衛星通信技術在電力應急通信中的應用

（北京延慶某部隊，北京 10210）

傳統衛星通信由于受傳輸速率小、延時長和地面站建設周期長等因素制約，使它逐步退出電力通信領域。近年來，隨著衛星通信技術的蓬勃發展，其性能發生了天翻地覆的改變，可實現遠距離傳輸和網絡組建方式靈活，加之它不受到通信地點以及環境等因素限制，使其越來越被應急通信的所看重和應用。而借助于衛星應急通信手段實現對重要信息和數據的傳輸，實時得到精準情報，這對即使順利的開展工作也有著極其顯著的意義，因此建立以衛星通信為主的應急通信系統也顯得愈加重要。

一、建設衛星應急通信的迫切性與必要性

在當前情況下，電力通信企業需要迫切解決諸多棘手的問題，具體如下：

1）如何保障在突發事件或突發性災害時指揮中心與現場間的通信暢通；

2）能否及時面向公眾發布或解除預警信息；

3）是否在受災期間實時實現通信與通電；

4）能否及時組織協調各方力量恢復基礎設施建設保障通信、通電[1]。

僅依靠有限通信技術是無法滿足要求的，鑒于衛星通信不受到通信地點以及環境等因素限制，實現遠距離傳輸和網絡組建方式靈活等優點，成為應急通信的重要手段。為保障救災工作及時開展和順利執行，建設以衛星通信為主的應急通信系統已然顯得刻不容緩。

二、VSAT衛星通信傳輸技術

目前，國內衛星通信系統采用的傳輸機制有以下三類，其分別是：時分復用/時分多址接入（TDM/TDMA）、多頻時分多址（MF-TDMA）和單頻單載波/按需分配多址（SCPS/DAMA）。各傳輸技術特點如下：

1.TDM/Aloha TDMA

所謂TDM/Aloha TDMA體制，它是一個純星狀的衛星通信網絡，該通信系統中的中心站通過利用TDM載波廣播，并在遠端站接收信息和選擇要發送的信息，從而形成出境信道；而在主站入境方向上，所有的遠端站通過應用Aloha機制，并以競爭方式為途徑實現TDMA載波的發送，從而形成入境信道，為保證通信的可靠性，該信道通過碰撞觸發信息的重發來建立。在該體制下的通信由于各端站都要占據一個帶寬，即在信道內無論有無數據處理都要占用，致使信道復用效率大打折扣。而且，一般要求系統通信時延長、實時信好，顯然由于多遠端站點通過競爭、碰撞觸發重發機制的方式不適宜用于該場合[2]。加之，該類衛星系統為單一網絡系統，故存在著帶寬大、建設成本高等問題因。

2.MF-TDMA

MF-TDMA是在傳統的時分多址方式的架構上經多次改良逐漸發展起來的，其原理較為簡單，是將原來系統中一個高速TDMA載波進行分解，分解后形成不同速率的小TDMA載波，從而使網絡的所有站點能夠根據實際通信的需要，實現對這些小載波自動匹配選擇通信。在這種方式下，系統可以進行跳頻和調速處理，這是在多址方式中，支持對網絡中不同速率/頻率的載波信息接收和發射，從而使網絡系統方便靈活地處理信息。其次，單一平臺上的拓撲結構：單跳、全網狀、星型和混合型結構，這體現著MF-TDMA多載波TDMA體制的明顯優勢，其可以適用于全網狀業務的應用，同時也可以配置成星狀業務的應用等，但不能恰當好處地滿足樹狀業務的應用。另外，系統需要建立嚴格的幀同步，以滿足系統借助TDMA的成幀格式傳輸信息，為了使TDMA幀的效率得以提高，要求TDMA載波的速率不能過低，這樣的固定幀及突發包設計，會降低帶寬利用率，而純TDMA體制則比較昂貴，因此在選擇衛星網絡時應當注重價格的選擇。

3.SCPC/DAMA

SCPC/DAMA是在原有的FDMA技術基礎上得以改造，實現對每個信道按需分配進行載波的方式，實現在任意兩節點間的通信。在該系統中，專門設置有信令廣播信道實現對系統中信道的建立與釋放。遠端站點支持對DAMA按需分配實現信息的回傳，也可以借助SCPC方式通信處理任意兩節點。在這種方式下，SCPC/DAMA體制顯得TDMA有著更高得通信效率，緣于其所采用的頻分多址的處理方式，SCPC/MADA體制的系統通過DAMA按需反向回傳分配，大大地節約了衛星帶寬，同時也大大提高了空間信道資源的使用率[3]。其次，連續載波的業務信道方式，可以恢復中斷后的載波，更加便捷的對系統進行加密，且SCPC體制的中心站建網費用較低。

在上述三種傳輸技術中，以衛星通信網絡的可擴展性、業務提升能力、建設的拓撲性能等多方面綜合分析，SCPC/DAMA系統有著較強的可擴展性和良好的靈活性。因此，進行網絡建設時，首選SCPC/DAMA系統。

三、衛星應急通信網絡系統的實現

在某大型電網公司衛星應急通信建設中，其采用的是SCPC/DAMA系統，這保證了任意站點均可實現與上級節點站間的通信，并且可以依據業務不同需求，實現對衛星信道鏈接的自動建立和斷開，依據業務傳輸流量的大小及時對衛星帶寬作出調整。若要建立雙方向的衛星信道，需要各站點之間都要發射一個SCPC載波。

在電網應急通信建設方案中，對電網的調度中心建立其一個“1發60收”的中心站點，對各個廠站點建立其“1發2收”的遠程端站點，實現各廠站點間的直接通信。加入后期需要在一個遠端站和另一個遠端站之間建立直接通信關系，只需要在原有的遠端站上對系統進行升級處理即可，采用系統臨時分配的子載波進行數據通信。

四、結語

雖然當前電力通信系統多以光纖通信為主，為提高電力通信網具備面對災害和應急的能力，在電力通信中建立衛星通信系統，這對電力應急搶修來說有著十分重要的意義。隨著近年來衛星通信技術的蓬勃發展，其性能發生了飛躍的改變，可實現遠距離傳輸、網絡組建方式靈活、不受地面限制等，使應急指揮中心能夠迅速部署，實時指揮，實則是對電力通信系統的重要補充。