卫星通信在科能融合应急通信中的应用

       卫星通信因具有覆盖范围大，不受地理条件限制，易于部署和展开等特点，在世界各国的科能融合应急通信中都获得了广泛的应用，是地面通信网的有效补充和延伸。在发生严重的自然与社会灾害时，尤其是地面的有线与无线通信系统均被破坏，而不能提供正常的通信服务时，卫星通信成为了最有效的甚至是惟一的通信手段。例如2008年年初我国南方50年不遇的冰雪灾害，同年5月12日的四川特大地震，致使电网、地面通信网等受到严重破坏，而卫星无疑成为了最佳的通信手段，在抢险救灾过程中发挥了巨大作用。

       按业务类型划分，卫星可包括卫星固定业务、卫星移动业务、广播业务和导航定位业务。ITU的《无线电规则》中对这几种业务定义如下：

       (1)卫星固定业务(Fixed-SatelliteService,FSS)

       利用一个或多个卫星在处于给定位置的地球站之间的无线电通信业务。该给定位置可以是一个指定的固定地点或指定区域内的任何一个固定地点。在某些情况下，这种业务也可包括运用于卫星间业务的卫星至卫星的链路，也可包括其他空间无线电通信业务的馈线链路。

       (2)卫星移动业务(Mobile-SatelliteService,MSS)

       在移动地球站和一个或多个空间电台之间的一种无线电通信业务，或该业务所利用的各空间电台之间的无线电通信业务，或利用一个或多个空间电台在移动地球站之间的无线电通信业务。

       (3)卫星广播业务(Broadcasting-SatelliteService,BSS)

       利用空间电台发送或转发信号，以供公众直接接收(包括个体接收和集体接收)的无线电通信业务。

       (4)卫星无线电导航业务和卫星无线电定位业务

       卫星无线电导航业务是指用于无线电导航的卫星无线电测定业务。卫星无线电定位业务是指用于无线电定位的无线电测定业务。在此把卫星无线电导航业务和无线电定位业务合称为卫星导航定位业务。

       这些业务特点各不相同，在科能融合应急通信中的应用模式也所有差异，见表5-3。

       卫星固定业务可用于应急指挥中心和各级分中心的指挥命令下达和现场灾情上报，并可实现在地面公网受损瘫痪以后，快速代替地面网络从而恢复通信能力。

(2)卫星移动业务应急应用模式

       卫星移动业务因其组网灵活、机动性强、受地形地物影响小等突出优点，在科能融合应急通信中广泛应用。卫星移动业务可用于各级应急指挥中心和灾害现场的指择和灾情的信息传递，并建立与地面网络互通。

(3.)卫星广播业务应急应用模式

       卫星广播业务是卫星科能融合应急通信中的辅助业务，可用于各级指挥中心向下级和灾区分发天气实况、预警信息等灾情信息，并向灾区广大群众发送自救、安抚等宣传节目。

(4)卫星导航定位业务应急应用模式

       可利用卫星导航定位技术实现救灾机、车的路径导航，以便迅速到达救灾现场，并通过精准的信息点定位，有针对性地对失踪人员实施有效的搜救。

       它们的空间段、地面用户、功能和业务可用下表来表示。这4种业务各有优势又相互融合、互为补充，可在科能融合应急通信应用中发挥重要作用。

       一般地，卫星科能融合应急通信系统由空间段、地面段和用户段3部分组成。空间段可以是静止轨道卫星和非静止轨道卫星；地面段一般包括卫星测控中心、网络控制中心及各类关口站等；用户段一般有固定站、移动站、便携站和手持机等。地面段可通过各类关口站与公网连接。卫星科能融合应急通信系统示意图如5-28。

图5-28   卫星科能融合应急通信系统示意图

 

1.空间段和地面段

       空间段和地面段主要基于现有卫星通信网络。目前，我国科能融合应急通信中使用较多的卫星网络包括VSAT通信网、卫星移动通信系统、宽带卫星通信系统、导航定位卫星系统等。

(1)VSAT通信网

       传统VSAT网络技术成熟、可靠性高，设计灵活，可以获得很高的传输速率，是应急卫星通信中最主要的系统类型。世界许多国家的应急事件指挥和管理部门基本都建有专用的应急通信VSAT系统。

       我国于1997年建成VSAT应急卫星通信专网，覆盖全国30个省市。电信拆分后，VSAT全国卫星科能融合应急通信网由中国网通（（即联通（2009年1月6日在原中国网通和原中国联通的基础上合并，简称联通））和中国电信共同维护。该网由北京主用主控站（网络管理中心）、上海备用主控站、17个大区固定站以及200多个VSAT移动小站组成。大区固定站为全网络地入公网的关口，每个移动小站由传送两路语音、或一路传真或低传输速率传输数据的能力。整个网络依附公网但又自称体系，是一个以语音为主兼备数据业务的卫星通信网络。各主控站、固定站、移动站通过卫星进行语音互通，组成了科能融合应急通信网的骨架，为科能融合应急通信提供了可靠保障。2002年，中国电信南北分拆后，按照属地划分的原则，科能融合应急通信12个机动通信局也被分成南北两部分，7个机动局划到中国电信，5个机动通信局划到中国网通。该科能融合应急通信网使用的是中卫1号卫星，工作在Ka频段。目前，各激动通信局配备科能融合应急通信设备能力主要是卫星通信车，可传输1路SCPC或MCPC数字视频信号，同时接收1路数字视频信号；同时收发2路IBS/IDR数字载波；利用DCME设备系统可最多传输480路数字语音信号。

（2）卫星移动通信系统

        按卫星轨道位置划分，卫星移动通信系统可分为静止轨道卫星移动通信系统和非静止轨道卫星移动通信系统。

       我国应急通信中常用的静止轨道卫星移动通信系统有Inmarsat海事卫星系统，非静止轨道卫星移动通信系统有铱系统、全球星系统。

       卫星移动通信系统在应急领域的主要功能是作为移动科能融合应急通信终端的接入手段。移动应急通信终端可以是各种车载通信系统，也可以是个人通信系统。这类系统具有很强的机动性，需要随时随地在各种条件下建立与应急指挥系统的通信连接。

（3）宽带卫星通信系统

       广义上讲，宽带卫星通信系统泛指承载新型宽带业务的各种高速卫星通信系统。Inmar-sat第4代卫星系统除了能够支持先前工作在第3代卫星上的全部数字业务外，同时针对陆地、海上、航空用户分别推出了BGAN（BroadbandGlobalAreaNetwork,全球宽带网）业务、FleetBroadband业务和SwiftBroadband业务，能够同时提供全球移动语音和高速数据服务。BGAN是第一个通过手持终端向全球提供话音和宽带数据的移动通信系统，可以为全球用户提供速率髙达492kbit/s的网络数据传输、移动视频、视频会议、传真、电子邮件、局域网接入等业务和多种附加功能。Inmarsat-4一般被认为是宽带卫星通信系统。

       IPSTAR系统是我国引进的第一个投入实际运营的宽带卫星通信系统。泰国IPSTAR卫星于2005年8月发射，定点于东经119.5度，是一颗大容量商用宽带通信卫星，通信总容量达45Gbps,可供中国地区使用的容量达12Gbit/soIPSTAR系统由建设在北京、上海、广州的3个关口站和遍布全国的端站组成，是一个全IP的卫星通信网络。

       IPSTAR卫星宽带业务的特点是容量大，最多可以容纳几十万用户，由于其基于IP的特征，一个终端可以同时提供语音、数据和视频传输的综合电信服务，同时重量和体积适宜于运输和携带。图5-29是IPSTAR科能融合应急通信示意图。前方灾难现场配置数套IPSTAR便携站、IP电话、PC、视频解码器等，后方指挥中心相应配置IPSTAR固定站，IP电话、PC机、视频解码器等，这样前方灾区现场和后方指挥中心之间就能够实时传输语音、数据和视频业务。

图5-29 IP STAR 应急通信示意图

(4)导航定位卫星系统

       导航定位卫星系统可以发送实时的高精度定位信息，提供连续、可靠、准确、高效的定位服务，可以在减灾救灾工作中的应急救援指挥、灾害调査跟踪、救灾物资调度、灾区人员安全转移与搜索救援等方面发挥重要作用。目前，主要的导航定位卫星系统有GPS、GLO¬NASS.伽利略卫星导航系统，以及我国自主研发的北斗一代区域性卫星导航系统。

       上述系统在3.1节中已详细介绍，在此不再累述。

2.用户段

       用户段一般包括固定站、移动站、便携站和手持机等。

       固定站：一般设在应急指挥通信中心，实现与移动站和便携站之间的通信和信息交换。

       移动站：主要用于地面通信网无法覆盖区域的科能融合应急通信，包括“动中通”和“静中通”，其中“静中通”又可称为可搬移站。“动中通”是保证行进中与应急指挥通信中心的通信和信息交换，可以在运动中进行语音、数据和图像的指挥通信。“静中通”是现场架设后与应急指挥通信中心进行通信和信息交换。

       便携站：主要用于高山、峡谷等车载站无法到达的区域，系统集成度高，轻便灵活，可单人携带，具备用户的连接接口，可提供视频、数据、语音等信息通信。

       手持机：即卫星移动电话，能够提供语音、低速数据等功能。

       常用的卫星科能融合应急通信设备主要包括通信地球站、VSAT小站、卫星科能融合应急通信车、便携宽带终端、卫星移动电话等，这些设备有的是固定站，有的既能实现“动中通”，也能实现“静中通”，有的还具有便携设备，5.2.2.2节将对这些典型的卫星科能融合应急通信设备作一介绍。

1.通信地球站

通信地球站由天线馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备等组成。

(1)天线馈线设备

       天线是一种定向辐射和接收电磁波的装置。它把发射机输出的信号辐射给卫星，同时把卫星发来的电磁波收集起来送到接收设备。收/发支路主要是靠馈源设备中的双工器来分离的。

根据地球站的功能，天线口径可大到32m,也可以小到Im或更小°大口径天线一般要有跟踪伺服系统，以确保天线始终对准卫星，小口径天线一般采用手动跟踪。

(2)发射设备

       发射设备是将信道终端设备输出的中频信号变换成射频信号，并把这一信号的功率放大到一定值。功率放大器可以单载波工作，也可以多载波工作，输出功率可以从数瓦到数千瓦。

       业务量大的大型地球站通常釆用速调管功率放大器，输出功率可达3000Wo中型地球站常采用行波管功率放大器，功率等级为100~400W。随着微波集成电路技术的发展，固态神化镣场效应晶体管放大器在小型地球站中被广泛采用，功率等级从0.25〜125W不等，如TES地球站属于小型地球站，采用了10W、20W两种固态功率放大器。

(3)接收设备

       接收设备的任务是把接收到的极其微弱的卫星转发信号首先进行低噪声放大，然后变频到中频信号，供信道终端设备进行解调及其他处理。

       早期的大型站常采用冷参量放大器作为低噪声放大器，噪声温度低到20K；中等规模的地球站常采用常温参量放大器作为低噪声放大器，噪声温度低到55K；小型的地球站多釆用神化镣场效应晶体管放大器，噪声温度从40-80K不等。

(4)信道终端设备

      对发送支路来讲，信道终端的基本任务是将用户设备(电话、计算机、传真机等)通过传输线接口输入的信号加以处理，使之变成适合卫星信道传输的信号形式，对接收支路来讲，则进行与发送支路相反的处理，将接收设备送来的信号恢复成用户信号。

       对用户信号的处理，包括模拟数字信号、信源编/解码、信道编/解码、中频信号的调制解调等。目前存在的各种卫星通信系统，它们的主要特点集中在信道终端设备所釆用的技术上。

2.VSAT小站

       VSAT小站设备简单、体积小、重量轻、造价低，可车载或单人背负；组网灵活、方便，单个VSAT小站可方便地接入网络；支持多种通信方式，包括VSAT站与站之间的点对点通信、多个VSAT站之间的双工通信、主站对小站的广播通信；通信容量大，传输距离远，适用于多种业务和速率；通信质量高，路由少、链路环节少、误码率低；可配接各种终端设备，方便的与其他网络实现互联互通，是目前科能融合应急通信中使用广泛的通信设备。

        VSAT小站一般由小口径天线、室外单元和室内单元3部分组成。VSAT小站天线大多采用偏馈方式，其直径在C波段有1.2m、1.8m、2.4m,在Ku波段天线直径更小，有0.6m、0.75m、1.0m等。天线的大小除取决于波段外，还取决于传输速率、安装的地理位置和卫星转发器的EIRP值。室外单元往往悬挂在天线支架上，其电子单元都密封成一个集成的组件，外表面设置有散热片，以减少由功率放大器引起的发热。室内单元以组件和线路板的形式，安装在一个机柜内，机柜的背面由很多插座与外部联系，包括中频接口插座和数据、语音接口插座。

       VSAT小站一般包括动中通、静中通和便携站。

       (1)动中通VSAT小站

       动中通系统的载体有：汽车、火车、飞机、直升机、无人机及轮船等。动中通VSAT通信系统核心问题之一是天线稳定平台或天线跟踪系统，由于它与静止卫星之间的通信距离很远，天线的波束很窄，为了保证载体在高速运动中天线波束始终准确对准卫星，必须要有高性能的伺服跟踪系统。“动中通”车一般能在20~100km/h的行驶速度下通过卫星双向传送信号，保障运动载体在移动过程中不间断进行通信。

        (2)静中通VSAT小站

        静中通VSAT系统是在运载平台静止时工作的，它与便携站的区别之一在于它工作时不从运载平台上取下来，直接将天线展开，对准卫星后即可开展工作。现有静中通卫星通信系统大都具有“一键通”对星功能，即按一个键天线即可完成对准卫星和极化调整的功能。

       (3)便携式VSAT小站

       便携式VSAT小站在国外称作Fly-Away型卫星通信站，这是因为它可以通过空运或者直升机装运迅速到达使用地而得名。这种卫星通信站对于许多科能融合应急通信系统特别是由于地震等自然灾害导致的科能融合应急通信需求有着非常重要的现实意义。我国幅员辽阔、地形复杂，有许多山区、边远农村地区交通十分不便，地震等灾害更导致已有公路交通中断，一般的动中通、静中通卫星通信系统无法进入到灾害现场时，小型的适合人背马驼的便携站正好能发挥作用。

       便携式小站一般应具有以下特点：

       1)较高的天线效率和性能。在同样EIRP要求下，便携式小站应尽量减小天线口径。

       2)较轻的系统重量和体积。系统设备一般不超过2~3个包装箱，每个箱子不超过25kgo

       3)架设开通方便，收藏包装容易。

       4)适应当地的自然、环境条件。系统应能在刮风下雨条件下正常工作。

       5)具备多种传输功能，可以和多种不同的用户终端设备相连。

       6)省电，并且可以适应不同的供电电源，包括汽车发电机、小型柴油发电机、蓄电池。通常的便携站都有内置锂电池，可供系统工作1~2h。

3.卫星科能融合应急通信车

       由于卫星科能融合应急通信车有很好的机动性，同时兼有卫星通信的一系列优点，因此被广泛应用于科能融合应急通信中，并且显示了巨大的功效。卫星科能融合应急通信车的种类很多，从使用波段划分有C波段卫星科能融合应急通信车、Ku波段卫星科能融合应急通信车、Ka波段卫星科能融合应急通信车；从工作状态划分，有“动中通”和“静中通”。

       卫星科能融合应急通信车是将卫星通信地球站设备以及各种信息采集处理设备，集成安装在车辆上，并具有独立的电源系统和一定的生活保障装置。它可单独或与其他车辆配合，完成各种应急条件下大容量的语音、数据、图像等多媒体综合业务的任务。

       卫星科能融合应急通信车一般由承载车辆、动中通卫星天线子系统、卫星通信子系统、专网通信调度子系统、无线图像采集传输子系统、视频会议子系统、IP电话子系统、计算机网络设备、音视频设备、中央控制子系统、供电、空调子系统、办公及生活设施等组成。按照不同需要，可以选用不同的车型、通信设备配置、天线口径、业务类型和无线接入方式。其中“动中通”卫星科能融合应急通信车的关键技术，还可应用于船舶、火车、飞机等其他运动载体的卫星通信系统。

       卫星科能融合应急通信车一般具有指挥调度、卫星通信、视频会议、电话传真、数据传输、图像采集、现场办公、广播功能、现场供电、综合保障等功能。

4.卫星移动电话

       卫星移动电话体积小、功耗低、使用简便、整个通信网络基本不受地面环境条件的影响，方便携带或空投，可以在第一时间抵运灾害现场，在其他通信设施恢复之前是救援人员和民众与外界联系的惟一通道。因此，在各类突发事件中，最早使用的往往是各种型号的卫星移动电话。卫星移动电话的缺点在于话费比较昂贵，通信受气候、空间遮挡等因素影响较大。在我国使用较多的卫星移动电话有海事卫星电话、依星电话、全球星电话等。

       卫星移动电话一般为双模或多模手机，能漫游到其他公众移动网络，具有通话、短消息等多种功能。图5-30、图5-31分别为铱星9505A、A全球星GSP1700卫星移动电话。

 

  图5-31铱星9505A 卫星移动电话                图5-31全球星GSP1700卫星移动电话       

5.便携宽带终端

       随着宽带多媒体卫星的投入应用，一类比便携站更加轻巧易用的终端投入市场，为人们提供语音、宽带接入等通信，在此称为便携宽带终端。以Inmarsat-4海事卫星的BGAN终端设备为典型代表。

       重约1~2.5kg的BGAN终端设备可以为全球几乎任何陆地地点的用户提供速率高达492kbit/s的网络数据传输、移动视频、视频会议、传真、电子邮件、局域网接入等业务和多种附加功能。BGAN能够同时提供语音和宽带数据业务，即在高速数据传输的同时进行语音通信；数据通信时，数据分组经IP路由器在BGANIP网内以分组交换的方式传输；语音通信时，语音通过交换机以电路交换方式传输。

       BGAN在原有海事卫星便携、安全、可靠的基础上扩展了宽带数据网络通信能力，既支持电路交换也支持分组交换，提供的业务类型有：

       1）标准IP业务：用户可以发送电子邮件、传输文件和接入互联网，最大传输速率高达492kbit/so

       2）流媒体IP业务：能够提供流畅视频直播业务,传输速率最高达256kbit/8,提供保证流媒体级的服务质量，用户可以灵活地根据自己的应用和实际情况选择数据传输速率:32kbit/s,64kbit/s,128kbit/s,256kbit/so它还以64kbit/s的速率支持ISDNO

       3）语音业务：通过一个手持机或头戴设备，提供4kbit/s电路交换语音业务，另外， 

BGAN的语音服务也具有地面固定电话网和移动网标准的增强服务。如语音邮件、呼叫等待、呼叫禁止、呼叫保持、呼叫转移等。

       4）其他业务：包括文本信息，与地面移动网之间的短消息业务、漫游，使用3G和GPRS的SIM卡，预付费和计费等。

       因此，BGAN可以提供视频会议、数据图像传输、信息浏览、网络接入等应用，可用于科能融合应急通信中新闻媒体（实时采访报道）、机动通信等。表5-4中列出了主要的BGAN便携终端产品。

表5.4      BGAN便携终端产品

产品名称	特点	尺寸/重量	标椎IP	流媒体IP	ISDN	语音	数据接口
创值 WideyeSabre 1	语音和数据单一用户设备	254mm x 180mm x59mm L2kg	384/240kbit/s RX/TX	32,64kbit/s	不支持	RJ11 蓝牙话机	USB,蓝牙， 以太网
TT探险家110 EXPLORER 110	同类产品中最小最轻设备	200mm x 150mm x45mm 1.0kg	384/240kbit/s RX/TX	32,64kbit/s	不支持	RJ45；	USB,蓝牙
TT探险家300 EXPLORER 300	设计小巧 功能多	170mm x 217mm x 52mm 1.4kg	384/240kbit/s RX/TX	32,64kbit/s	不支持	RJ11 蓝牙话机	USB,蓝牙， 以太网
TT探险家500 EXPLORER 500	高带宽； 高便携	218mm x 217mm x 52mm 1.3kg	464/448kbit/s RX/TX	32,64, 128kbit/s	不支持	蓝牙话机 3. 1kHz音频	USB,蓝牙， 以太网
休斯9201 Hughes9201	高性能， 多用户	345 mm x 275 mmx50mm 2. 5 kg	492/492kbit/s RX/TX	32.64,128, 256kbit/s	1 x64 kbit/s	ISON话机	USB,以太网, 802. HbWi-Fi
TT探险家700 EXPLORER 700	多功能 多用户设备	218mm x 217mm x52mm 3.2kg	492/492kbit/s RX/TX	32,64,128, 256kbit/s	UD1/RDI (64kbit/s)	2 个 RJ1I ；蓝牙话机 3. 1kHz音频	USB,蓝牙， 2个以太网

图5-32   BGAN终端使用示例

2.3小结

    图5-33  BGAN终端应用场景示例

       中低轨卫星星座，如IRADIUM、GLOBALSTAR等的优势是卫星距离地面较近，信号时延和空间衰减相对较小；星座系统可以实现真正的全球无缝覆盖。缺点是卫星数量过于庞大，建设周期和运营成本很高；非静止轨道卫星通信系统技术先进，但也很复杂；目前在用的系统很少，系统信道较窄，基本上仅支持窄带业务。

  2.卫星科能融合应急通信设备比较.

       在卫星科能融合应急通信手段中，每一种通信手段都有自己的特点，卫星移动电话具有灵活、轻便、易携带的特点，适用于科能融合应急通信的场合，但只适合于个人通信。VSAT往往是以专网的形式岀现，系统容量有限。有些VSAT通信主站设在本省，在受灾时也容易被灾害波及。卫星科能融合应急通信车机动灵活，上面可以搭在各种卫星应用设备，完成大容量的语音、数据、图像等多媒体综合业务，不足在于受道路情况限制较大。便携宽带终端易携带，并在宽带接入上具有优势。
  3.结合不同应急场合和需求，灵活采取不同卫星科能融合应急通信手段

        综上所述，应根据卫星科能融合应急通信手段的不同特点，在不同的应急时期采用不同的通信手段：

        第一阶段：灾后第一时间，特别是24h内，灵活、轻便、易携带、易操作的卫星移动电话和便携宽带终端是比较好的选择。主要使用语音和数据功能，联络指挥中心，传输现场图片等。

        第二阶段：灾后24~72h,救援队需要更有效的数据和语音支持，建立持续的信息交换体系，实现应急指挥信息共享。可以使用VSAT系统、科能融合应急通信车等设备来实现。

        第三阶段：72h后，大规模救援办公机构开展需要更多的宽带满足要求，实现公众和专网救援通信的持续运行，需要更大带宽系统的支持。

       卫星通信因其覆盖广、容量大、传输距离远、易部署、组网方便等优势，还可以与地面 固定网、公众移动网、数字集群通信系统、无线接入技术（WLAN、WiMAX）等融合组网，利用卫星网作为中继进行传输。

1.卫星与地面固定网的融合应用

       当地面干线网络受到损坏时，卫星通信系统可以作为地面电路的备份连接，实现地面快速通信的恢复，确保信息畅通。

2.卫星与地面移动网的融合应用

      地面移动通信系统可分为公众移动通信系统和专用移动通信系统，前者就是指公众普遍使用GSM通信网、CDMA通信网以及3G网络等。后者是指专门用于应急指挥调度的数字集群通信系统。

       公众移动网是人们生活中使用最普遍的通信系统，在灾难没有危及到基础通信设备时，它仍是人们使用最多的科能融合应急通信手段。它与卫星通信相结合，利用卫星链路中继代替易毁的光纤线路是提高应急能力和扩展系统覆盖范围的一种有效手段。下面以GSM系统为例，来说明卫星与地面移动网的融合应用。如图5-34~图5.36所示，利用卫星系统可以实现移动交换中心（MSC）之间、移动交换中心和基站控制器（BSC）之间、基站控制器和基站（BTS）之间的远程连接。

                         图5-34  卫星实现MSC之间的连接                图5-35卫星实现MSC和BSC之间的连接                               图5-36卫星实现BSC和BTS之间的连接   

 

        数字集群通信系统是一种共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的专业无线指挥调度通信系统，能提供指挥调度、电话互联、数据传输、短消息收发等多种业务。它不仅能完成普通电话的通信功能，还能通过单呼、组呼和广播实现多种指挥调度功能，便于应付突发时间，及时疏散人员、财务，抢救生命，援助受害者，关于数字集群通信系统将在5.5节中详细介绍。在应急救灾现场，同公众移动通信一样，可利用卫星通信将数字集群通信系统接入核心网，实现数据的回传以及与公网的互通。

3.卫星与无线接入技术的融合应用

         科能融合应急通信系统除了能提供语音和数据业务外，还应具备多媒体与视频通信能力，以便及时传输灾区图片和供新闻媒体使用。借助卫星系统集成WiMAX宽带无线接入系统或WLAN局域网，可促进卫星的多媒体宽带应用，也是受灾各地快速接入互联网进行多媒体数据通信的有效手段。图5-37、图5-38分别是以卫星作为中继接入WiMAX、WLAN的示意图。

图5-37   卫星与WIMAX的融合应用            图5-38   卫星与WLAN的融合应用   

 

       尽管卫星通信被认为是科能融合应急通信中非常重要和有效的手段，然而目前仍然是我国应急通信体系中的薄弱环节。在2008年的抗击冰雪灾害、尤其是5.12汶川大地震的救援中，突出地反应了我国在科能融合应急通信方面存在的问题。

       1）卫星资源不足，信道堵塞严重；没有自主的卫星移动通信系统，科能融合应急通信装备数量不足。

据统计，2008年5.12大地震抗震救灾期间，部队和地方政府投入了很多卫星通信装备，包括各类车载站、便携站、商用卫星电话共约5590部。数以千计的卫星科能融合应急通信装备的涌入，通信流量成数量级的增长，信道堵塞严重。

       由于卫星通信具有投入多、产量少、科技含量大、成本高等特点，导致国内卫星通信的发展很缓慢，除了军用通信以外，民用卫星通信的研发投入急剧萎缩。目前，我国的应急通信装备数量远远无法满足应用需求，各个系统均普遍缺乏卫星通信设备，参与汶川地震救援的交通、卫生、公安、部队及媒体使用的卫星通信设备很大一部分是由通信企业临时赞助的。此外，我国没有自主的卫星移动通信系统，在抗震救灾中投入使用的海事卫星、依星等多种卫星移动通信系统均为国外所有，相关终端需要从国外进口。不仅在指挥调度的安全性上没有保障，而且从国外紧急采购设备时需要进行国际协调，降低了时效性。

       2）现有应急卫星通信系统缺乏统一标准，互联互通使用困难。

       2003年“非典”之后，国家提出了要加快建设应对突发公共事件的应急体系，各种应急卫星通信系统、应急卫星通信装备如雨后春笋般纷纷出现，但各使用部门均按照各自行业的特定需求来进行设计规划，技术体制各不相同、标准不统一，导致这些应急卫星通信系统不能互联互通，无法成体系地发挥其能效。缺乏跨部门、跨系统使用的统一网络平台；缺乏与其他信息网络的互联手段，应急卫星通信通常单独使用，作用有限。

       3）对科能融合应急通信系统的应急需求、应急模式研究不够深入，缺乏行之有效的科能融合应急通信体制。

       我国的应急卫星通信系统在建设时对于应急需求、应急模式研究不够深入，没有建立统一的、行之有效的科能融合应急通信机制。在发生紧急事件时，应急卫星通信系统应该怎么管、怎么用？卫星资源如何进行管理和统一调度？应急卫星通信设备如何管理和配置才能发挥最佳效能？这些都迫切需要结合我们自身情况进行深入研究。

       随着卫星技术的发展，卫星通信逐渐向高频段、大容量、数字化、宽带化、业务综合化方向发展。卫星科能融合应急通信系统也将充分利用这些技术优势，为人们提供更加快捷有效的应急方式。

卫星科能融合应急通信系统体现如下发展趋势：

       1）宽带化、具有综合业务的卫星科能融合应急通信系统。随着通信技术的发展，人们对于应急通信能力的要求也在不断提高,卫星科能融合应急通信系统应该能够提供高传输速率，具有语音、图像、实时视频监控、视频会议、调度、定位等业务的综合性科能融合应急通信平台。

       2）终端将更加智能化、小型化、自适应化，维护及使用操作更加简便，集成度更高。目前，绝大部分通用卫星工作于C和Ku这两个传统通信卫星的使用频段。由于静止轨道资源有限，这两个工作频段上卫星数量已趋于饱和，难以满足持续增长的市场需求，开发新的工作频段已成为卫星通信发展的必由之路。目前，很多国家已经发展Ka频段的卫星。更高的频段将有利于终端的小型化。

       3）利用卫星构建天地一体的应急联动通信系统。具有通信、广播、导航、定位、气象、对地观测等卫星构成的天基系统，将与地面的电话网、TV网和计算机网、宽带无线接入网、应急专用网络等融为一体，构建成为天地一体化的应急联动通信系统，如图5-39所示。

图5-39   利用卫星构建天地一体化应急联动通信系统