衛(wèi)星通信與應急服務

劉冬云

（中國衛(wèi)通集團有限公司，北京 100094）

放眼于整個社會背景，社會公共安全己成為國家重要的安全戰(zhàn)略，這大大地引發(fā)了應急通信的變革。我國是災害頻發(fā)、災害面廣、災害損失嚴重的國家，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴大和社會財富的不斷增長，災害造成的損失也在逐年上升，對社會安全構成了嚴重威脅。

1 現(xiàn)有應急通信系統(tǒng)普遍存在的問題

我國在“十一五”期間投入了大量了應急通信系統(tǒng)來應對突發(fā)的應急災害，但應急通信系統(tǒng)目前在使用中普遍存在以下幾個方面的問題：

（1）應急通信系統(tǒng)使用差的核心問題并不是技術問題，而是由于整個工程體系和信息體系不共享造成的。政府要下力氣在體制上解決資源共享問題。

（2）系統(tǒng)建設沒有統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一實施，造成無法互聯(lián)互通、設備型號不統(tǒng)一，帶來維護使用困難。美國應急通信的體制一般是遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分散發(fā)展、集中調(diào)動的管理模式。而中國大部分地方政府和企業(yè)都是自己建設的，當應急災難出現(xiàn)，需要進行數(shù)據(jù)共享和資源共享時，各自為政，沒有一個統(tǒng)一調(diào)動的機制。這時，機制的重要性高于技術解決方案。

（3）地面應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設與衛(wèi)星資源使用沒有統(tǒng)一設計和規(guī)劃，造成系統(tǒng)建設好后，干擾其他衛(wèi)星或其他用戶、衛(wèi)星信道資源浪費等問題。

（4）僅把應急指揮車、便攜站當成一個終端去建設，而沒有從系統(tǒng)和組網(wǎng)使用的角度去統(tǒng)一規(guī)劃、設計和建設，造成車做好了，但具體指標不能滿足衛(wèi)星使用要求，或者存在占功率使用、干擾使用等問題。

（5）普遍存在硬件建設與軟件、應用建設脫節(jié)的問題，從開始建設時就通盤考慮應用和長期服務相對較少，造成系統(tǒng)建設好，但應用效果不好，使用繁瑣，信息交換不暢等問題，進而影響了整個應急通信系統(tǒng)的應用效能。比如，現(xiàn)在建了很多應急通信的互聯(lián)互通，當用戶在進行設計時，只是非常單一地看成為設備的選型，沒有咨詢衛(wèi)星公司對這些方面的規(guī)劃和要求，以及國家對頻率的使用要求。這就可能造成技術指標不能滿足衛(wèi)星公司入網(wǎng)的許可，會給用戶的投資帶來不必要的損失。

（6）應急通信終端的可靠性和質(zhì)量與實際應用環(huán)境不符合，造成“好看不實用”，未能從開始設計和建設監(jiān)督等環(huán)節(jié)，充分考慮應急通信系統(tǒng)終端實際應用的惡劣環(huán)境要求，尤其是不同的環(huán)境適應性。

2 應急通信系統(tǒng)的建設要求

（1）應用要求。主要是搶險現(xiàn)場調(diào)度電話、應急現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)廣播和傳輸、現(xiàn)場圖像實時監(jiān)視和應急現(xiàn)場電視會商四個要求。

（2）網(wǎng)絡要求。主要有三點：支持點對點、星狀、樹狀、網(wǎng)狀等多種靈活組網(wǎng)通信；支持高質(zhì)量圖像傳輸要求；天-地結(jié)合的快速通信信道組織和調(diào)配的能力。

3 應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設思考

筆者多年來從事專業(yè)的大型衛(wèi)星應急通信項目論證、方案設計和項目實施，從用戶的實際要求出發(fā)，從可靠、實用角度考慮，提出了構筑“天地一體”應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設思路。

一是以技術先進、科技創(chuàng)新、切實滿足用戶需求為前提。提到技術和創(chuàng)新，可能更多是應用創(chuàng)新，以用戶需求為前提。技術隊伍非常希望廣大用戶有更多的需求反饋，比如遠程教育平臺。在iPhone和iPad上進行實時交互，就需要投入很大的精力去豐富應用平臺的開發(fā)。

二是從系統(tǒng)架構出發(fā)，著眼于多元化結(jié)構的信息通信網(wǎng)絡化。

三是結(jié)合自身衛(wèi)星資源優(yōu)勢，天地一體全鏈路優(yōu)化設計。現(xiàn)在更多的用戶的項目，可能不是單純通過衛(wèi)星通信來解決應急，而是天網(wǎng)和地網(wǎng)的統(tǒng)一結(jié)合，甚至包括地面光纜問題的解決。作為一個衛(wèi)星運營商，在給用戶建網(wǎng)的時候，不僅僅局限于給用戶建立一個單一的應急通信網(wǎng)，還要考慮更多的需求，甚至是用戶沒有想到的。

四是強調(diào)系統(tǒng)的技術先進性、通用性和適用性。

五是以系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化設計思路，建設應急通信綜合應用平臺。

圖1 應急衛(wèi)星通信應用

4 衛(wèi)星應急通信業(yè)務應用建議

對衛(wèi)星應急通信業(yè)務應用建議有以下八點。

（1）考慮各種成本因素：硬件設備一次性投入、設備長期維護、主站投入及管理、空間段的使用、服務覆蓋的限制，以及系統(tǒng)升級的成本因素。

（2）由于突發(fā)性強、使用時間不確定，啟動要求迅速。因此，要求衛(wèi)星系統(tǒng)能隨時提供服務。

（3）傳輸視頻信號時，傳輸帶寬較高（通常要達到2M），要求鏈路傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，衛(wèi)星系統(tǒng)具有建鏈快，QoS帶寬保證能力強等特點。

（4）由于應急通信的各種業(yè)務通常都是在主站、節(jié)點站與遠端小站之間進行。因此，為保障信號傳遞的時延要求，特別要強調(diào)主站與遠端站之間通信實現(xiàn)單跳通信，并且遠端小站無需網(wǎng)管操作可自動實現(xiàn)與節(jié)點站或中心站的單跳通信，保證應急情況下網(wǎng)絡結(jié)構的快速重構。

（5）應急現(xiàn)場工作的復雜性和人員配置的靈活性，不能要求在現(xiàn)場的人員具有很高的專業(yè)技能。因此，要求所配衛(wèi)星設備應滿足現(xiàn)場不需任何參數(shù)設置，開機即可自動進入指定的應急帶寬工作的要求。

（6）小站天線要盡可能的小，便于便攜、車載移動；終端站從設計到研制均要保證滿足衛(wèi)星使用要求。

（7）系統(tǒng)的建立要有利于減少運營成本。

（8）系統(tǒng)不僅有網(wǎng)絡建設方案，還應從設計之時就考慮業(yè)務組織、應急通信業(yè)務預案、衛(wèi)星鏈路協(xié)調(diào)等具體使用要求，并能夠平滑擴容。

5 中國衛(wèi)通的應急服務

5.1 在應急通信系統(tǒng)領域的優(yōu)勢

中國衛(wèi)通作為中國衛(wèi)星通信廣播和數(shù)字集群通信的主導運營企業(yè)，在應急通信系統(tǒng)中有兩大優(yōu)勢。

一是中國衛(wèi)通作為國內(nèi)惟一的擁有自主衛(wèi)星資源、自主測控的衛(wèi)星綜合運營商，以空間段資源為基礎，延伸和豐富整個產(chǎn)業(yè)鏈，互為依托且相互帶動。

二是中國衛(wèi)通具有多年衛(wèi)星通信網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的經(jīng)驗、能力和技術隊伍，結(jié)合市場需求變化和自身優(yōu)勢，集衛(wèi)星資源和綜合服務為一體，可為用戶衛(wèi)星網(wǎng)提供一攬子服務。

5.1.1 衛(wèi)星資源

中國衛(wèi)通現(xiàn)有衛(wèi)星資源中，頻率包括C，Ku，S，也可以根據(jù)用戶K，L等頻段的需求反饋，在后期的衛(wèi)星發(fā)射上考慮用戶的建設。

目前應用應急通信有優(yōu)勢的衛(wèi)星包括：中星6A衛(wèi)星Ku頻段衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器采用150W帶線性器行波管功率放大器，在全國擁有卓越的覆蓋性能。Ku頻段資源為單極化配置，避免了反極化干擾并減少了調(diào)整極化環(huán)節(jié)，對于應急通信快速開通、使用維護極為便利。

中星10號衛(wèi)星（C波段為84W PA，Ku波段為150W PA）具有絕佳的軌道位置，在中國地區(qū)擁有良好的仰角，大大擴大了應急通信車的使用空間，特別適合應急通信使用。

中星11號海洋波束可完全覆蓋我國領海及周邊海域，覆蓋區(qū)域包括渤海、東海、黃海、南海和印度洋地區(qū)；對于保障國家安全、支持海上物流、應急救援和漁業(yè)信息業(yè)務意義重大。

中星12號衛(wèi)星是新一代大功率、高性能、高可靠性的商用通信衛(wèi)星；裝載有24個C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，采用85W TWTA放大器，可覆蓋中國、東南亞、中東、東歐、非洲、澳大利亞和中國海域地區(qū)；還裝載了3個波束，即中國波束、中東非波束和移動點波束，Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器均采用150W TWTA放大器，可覆蓋中國、中東非和東經(jīng)87.5°軌道位置可視區(qū)域（可移動點波束）；特別是中東非波束可覆蓋包含北京周邊地區(qū)，實現(xiàn)了北京與中東非地區(qū)之間的直連聯(lián)通。

亞太7號衛(wèi)星擁有28個C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，覆蓋亞洲、中東、非洲、澳大利亞、歐洲；擁有28個Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，包括中東非波束、中國波束、非洲波束、移動波束，轉(zhuǎn)發(fā)器波束具有切換功能。比如非洲業(yè)務突發(fā)了，就可以進行轉(zhuǎn)發(fā)器的切換，讓更多的轉(zhuǎn)發(fā)器空間資源覆蓋到非洲波束來滿足用戶的要求。

目前我國現(xiàn)有的新一代大功率的衛(wèi)星，在覆蓋上，在GT值、EIRP值上，都優(yōu)于國外的衛(wèi)星。通過應急通信使用的測試，可以看到我國的衛(wèi)星資源適合于地面更小的硬件投入，能夠帶來更好的技術指標。

5.1.2 衛(wèi)星通信綜合服務

20世紀90年代初，中國的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)和航天產(chǎn)業(yè)更多地采用國外的轉(zhuǎn)發(fā)器，用戶選擇建網(wǎng)時，并不和集成商合作，更多地選擇與廠家合作。90年代后期，越來越多的用戶了解到國內(nèi)衛(wèi)星的多選擇性，以及能夠提供“天地一體”的本地化、全天候?qū)I(yè)服務的衛(wèi)星運營商和集成商。2000年以后，IT行業(yè)重組和并購，使很多境外設備廠商的不確定性給用戶建網(wǎng)帶來了風險。從目前來看，用戶在建網(wǎng)過程中，更多地舍棄廠商而選用集成商。在衛(wèi)星選擇上，也更多地考慮用國產(chǎn)衛(wèi)星實現(xiàn)業(yè)務的要求，同時實現(xiàn)有關信息的安全保障。

衛(wèi)星通信綜合服務內(nèi)容是菜單式衛(wèi)星通信系統(tǒng)集成服務，它打破了政府各部門互相封鎖造成的對資源共享的破壞現(xiàn)象，將用戶的資源和別人的資源最大效益的復用。這其中有衛(wèi)星通信系統(tǒng)（站）設計和咨詢，衛(wèi)星通信系統(tǒng)（站）交鑰匙工程，衛(wèi)星通信主站或系統(tǒng)代維、托管和上行服務，衛(wèi)星通信主站或系統(tǒng)管理服務，衛(wèi)星通信主站或系統(tǒng)定期巡檢，衛(wèi)星通信工程監(jiān)理服務等。

5.1.3 納入國家應急通信專業(yè)保障隊伍序列

2012年5月23日，工信部正式批復中國衛(wèi)通組建應急通信一類保障隊伍，納入國家應急通信專業(yè)保障隊伍序列。這說明國家和政府對衛(wèi)星通信更加重視；使通信資源不能作為一個商業(yè)行為或者公司行為，而是作為國家戰(zhàn)略資源的儲備。同時國家要求成立“中國衛(wèi)星通信集團有限公司衛(wèi)星應急通信局”。

5.2 國家應急通信指揮平臺

國家應急通信指揮平臺（見圖2）在建立之初有三大功能：一是由國家統(tǒng)一調(diào)配指揮，滿足國家運營通信的要求；二是滿足政府各部委使用要求，即各部委可以進入應急通信網(wǎng)傳輸專業(yè)數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)應急指揮要求的功能；三是為各企業(yè)提供服務，如三大電信運營商和中石油、中石化這些企業(yè)。

圖2 國家應急通信指揮平臺

5.3 建設并完善專業(yè)的地面運營中心

配合國家的要求，還有大量用戶的反饋，2012年中國衛(wèi)通專門成立了一個專業(yè)的地面運營公司——鑫諾公司。鑫諾衛(wèi)星通信有限公司，保留了原來電信級的運營隊伍及設備、維修能力。鑫諾公司有一個維修中心，可以做到元器件的維修，而不是模塊化的維修，其維修能力在國內(nèi)是不多見的，且維修不以贏利為目的。鑫諾的一個業(yè)務建設就是進一步完善電信港業(yè)務。配合空間段資源的建設完成整體布局，形成在多個主站建立面向市場的一體化運營體系。鑫諾具備服務多星多頻段的上行能力、具備網(wǎng)管功能的基帶設備、完善的地面和空中線路、具備小型的數(shù)據(jù)中心和優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡交換及協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，同時提供“接入服務”，重點的業(yè)務有應急、備份類服務、海外的通信服務和移動物體在固定衛(wèi)星上的通信服務。

6 結(jié)束語

本文從分析目前應急通信存在的問題入手，提出了建設應急通信系統(tǒng)的思考和應用建議，接著介紹了中國衛(wèi)通的應急服務、衛(wèi)星資源及專業(yè)公司的能力?？梢钥吹?，作為一個優(yōu)秀的應急通信運營商和集成商，必須從實際出發(fā)，進行專業(yè)、科學、合理的網(wǎng)絡設計并提供切實可行的實施方案。各部門還必需具備周密、有序、完善的應急響應機制和應急保障專業(yè)隊伍。