衛星通信資源管理系統的發展

武建召

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

0 引 言

傳統的衛星通信資源管理各系統之間以相對獨立的形式存在，獨立進行數據采集、數據分析、數據整合以及數據共享和處理，有一定的專業性但系統化程度不高，一旦某環節發生改變和調整，聯動性不好，需要耗費比較長的時間和大量的人力來實現信息切換和信息引接。衛星通信資源管理系統需要進一步實現統一化、標準化、規范化。

1 衛星通信資源管理系統的發展方向

衛星通信資源管理系統的建立應該基于云計算和大數據技術，推進衛星通信資源管理系統的結構優化，提高衛星通信資源系統的統籌全面性、標準化和服務性能。將整體的衛星通信資源實現一體化的平臺管理，統一服務模式、接口格式，有效實現更全面的資源共享，從宏觀角度把握整體的衛星通信動態，實現衛星通信資源的合理整合、調度和利用，保證整個衛星通信資源系統正常、健康、有序地運作。

增強衛星通信資源管理系統的服務性，基于現實需求實現微服務平臺的優化和改造，無論是本地還是遠程都可以同等程度地實現注冊、數據檢索、數據調取和數據信息的訂閱、分發。提高整體服務管理系統的負載能力、運作能力以及共享能力，無論是下級的資源管理軟件還是上級的衛星通信資源管理系統都可以實現同標準的運作、調用和管理[1]。

2 衛星通信資源管理系統的發展思路

2.1 整體架構體系的設計

傳統的衛星通信資源管理體系是相對分散的，衛星系統的操控、通信服務的應用與星地鏈路之間相對獨立，各自有各自的一套系統，各自有各自的數據庫。要建立整體衛星通信資源之間的“大系統”，需要基于現階段的信息技術實現新的數據交換和共享軟件的開發，經過不斷的、反復的測試后才能真正地實現數據資源系統之間的關聯，才能實現各“獨立”系統之間的數據共享和交換。隨著時間的推移和時代的發展，有新的變化和需求，就需要重復上述實驗，一旦操作機制不完善、共享程度低，都無法滿足大規模的、整體的通信資源管理需求。

衛星通信資源管理系統的發展方向應該將相互獨立的系統管理平臺和下級服務軟件放到一起進行系統化的設計，利用計算實現資源的統一管理。基于統一的服務體系，已經實現存儲的資源和網絡資源之間的交融、采集、整理以及再分配，有效實現通信資源的靈活、快速調取、遷移和再利用。在統一的衛星通信資源管理系統當中統一標準，對原有的相對獨立的各系統之間進行統一化的設計和部署，既保證各體系之間的層次性，又保證各體系在一個統一的平臺進行管理。傳統的衛星通信資源管理系統包含衛星運行控制管理系統、衛星通信應用服務系統、星地鏈路運行管理系統3個部分。各系統模塊統一進行標準化的設計和部署。各系統模塊之間又包含基礎平臺、數據處理和應用服務3個層次，各層次之間相互獨立。傳統衛星通信資源管理架構如圖1所示。

圖1 傳統衛星通信資源管理系統

而在衛星通信資源統一管理系統當中，各層級之間基于統一的平臺進行了整體的衛星通信資源的調整和整合。原有的衛星運行控制管理系統、衛星通信應用服務系統和星地鏈路運行管理系統統一屬于資源管理系統的應用層。在應用層還包含綜合態勢的監視，管理計劃服務、統一的管理調度、系統運行的健康管理、應用執行評估等，構成了一個虛擬化的服務管理平臺。除應用層之外，還包含服務層和基礎層。基礎層顧名思義就是基于一定的計算機和云計算技術，借助各網絡通信設備、保密設備以及其他配套設施實現數據信息的存儲和管理，為進一步的數據分析和調用提供堅實的數據基礎。服務層是為上一級的應用系統實現數據管理和通用服務，如模塊化衛星運行和控制、星地鏈路、衛星通信應用服務等提供專業的數據管理和數據支持，還提供一些公共的數據服務，有統一的數據標準和對接流程。實現上下兩極數據的對接，有效把握綜合服務態勢，統籌各環節之間的管理[2]。

2.2 系統組成

衛星通信資源管理系統包含信息采集子系統、信息處理子系統、健康管理子系統、綜合態勢監視子系統、管理計劃子系統、輔助決策分析子系統、統一管理調度子系統、應用和執行評估子系統、資源信息服務子系統。衛星通信資源管理系統如圖2所示。

圖2 衛星通信資源管理系統

（1）信息采集子系統。主要負責衛星通信信息的采集和引接，并對信息數據進行篩選、統一格式轉化和處理，然后入庫儲存，方便后期的信息調取和運用。接收相關信息任務，做好信息任務的引接和統籌，并根據需要進行信息數據的引接和推送。

（2）信息處理子系統。主要負責衛星通信信息的分析、整理和應急情況處理。按任務要求實現通信信息的歸納、分析、整理和判斷。

（3）健康管理子系統。主要負責對整個的系統健康狀態進行遠程監控，針對故障和風險及時做出預警，精準定位問題、解決問題[3]。

（4）綜合態勢監視子系統。主要負責對通信衛星的在軌狀態、衛星運行和控制信息、通信衛星的健康管理以及通信資源的使用情況等提供更具針對性、專業性、細致化且全面的動態展示，如二維和三維圖像，文字圖表等。更直觀、更形象地對動態運作實現監控和展示。

（5）管理計劃子系統。主要負責接收管理需求，并對接收到的管理任務進行分解。生成相對應的對衛星通信應用、衛星通信運控以及星地鏈路各資源模塊的操作方案，并提供合理化的計劃、步驟和策略。

（6）輔助決策分析子系統。主要負責利用大數據對衛星通信運控、衛星服務應用和星地鏈路實現綜合性的分析，并進行方針推演，及時定位問題，及時解決問題，最終形成更科學、更合理的資源管理計劃和資源管理任務。

（7）統一管理調度子系統。主要負責根據具體的計劃、任務指令和安排到具體的執行與作業，形成對整體的衛星通信資源的指令和調度。

（8）應用執行評估子系統。主要負責對通信業務完成的具體情況，借助具體的評估指標進行分析和評估，并形成評估報告。

（9）資源信息服務子系統。主要負責為各類用戶提供信息的采集、整理和分享功能，在信息資源服務系統可以實現公共資源和專題資源的信息檢索、信息瀏覽、信息下載和互動。

2.3 系統功能實現和運作流程

衛星通信資源管理系統是以資源目錄的統一管理方式對外提供數據共享和服務。資源服務的提供主要是基于目錄化的（信息采集引接、健康管理、綜合態勢監視、管理計劃、輔助決策分析、統一管理調度、應用執行評估、資源信息服務）管理應用服務和信息共享來實現。

標準化的服務管理和調用方式能夠在一定程度上降低信息資源在調取過程中可能出現的隱患，使服務共享變得系統化、標準化、便捷化、簡單化。服務注冊代理可以基于服務目錄系統進行代理和注冊，基于檢索功能，實現服務調用。通過兩級服務聯動有效實現資源管理。第一級衛星通信資源管理系統進行統一服務管理和調配。第二級衛星運控、服務應用和星地鏈路等專業服務模塊，依據業務類型，提供專業服務和管理[4]。

2.4 管理系統效能評估

建立在云計算和大數據基礎上的衛星通信資源管理系統在衛星通信資源的統籌和規劃、衛星通信服務、信息數據的分析和處理以及整體的系統健康管理方面都有作用，實現了一定程度上各項目功能的提升。以數據類型為基礎實現了信息數據分析的標準化和結構化以及數據的深度挖掘與分析整理。數據處理速度和數據處理能力均得到明顯提升與進步。

傳統形式上的數據服務，服務類型相對單一，服務周期長，而且服務功能相對較少，服務展示形式不足以滿足現實需求。

衛星通信資源統一管理系統能夠實現分層次統一的數據部署和整合，整合得到的數據信息量更大、信息更全面，而且數據分析和數據展現的工具更豐富，選擇空間更大。整體的數據資源統籌更科學、更協調。基于衛星通信資源的多維展示，可以通過通信資源的態勢圖實現不同時刻、不同空間的衛星通信資源標注，合理地掌握衛星資源的運行區間和空閑區間，為進一步實現衛星通信資源的合理管理和系統規劃做出一定的數據支持，然后進一步實現衛星通信資源的合理調度和安排。同時可以非常明顯地縮短數據分析和數據整合的時間，快速實現資源整合，形成調度計劃。

比如，傳統衛星通信管理系統要實現不同軟件任務之間的切換，需要一天以上的時間進行重新部署和切換，但是基于衛星通信資源統一管理系統，直接通過配置模板和目錄化的應用服務就可以實現資源的重新配置，正常實現軟件切換、同步推送和服務功能。一方面，大大縮短了切換和配置的時間；另一方面，也有效避免了因人工配置可能出現的種種瑕疵和紕漏，提高配置和切換效率。同時，保證重新配置和切換的質量。

原來相對獨立的管理系統，對于系統的故障和風險的預警與排查存在一定的局限性。一旦出現關聯性故障，將導致整個系統受影響，但具體的故障位置難以實現精準的定位，排查故障需要一定的時間和人力，最重要的是還會影響整個系統的正常運轉。但衛星通信資源統一管理系統就不一樣，各模塊之間有著統一的健康排查系統，衛星運控、衛星服務應用和星地連接之間的信息是統一且高度匯集的，通過健康運維態勢圖就可以實現整個系統整體的甚至細節化的實時監控和預警。一旦一處發生風險，觸發預警，會形成預警聯動，觸發整個預警機制，健康系統會自動啟用健康診斷模式，精準地定位故障，實現故障問題分析，并形成健康診斷報告，啟動預警處理預案，有效解決故障問題，保障整個管理系統的健康、有序運轉[5]。

3 結 論

衛星通信資源管理系統的發展思路應該更系統化、標準化、規范化。基于統一管理平臺的資源信息收集、共享、分析、處理和管理能夠更好地提升對于數據終端的服務體驗。衛星通信資源管理系統實現了衛星通信運控、衛星服務應用、星地鏈路之間的統一和整合，實現了各模塊之間的基礎統一和鏈條化管理。對實現通信資源的充分利用，提高通信資源利用率，實現服務軟件升級都有非常重要的幫助。此外，衛星通信資源的最大化利用還可以進一步推動衛星通信應用系統的建設和完善。