飛，男，生于1975年。工程師。從事信息網絡、衛星通信管理工作。E-mail：ljf@seis.ac.cn