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　　衛(wèi)星通信是應(yīng)急通信體系中的重要組成部分。應(yīng)急通信保障任務(wù)，往往處于偏遠地區(qū)或海域，地面固定通信網(wǎng)絡(luò)、公用移動通信網(wǎng)絡(luò)均未實現(xiàn)覆蓋或現(xiàn)場通信設(shè)施已損壞，執(zhí)行任務(wù)的救援人員進入事發(fā)現(xiàn)場后，往往形成信息孤島，隊伍與指揮部間難以實現(xiàn)正常通信，救援隊伍之間語音無法互通，視頻內(nèi)容無法向外傳輸。

　　這種情況下，滿足偏遠地區(qū)和海域通信只能通過衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信地面站利用通信衛(wèi)星作為中繼，不僅可以把有線網(wǎng)的功能延伸到野外，同時可以為事發(fā)現(xiàn)場的專網(wǎng)通信提供遠程跨地域傳輸路由，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的中轉(zhuǎn)和傳輸功能，保障全時、全域和全天候通信暢通。

　　一、簡介

　　基于PDT、TETRA、LTE和Mesh融合的無線通信對于應(yīng)急和遠程作業(yè)至關(guān)重要。通常，返回指揮中心、調(diào)度中心或總部的通信鏈路由中轉(zhuǎn)臺或地面基站完成回傳。當(dāng)終端距離太遠超出視線范圍或地面鏈路不存在或已損壞時，衛(wèi)星通信可以在終端和指揮中心之間提供鏈接。衛(wèi)星通信還可以支持由于特殊情況(例如自然災(zāi)害)而臨時增加容量的需求。

　　傳統(tǒng)的專網(wǎng)(PMR)使用窄帶，主要傳送語音和短消息。然而，使用包括視頻在內(nèi)的寬帶通信正變得日趨必要。使用LTE和Mesh通信，甚至可連執(zhí)法記錄儀和無人機。通過寬帶通信還可以共享大流量數(shù)據(jù)，包括地圖、建筑示意圖等。同時衛(wèi)星通信可以支持基于IP的任何業(yè)務(wù)。

　　衛(wèi)星通信的挑戰(zhàn)在于對時延、抖動、鏈路質(zhì)量(誤碼率和可用度)、擁塞和遠程網(wǎng)絡(luò)的管理。時延是由地球表面與衛(wèi)星之間的距離而導(dǎo)致的。與光纖等地面鏈路相比，衛(wèi)星鏈路更容易出錯，并且更容易受到雨衰的影響。抖動可能由基帶傳輸格式(例如TCP/IP幀)、加密和衛(wèi)星接入方式(TDMA與SCPC)引入。合理設(shè)計的衛(wèi)星鏈路可提供足夠的容量以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證足夠的雨衰余量，從而實現(xiàn)基本無差錯通信。測試表明，衛(wèi)星鏈路時延問題不足以影響語音質(zhì)量。

　　衛(wèi)星帶寬租用費用相對高昂，需要權(quán)衡容量和成本。通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包括QoS算法，可使通過衛(wèi)星鏈路的流量最小化，進而可通過減小鏈路通道來最大程度地降低成本。部署本地指揮與控制調(diào)度系統(tǒng)有助于確保本地流量留在本地，只有必須流向總部或主要指揮中心的流量才會通過衛(wèi)星鏈路。適當(dāng)?shù)腝oS算法和合理設(shè)計的衛(wèi)星接入方式可最大程度地減少抖動。

　　衛(wèi)星通信可以作為主要鏈路為遠程無線網(wǎng)絡(luò)提供安全而穩(wěn)定的回程，在有額外容量需求或地面回程損壞時作為臨時解決方案。在應(yīng)急災(zāi)害現(xiàn)場或遠程營地/設(shè)施中，衛(wèi)星通信也可以是無線網(wǎng)絡(luò)的組成部分。衛(wèi)星通信設(shè)備非常靈活，其大小型固定站、便攜站、車載靜中通或動中通終端可作用于海事、陸地或航空等應(yīng)用場景。

　　二、基于衛(wèi)星的專網(wǎng)通信場景

　　在臨時使用陸地通信業(yè)務(wù)或者在無法使用標(biāo)準(zhǔn)地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邊遠地區(qū)，通過衛(wèi)星傳輸?shù)臒o線通信是連接的唯一選擇。圖1顯示了典型的衛(wèi)星專網(wǎng)通信組網(wǎng)。

　　圖1：組網(wǎng)示意圖

　　容災(zāi)

　　在發(fā)生地震、洪澇和森林火災(zāi)等自然災(zāi)害或突發(fā)事件時，用于容災(zāi)的公共安全服務(wù)需要可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。由于地面原有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和專網(wǎng)回傳鏈路可能損壞且無法使用，即使部分現(xiàn)場區(qū)域可實現(xiàn)內(nèi)部通信，但是與后方指控中心的通信仍舊無法建立。

　　后方指揮中心需要向災(zāi)害現(xiàn)場的前方指揮部提供現(xiàn)場指揮和調(diào)度�，F(xiàn)場指揮部負責(zé)協(xié)調(diào)現(xiàn)場人員，在現(xiàn)場部署監(jiān)控攝像頭、無人機以便了解現(xiàn)場通信的損壞程度等狀況，現(xiàn)場指揮部確定消息、語音呼叫和視頻的業(yè)務(wù)優(yōu)先級。

　　基于衛(wèi)星的專網(wǎng)通信可以通過IP業(yè)務(wù)立即為應(yīng)急響應(yīng)和急救人員提供通信服務(wù)。衛(wèi)星通信可以重新建立受損的通信鏈路，使現(xiàn)有系統(tǒng)恢復(fù)與指揮中心的連接，還可以利用額外容量部署新系統(tǒng)。

　　在發(fā)生突發(fā)情況時，衛(wèi)星鏈路是回傳指揮中心的唯一連接，因此它必須能夠與現(xiàn)場的所有的專網(wǎng)通信系統(tǒng)配合使用，包括PDT、LTE或Mesh網(wǎng)絡(luò)。災(zāi)難現(xiàn)場的通信對于快速做出協(xié)調(diào)一致的響應(yīng)至關(guān)重要，而且衛(wèi)星通信有助于在在地面基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)期間持續(xù)保障通信，提高救援效率。

　　遠程作業(yè)

　　許多采礦、建筑、石油鉆探或勘探營地都在沒有地面通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的非常偏遠的地區(qū)。衛(wèi)星通信是與總部通信連接的唯一途徑。營地內(nèi)部以及在營地外工作的人員通常使用窄帶對講機以及其他寬帶系統(tǒng)用于通信。人員安全是首要問題。將對講機同時連接到營地及總部可大大提高安全性。衛(wèi)星回程還為日常運營提供通信。

　　三、專用通信系統(tǒng)

　　數(shù)字集群通信(PDT)

　　PDT是專用移動通信(PMR)的窄帶標(biāo)準(zhǔn)，可通過PPT按鍵快速建立通信連接，主要傳遞語音和短消息。PDT常規(guī)和PDT集群都是需要許可的數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)，使用2時隙時分多址(TDMA)，兩個時隙均占用12.5 kHz的帶寬。PDT常規(guī)使用獲得許可的常規(guī)對講機和中轉(zhuǎn)臺，可以在廣泛的區(qū)域內(nèi)快速互連分散的站點。與PDT常規(guī)相比，PDT集群增加了集群功能，可以向用戶組動態(tài)分配頻率，而且使用基站，因此效率更高，用戶容量更大。

　　在關(guān)鍵任務(wù)通信中，語音仍然是最主要的需求。在完成任務(wù)時，必須立即傳輸災(zāi)難受害者的高質(zhì)量語音呼叫，作為從總部發(fā)出的第一優(yōu)先級指令，或者位于野外的與下級之間的語音和短消息。所有這些都可通過PDT系統(tǒng)實現(xiàn)。

　　PDT的優(yōu)點是一呼即通，可將撥號和呼叫發(fā)起的時間降至最低。與專用LTE系統(tǒng)(P-LTE)相比，PDT基站的覆蓋范圍更大。

　　專用LTE(P-LTE)

　　PDT的缺點是它只能處理相對少量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。P-LTE對于視頻流這樣的數(shù)據(jù)媒體服務(wù)既方便又高效，在需要更高的數(shù)據(jù)速率時可作為一種解決方案。通過衛(wèi)星承載的P-LTE傳輸數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)包括時延和有限的衛(wèi)星帶寬。在語音通信方面，借助LTE網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)(VoLTE)功能，語音呼叫可以作為數(shù)據(jù)流的一部分進行傳輸。然而，與通過PDT系統(tǒng)進行語音通信相比，通過寬帶P-LTE系統(tǒng)進行語音呼叫的成本較高，可作為語音通信的第二選擇。

　　Mesh

　　Mesh是一種4G寬帶解決方案，具有智能數(shù)據(jù)路由功能，可以連接到衛(wèi)星、光纖、P-LTE和Wi-Fi。Mesh既可以作為自己獨立的網(wǎng)絡(luò)運行，也可以直接連接到衛(wèi)星鏈路或有線骨干網(wǎng)。當(dāng)無法部署光纖時，Mesh可以用作固定或移動基站的回傳鏈路，也可以連接到P-LTE網(wǎng)絡(luò)以擴大覆蓋范圍，即使在深山等更地形復(fù)雜的偏遠地區(qū)也適用。

　　Mesh由便攜式無線節(jié)點組成。這些節(jié)點可以安裝在墻壁和立桿上作為固定節(jié)點，也可以安裝在車輛和無人機上作為移動節(jié)點。自組網(wǎng)節(jié)點直接進行無線組網(wǎng)以形成星形、鏈形、網(wǎng)狀或混合拓撲。節(jié)點之間的鏈路自動匹配建立。語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸在Mesh節(jié)點之間傳輸，與終端無線設(shè)備進行通信。

　　四、基于衛(wèi)星的專用通信所面臨的挑戰(zhàn)

　　基于衛(wèi)星的PMR面臨的挑戰(zhàn)包括時延、抖動、有限的帶寬和較差的鏈路質(zhì)量。為確保將衛(wèi)星流量、時延和抖動降至最低，需要精確進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包括流量走向、流量估計和服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

　　時延

　　地球同步衛(wèi)星在赤道上方約36,000公里處的軌道運行，衛(wèi)星與地面的位置相對保持不變。地面站與衛(wèi)星之間射頻信號的傳輸時延約為125毫秒，因此從發(fā)射地面站到接收地面站之間的傳輸時延約為250毫秒。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通常分為三類：

　　a)點對點網(wǎng)絡(luò)

　　b)星狀網(wǎng)絡(luò)

　　c)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

　　發(fā)射地面站和目標(biāo)地面站之間的往返時延取決于網(wǎng)絡(luò)拓撲。

　　點對點網(wǎng)絡(luò)最為簡單，包括單個發(fā)射地面站和單個接收地面站。通常，這種配置使用單路單載波(SCPC)，可以最有效地利用衛(wèi)星帶寬，并且時延和抖動最小。

　　星狀網(wǎng)絡(luò)是部署最廣泛的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓撲，所有流量都通過衛(wèi)星承載的中心地面站進行路由。中心地面站通常位于總部，或者與總部直接相連。中心地面站負責(zé)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)以及IP網(wǎng)絡(luò)的管理監(jiān)控。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)允許復(fù)合接入，多個用戶共享一個帶寬池。可適用于多種接入技術(shù)，包括TDMA接入方式、動態(tài)分配SCPC鏈路以及多種方式的組合。復(fù)合接入技術(shù)在節(jié)約帶寬成本的同時，通常也會引入額外的時延和抖動。

　　像上文提到的點對點網(wǎng)絡(luò)一樣，從遠端站到中心站的流量涉及一個衛(wèi)星單跳鏈路(遠端站-衛(wèi)星-中心站)。如果流量發(fā)往中心地面站，則不需要跳往其他鏈路。但是，如果流量是去往另一個遠端站的，則必須將流量重新傳輸?shù)叫l(wèi)星，然后再傳輸回第二個遠端站。這涉及兩跳衛(wèi)星鏈路，其標(biāo)稱傳輸時延為500毫秒。表1總結(jié)了星狀和網(wǎng)狀拓撲的各種通信路由的總時延。終端無線節(jié)點之間的總時延是傳輸時延加上路由器/交換機、調(diào)制解調(diào)器以及連接到每個遠端站和中心站的其他相關(guān)設(shè)備的系統(tǒng)處理時延。

　　在網(wǎng)狀拓撲中，遠端站間通信可通過衛(wèi)星直接實現(xiàn)，而不用經(jīng)過關(guān)口站中轉(zhuǎn)。這種拓撲需要更多具有大天線的遠端站提供強大的衛(wèi)星鏈路，以實現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)吞吐量。從遠端站1到遠端站2的流量通過一跳衛(wèi)星鏈路，典型的傳輸時延約為250毫秒。從遠端站2到遠端站1的返回流量也將通過一跳衛(wèi)星鏈路。因此，在網(wǎng)狀拓撲中兩個遠端站之間的往返流量將通過兩跳衛(wèi)星鏈路，典型的傳輸時延約為500毫秒。同樣，考慮到連接到地面站的路由器、交換機、中繼器的處理延遲，實際時延會更高。

　　抖動

　　共享帶寬的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通常抖動更大，而專線鏈路通常抖動最小。將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)封裝進IP數(shù)據(jù)包也會產(chǎn)生抖動。通過執(zhí)行QoS算法的路由器處理數(shù)據(jù)包會使之惡化。抖動會影響語音和視頻的質(zhì)量。共享帶寬網(wǎng)絡(luò)上較大的抖動是由于用戶的帶寬分配不均勻。最小化抖動的技術(shù)包括使用更細的帶寬分配顆粒度，使總帶寬的分配更均勻。

　　有限的帶寬

　　租用衛(wèi)星帶寬很昂貴，且有時會面臨供應(yīng)不足的問題。在任何情況下，衛(wèi)星帶寬通常都比地面網(wǎng)絡(luò)的帶寬小得多。帶寬可以由許多用戶共享或?qū)Ｓ糜谝粋�用戶。共享帶寬使用多種接入共享機制，如時分多址(TDMA)，并且在帶寬池內(nèi)支持各種遠端站。專用帶寬意味著每個地面站都有一個專門的載波，單路單載波(SCPC)。共享帶寬方案最適合有多個遠端站而終端流量不同的場景，統(tǒng)計復(fù)用可以降低總帶寬需求。專用帶寬最適合只有幾個遠端站或用戶流量一致的場景。就整體吞吐效率而言，SCPC鏈路最高效，而且時延和抖動最低。

　　設(shè)計和部署具有成本效益的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)非常重要，需要考慮設(shè)備類型、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓撲、要傳輸?shù)牧髁款愋�、遠程設(shè)備的數(shù)量和將來可擴展性。流量估值基于預(yù)期的并發(fā)用戶數(shù)量、采用的不同技術(shù)(PDT、P-LTE、Mesh)和應(yīng)用(實時語音、視頻流、音頻、電子郵件、文件傳輸、視頻會議、廣播)。一旦確定了流量估值，就可以使用鏈路預(yù)算分析來確定帶寬需求。各因素包括收發(fā)天線的大小、衛(wèi)星收發(fā)性能、地面站位置、BER性能要求和可用性�？赡軣o法滿足所有要求，因而需要做出權(quán)衡。下表提供了各種應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)速率的估值。

　　每個地面站的流量需求是根據(jù)所需的每種應(yīng)用的數(shù)量估算的。大型地面站收發(fā)數(shù)據(jù)的能力更高，通常為流量需求更大的區(qū)域(例如本地指揮中心)服務(wù)。估算好地面站的流量需求后，就可以執(zhí)行鏈路預(yù)算分析來確定所需的衛(wèi)星帶寬。

　　如果實際流量需求大于分配給網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星帶寬的容量，則可能會導(dǎo)致時延增加、抖動甚至數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)該考慮不同的網(wǎng)絡(luò)部署以優(yōu)化帶寬的使用。例如，可以考慮將EMS、GIS服務(wù)器部署于遠程站點而不是總部，這樣可以減少必須通過衛(wèi)星的流量。可以使用網(wǎng)絡(luò)QoS對流量進行優(yōu)先級排序，確保優(yōu)先流量始終得到傳輸。

　　鏈路質(zhì)量

　　與大多數(shù)地面回程鏈路相比，衛(wèi)星鏈路環(huán)境相對不穩(wěn)定。距離太遠意味著巨大的傳輸損耗。雨衰、大氣閃爍和環(huán)境噪聲意味著衛(wèi)星鏈路的誤碼率(BER)低于地面鏈路。但是通過合理的設(shè)計可以克服這一點，包括遠端站設(shè)備的選型、上行鏈路功率控制(UPC)、自適應(yīng)調(diào)制編碼(ACM)、調(diào)制、前向糾錯(FEC)編碼以及使用設(shè)計余量。盡管存在這些挑戰(zhàn)，準(zhǔn)無誤碼(QEF)鏈路仍然能夠建立。

　　如何應(yīng)對挑戰(zhàn)

　　服務(wù)質(zhì)量(QoS)

　　QoS對于確保不同流量類型和應(yīng)用的無縫融合至關(guān)重要。QoS算法可以由衛(wèi)星通信調(diào)制解調(diào)器或連接到調(diào)制解調(diào)器的IP路由器執(zhí)行�？梢詫⒉煌�的QoS優(yōu)先級應(yīng)用于各種流量類型、甚至應(yīng)用在遠程應(yīng)用終端上，從而確保優(yōu)先處理優(yōu)先級最高的流量。優(yōu)先級可以定義，但通常語音和實時應(yīng)用的優(yōu)先級最高。

　　服務(wù)等級協(xié)議(SLA)

　　在專線鏈路場景，所有衛(wèi)星帶寬均可供遠程用戶使用，并且QoS用于確定優(yōu)先級。在共享帶寬場景，可能有很多遠程用戶。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計對于每個遠程用戶都有關(guān)于承諾信息速率(CIR)和最大信息速率(MIR)的默認(rèn)SLA。CIR和MIR可以調(diào)整，以確保需要帶寬的遠端站可以使用更多帶寬。

　　TCP加速

　　TCP/IP流量并不能很好地處理時延。如果沒有優(yōu)化技術(shù)，在衛(wèi)星回程上，TCP/IP將被限制為大約1000 kbps。TCP加速是用于提高衛(wèi)星通信效率和服務(wù)質(zhì)量的各種機制的總稱，例如選擇性否定確認(rèn)(SNACK)、TCP窗口擴展和流量控制。SNACK可以識別特定的丟失或損壞的數(shù)據(jù)包，然后僅重新發(fā)送這些數(shù)據(jù)包，從而快速恢復(fù)傳輸并更好地利用衛(wèi)星帶寬。TCP加速支持窗口擴展，窗口尺寸遠遠超過標(biāo)準(zhǔn)TCP窗口64字節(jié)的限制。TCP擁塞避免和控制機制使用公平共享和合理緩沖區(qū)間大小的動態(tài)調(diào)整管理避免不必要的數(shù)據(jù)包重傳。

　　帶寬壓縮

　　可以使用流量壓縮設(shè)備來壓縮TCP/IP報包頭和載荷。這些技術(shù)是無損的，因此不會丟失任何數(shù)據(jù)。帶寬壓縮可以大大減少流量需求。

　　五、使用衛(wèi)星鏈路進行專網(wǎng)通信測試

　　經(jīng)過實測證明衛(wèi)星鏈路相關(guān)的典型時延和抖動不會造成呼叫建立、操作和音頻質(zhì)量方面的問題。用于測試有時延的語音質(zhì)量的測試平臺包括以下設(shè)定和條件：

　　1)星狀拓撲

　　2)基于TDMA方式

　　3)對講機終端位于遠端站

　　4)通過比較錄音確定音頻質(zhì)量

　　測試1：從遠端集群對講機到另一遠端集群對講機

　　圖2顯示了此測試的設(shè)備配置和流量走向，測試在一個基站上的警用數(shù)字集群(PDT)終端與另一個基站上的PDT終端之間進行。為了方便，兩個PDT終端位于同一個衛(wèi)星遠端站上，但是流量走向和時延卻相同，模擬這兩臺終端分別位于各自的衛(wèi)星遠端站上。流量從終端1通過衛(wèi)星傳送到衛(wèi)星關(guān)口站上的移動交換中心(MSO)，然后通過衛(wèi)星傳回PDT終端2。流量經(jīng)過四跳衛(wèi)星鏈路。測試表明，收發(fā)終端上的音頻沒有明顯區(qū)別。表3匯總了測試和結(jié)果。所有時延都是近似值，包括了呼叫建立以及通過調(diào)制解調(diào)器、路由器和其他設(shè)備的延遲。

　　圖2：測試1：從遠端集群終端到另一遠端集群終端

　　測試2：遠程集群終端到本地集群終端

　　圖3顯示了測試的設(shè)備配置和數(shù)據(jù)走向，測試在一個基站的警用數(shù)字集群(PDT)終端與和MSO同側(cè)的另一個PDT基站終端之間進行。流量從終端1通過衛(wèi)星傳送到總部和衛(wèi)星關(guān)口站上的移動交換中心(MSO)，然后傳回到與MSO同側(cè)的終端2。流量經(jīng)過兩跳衛(wèi)星鏈路。測試再次表明，收發(fā)終端上的音頻沒有明顯區(qū)別。下表匯總了測試和結(jié)果。所有時延都是近似值，包括了呼叫建立以及通過調(diào)制解調(diào)器、路由器和其他設(shè)備的延遲。

　　圖3：測試2：從遠端集群終端到本地集群終端

　　測試3：從遠程常規(guī)終端到另一遠程常規(guī)終端

　　使用常規(guī)非集群終端進行了如圖2所示設(shè)置的測試。每個基站都由一個中轉(zhuǎn)臺代替，將PDT空口轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包。流量從終端1傳送到衛(wèi)星中心站，然后通過衛(wèi)星返回到終端2。流量簡單地從中心站回到終端2。從終端1到終端2的時延約為700ms，包括了呼叫建立以及通過調(diào)制解調(diào)器、路由器和其他設(shè)備的延遲。音頻質(zhì)量沒有明顯下降。

　　六、衛(wèi)星承載的專網(wǎng)組件

　　典型的衛(wèi)星專網(wǎng)設(shè)置包括總部和衛(wèi)星關(guān)口站，涵蓋天線系統(tǒng)、射頻發(fā)射系統(tǒng)、射頻接收系統(tǒng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中心。指控系統(tǒng)為遠程系統(tǒng)所需，與衛(wèi)星通信系統(tǒng)共址并通過LAN/WAN連接，它包括：

　　a)防火墻

　　b)路由器/交換機

　　c)指控中心平臺(調(diào)度、CCTV、EMS、GIS)

　　d)服務(wù)器

　　e)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)

　　f)移動交換中心

　　g)無線基站

　　h)WAN網(wǎng)關(guān)

　　i)PSTN網(wǎng)關(guān)

　　在偏遠地區(qū)，由天線系統(tǒng)、射頻發(fā)送系統(tǒng)、射頻接收系統(tǒng)和調(diào)制解調(diào)器組成簡化的衛(wèi)星通信系統(tǒng)通過LAN連接到不同的專網(wǎng)系統(tǒng)，例如PDT、P-LTE、Mesh和Wi-Fi。圖4顯示了典型設(shè)置。

　　圖4：衛(wèi)星承載的專網(wǎng)系統(tǒng)組件

　　七、衛(wèi)星終端選型

　　衛(wèi)星遠端站通常是甚小孔徑終端(VSAT)，天線尺寸在45cm至3.8m之間，工作頻段為C、X、Ku或Ka頻段。這些終端可以與星狀網(wǎng)中配置有大口徑天線的衛(wèi)星關(guān)口站通信，也可以與網(wǎng)狀網(wǎng)中的其他遠端站通信。根據(jù)帶寬、網(wǎng)絡(luò)拓撲和環(huán)境要求，不同類型和尺寸的VSAT天線可用于不同應(yīng)用。遠程VSAT終端的主要類型包括固定或便攜的終端、車載靜中通、動中通終端和海事終端。

　　圖5：使用不同類型VSAT的代表性衛(wèi)星通信解決方案

　　固定式終端

　　固定式終端天線直徑通常在1.2至3.8米之間，而且顧名思義，用于固定非移動的場景。不位于衛(wèi)星關(guān)口站的區(qū)域總部通常使用較大的固定式終端，因為其性能優(yōu)于便攜式終端。相對于多數(shù)便攜終端，固定式終端更便宜，并且通常是手動對星的。大型天線擁有更高的收發(fā)吞吐量，非常適合支持本地指揮控制中心業(yè)務(wù)(包括CCTV、EMS和GIS)。操作員可以收集和分析從其他站點接收到的音頻、視頻和數(shù)據(jù)，并協(xié)調(diào)向現(xiàn)場急救人員和士兵發(fā)出指令和調(diào)度。

　　便攜式終端

　　便攜式衛(wèi)星通信終端是一種便攜易于部署的終端，其典型的天線直徑為0.6至2.4米。它可以手動對星或具有自動對星能力。便攜式終端輕巧、易于攜帶、組裝迅速，在容災(zāi)場景是很好的選擇。急救人員可以快速部署便攜式終端，與指控中心建立通信連接。便攜式終端還可以直接連接到前方指揮部，以便使用Mesh寬帶連接或PDT終端對現(xiàn)場人員進行本地調(diào)度。

　　車載(靜中通)

　　靜中通天線系統(tǒng)安裝在車輛上，在運輸過程中處于收起狀態(tài)，一旦車輛到達目的地，天線就會自動部署。靜中通終端的天線通常為1.0至1.8米。靜中通終端非常適合于移動指揮，將衛(wèi)星通信天線安裝在車輛頂部，而基帶設(shè)備、專網(wǎng)設(shè)備以及其他組網(wǎng)設(shè)備安裝于車輛內(nèi)部。

　　動中通

　　與所述的其他遠端站相比，車載動中通終端天線更小，吞吐能力較低。天線的直徑通常為0.45至0.9米。動中通終端會自動捕獲和跟蹤衛(wèi)星，并且在車輛行駛過程中能保持正常的語音、數(shù)據(jù)和視頻通信。

　　海事終端

　　海事終端設(shè)計用于海上各種船只。天線的直徑通常為0.6至1.5米。與上文所述的動中通終端一樣，海事終端會在船只航行期間自動捕獲和跟蹤衛(wèi)星并保持通信。

　　八、結(jié)論

　　PDT、TETRA、LTE和Mesh等專用無線通信的組合使用，對于應(yīng)急救援、消防及遠程作業(yè)至關(guān)重要。通常，與指揮中心、調(diào)度中心或總部的返程通信是通過中轉(zhuǎn)臺或地面基站等傳輸鏈路完成。當(dāng)終端距離太遠超出視距范圍或地面基礎(chǔ)設(shè)施不存在或已損壞時，衛(wèi)星通信可以在終端和指揮中心之間提供連接。衛(wèi)星通信還可以支持由于特殊事件或自然災(zāi)害而臨時增加帶寬的需求。

　　使用LTE和Mesh進行通信，是對傳統(tǒng)的窄帶數(shù)字通信的有力補充，可連執(zhí)法記錄儀和無人機。寬帶通信還可以共享大量數(shù)據(jù)，包括地圖、建筑示意圖等。

　　衛(wèi)星通信的挑戰(zhàn)在于對時延、抖動、帶寬不足、鏈路質(zhì)量(BER和可用性)、擁塞和遠程網(wǎng)絡(luò)的管理。這些挑戰(zhàn)可以通過合理規(guī)劃QoS、SLA、TCP加速和帶寬壓縮來應(yīng)對。盡管由于地球與衛(wèi)星之間的傳輸時延總是客觀存在的，測試表明語音通信是可用并且是高質(zhì)量的。

　　衛(wèi)星通信可以作為主要鏈路為遠程無線網(wǎng)絡(luò)提供安全而強大的回程，在有額外容量需求或地面回程損壞時作為臨時解決方案。在應(yīng)急場景或遠程作業(yè)中，衛(wèi)星通信也可以是無線網(wǎng)絡(luò)的組成部分。衛(wèi)星通信設(shè)備非常靈活，大小多種尺寸的固定式、便攜式、船載、車載動中通、車載靜中通等終端可作用于海事、陸地及航空等應(yīng)用領(lǐng)域。

　　九、關(guān)于Hytera&Norsat

　　海能達通信股份有限公司(股票代碼：002583.SZ)是中國專用通信領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)和全球?qū)Ｓ猛ㄐ蓬I(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先企業(yè),貫徹“不懈努力，為用戶創(chuàng)造價值，讓世界更高效、更安全”的企業(yè)使命，致力于成為全球值得信賴的專用通信及解決方案提供商。

　　海能達全資子公司Norsat，于2017年7月被海能達通信股份有限公司收購，Norsat成立于1977年，總部位于加拿大，是一家領(lǐng)先的國際化創(chuàng)新衛(wèi)星通信解決方案提供商，Norsat一直名列加拿大頂尖技術(shù)公司100強企業(yè)，并已經(jīng)在便攜式衛(wèi)星終端和微波通信技術(shù)方面取得了40年的領(lǐng)先地位，能夠為偏遠地區(qū)和具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用環(huán)境提供數(shù)據(jù)，音頻和視頻傳輸衛(wèi)星通信解決方案。

　　海能達&Norsat聚焦公共安全、政務(wù)應(yīng)急、大交通、能源、工商業(yè)等行業(yè)，專注于挖掘并深耕客戶需求，持續(xù)創(chuàng)新，不斷提升研發(fā)效率和經(jīng)營效率，夯實全球化的營銷網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供豐富完善的產(chǎn)品解決方案及服務(wù)。