基于thuraya通信網絡的單兵視頻系統建設研究

姜琪

摘要：衛星通信是建立在航天器與地球之間的無線電通信，不受任何條件和環境限制，在各行各業均得到了廣泛應用。該文從重大災情的救災工作經驗分析，提出建設基于thuraya通信網絡的單兵視頻系統的設計方案，為特大地震發生后，保障災害信息及救助信息的暢通提供了科學的思路，在一定程度上可以緩解震后電力、電信等基礎設施建設被損毀的“信息孤島”問題，對災區開展救援工作起著促進作用。

關鍵詞：thuraya通信網絡，視頻系統

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0028-02

1 背景

汶川特大地震發生后，汶川、北川等多個縣級重災區基本被地震及隨之而來的次生災害夷為平地，通信也全面中斷，不少地區成為與世隔絕的“信息孤島”，即使通過搶修，能夠恢復部分通訊，也因為受到通訊服務高峰的情況影響，極易出現通訊堵塞。這一系列情況的后果就是外界救援隊不僅進不去災區，且無法掌握受災的具體情況，給救援工作帶來了極大的困難，嚴重制約了震后救援工作的效率。“時間就是生命”，特大地震發生后，通信是抗震中的重中之重，無論采取什么應急救援措施，信息的獲取，決策指揮、相互之間協調和溝通都要依賴通信作保障。

當前的震后應急通訊方式主要有海事衛星電話、3G/4G單兵音視頻同傳系統、衛星通訊車等，但都存在或多或少的制約，如海事衛星電話雖然信號穩定，話音清晰穩定.但是如果衛星方向被遮擋、沒有指向衛星方向，使用方法不當就會信號不穩定;3G/4G單兵音視頻同傳系統在特大地震移動基站損毀后基本喪失其功能性;衛星通訊車固然應用場景較多，但如果災后道路收到毀壞或交通擁堵，基本上連災區都進不了。基于上述情形，該文提出通過建設基于thuraya通信網絡的單兵視頻系統來確保特大地震后災區通訊不中斷，災情信息快速為外界所知，較好的支持了震后救援工作的開展。

2 全球三大衛星服務供應商對比

目前全球較為有影響力的衛星服務供應商主要有依星、海事衛星、thuraya三家。銥星移動通信系統是美國銥星公司委托摩托羅拉公司設計的一種全球性衛星移動通信系統，屬于低軌道衛星通信系統，由分布在高度 765km 的 6 個軌道中共 66 顆衛星組成。實現了5個“任何”（5W），即任何人（Whoever）在任何地點（Wherever）、任何時間（Whenever）與任何人（Whomever）采取任何方式（Whatever）進行通信，是真正意義全球覆蓋的衛星通信系統，也是全球公認的性能最好的衛星通信系統，但是其缺點也很明顯，就是資費偏高;海事衛星 通信系統前身是國際海事組織（IMO）考慮利用衛星為船舶提供可靠的海上遇險安全和商務通信，主要用于海事作業的衛星通信系統。其缺點就是中國大陸通信質量較差;Thuraya（舒拉亞）是由阿聯酋舒拉亞衛星公司運營的全球性商業衛星通信系統。該衛星系統由3顆距離地球 36000km的高軌衛星組成。目前覆蓋除南北極、南北美外約160個國家和地區約三分之二的地球。信號好、搜星快，輕巧耐用，資費低廉、靈活，是目前中國境內使用性價比最高的衛星通訊選擇。結合震后地震應急救援工作的實際，該文主要選取Thuraya系統展開研究。

3 建設目標

以衛星設備為中心，建立臨時網絡系統，在無常規通訊設備情況下，通過衛星設備建立互聯網系統，搭建臨時指揮平臺。

1）第一時間、第一現場，突破地面通信條件的限制，以最便捷的方式將災情現場實況送回中心，并面對面視頻通信交流。

2）減少一線工作人員在災區停留時間，最大限度了解現場時時情況及災害發展情況，為現場指揮人員提供最及時的圖像、音頻資料。

3）發生地交通不便，通訊不暢、辦公條件缺乏等情況下，通過應急指揮系統建立臨時指揮部仍能夠正常展開工作。

4）通過應急指揮系統前后方圖像能夠同步傳輸，并能進行視頻通話，為領導的決策提供依據，迅速處理事故，有效地防止事故的擴散。

5）指揮中心、現場工作人員可以通過應急指揮系統召開電視電話會議，有效溝通現場信息、匯總現場情況，進行有效準確的決策。

4 建設方案

整個基于thuraya通信網絡的單兵視頻系統由發送端、中心接收服務器、客戶端（接收端）三部分構成。

發送端（移動端）配備衛星上網終端、攝像機、數據發送端。其中衛星上網終端用于提供高速、穩定的衛星網絡通道，將音視頻數據回傳上星;攝像機用于現場視頻的拍攝采集;數據發送端主要采用基于衛星業務而設計的衛星視頻服務器，用于音視頻圖像數據的編碼處理，支持多種回傳網絡形式，包括衛星、3G/4G、Wi-Fi、以太網等，支持UDP、TCP傳輸協議，支持單徑、多徑并行等傳輸模式;

中心接收服務器應采用市面主流高配置圖像處理專用服務器硬件， 安裝中心端控制軟件，網絡方面采用專線固定IP（預留10兆以上視頻專線）;

客戶端（接收端）直接安裝手提電腦上，用于收看接收到的音視頻內容。

完整的基于thuraya通信網絡的單兵視頻系統結構圖如圖1所示：

特大地震發生后，地面通信線路全部中斷，抗震救災指揮部立即啟動應急方案，相關人員迅速響應，成立為本省的通信協調指揮部，聯絡各地市、通報現場情況;應急通信車載救援分隊前往災情現場，確認災源現場情況，對災區造成的網絡中斷進行通報并進行相應的指揮搶險工作。單兵進入災區現場建立起視頻回傳系統，利用便攜型單兵視頻設備，結合高質量解碼軟件進行遠程圖像回傳，為指揮中心提供現場圖像和音頻。本研究發送端與接收端均采用Thuraya衛星網絡通道，在地面所有通訊網絡都不能工作的情況下，發送端（移動端）通過衛星網絡發送現場的視頻流，接收端（接收端）也通過衛星網絡接收現場發過來的視頻，并通過視頻全面掌握現場的情況以便實時的給現場的工作人員下達實時的命令指示。

5 結束語

通常在發生重大自然災害時，比如特大地震發生后，地面基礎設施首當其沖全軍覆沒，如電力系統、通信系統、交通系統等，受災地區通信基本全面癱瘓，外界無法及時了解受災地區的情況，抗震救災指揮部不能有效的組織救援工作，耽誤最佳救援時間，嚴重制約了震后救援工作的開展。目前國際上在應急救災工作中，因衛星通信覆蓋范圍廣、受地面災害影響小，因此衛星通信在應急通信中扮演著重要的角色，其應用也日漸成熟，在實現物資調度、緊急指揮等方面，均發揮了重要的作用，為災區開展有針對性的救災活動創造有利條件。

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【通聯編輯：謝媛媛】