运营商卫星应急通信系统运行与维护

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2023.05
0 引言
在应急通信领域中，无线通信方式以跨地域但是无须物理布线的特点受到广泛应用。

在无线通信方式中，卫星应急通信又以覆盖范围广、满足恶劣条件下使用的特点受到各类应急通信保障部门的广泛应用。

卫星通信系统作为空间信息网络的重大基础设施，以其覆盖范围广、通信质量好、运行维护费用低等特点在保障国计民生等领域发挥着不可替代的作用。

随着卫星通信系统的快速发展，应急通信保障行业对由卫星通信系统所提供业务的多样性及业务质量提出了更高的要求。

基于此，卫星通信系统在网络架构、关键技术等方面不断演进，进而提升系统容量、降低内容获取延迟、提供无缝一体化服务等性能，以满足不断增长的系统需求[1]。

卫星通信系统作为一种典型的资源受限系统，卫星通信系统可用的频谱、功率、存储等资源都极为稀缺与珍贵。

在投入建设高性能终端、建立灵活高效的资源管理办法等提升卫星通信系统能力方面对应用企
业提出了较高的要求。

基于卫星通信的重大应用意义，运营商结合运营商自身的网络运营优势，加大卫星+运营商业务的研发与投入，取得了很好的应用效果。

在卫星通信终端上，紧跟前沿卫星通信技术，运营商通过联合芯片模块厂商、天线厂商和终端产业链的合作伙伴，共同开发卫星通信终端，引入卫星电话、卫星便携站等设备作为数据传输设备，结合运营商的2G 、4G 、5G 设备，实现卫星+基站的业务保障能力[2]。

投入强大的卫星应急通信保障系统后，运营商同时加大保障人员的技术能力和应急通信保障制度的建设，达到了常规时候战备提升、有任务时可以提供7×24小时通信保障的效果。

1 运营商卫星应急通信的装备与能力介绍
1.1 卫星电话
卫星电话指利用卫星通信方式实现移动通信的中继通话器，其主要功能是填补常规通信终端无法覆盖
运营商卫星应急通信系统运行与维护
陈 珊，兰世战
（中国移动通信集团广西有限公司，广西 南宁 530000）
摘要：
卫星通信可以在光纤或者物理线路无法到达的特殊环境提供稳定的传输通道，在大型自然灾害或者公共事故等场景中受到了广泛应用。

运营商承担着国家应急通信保障的重要使命，因此在卫星应急通信系统与设备上投入了巨大的财力人力。

文章通过介绍运营商的卫星应急通信系统与设备的相关建设、运行、维护、使用情况，总结相关应急通信设备的使用经验，为运营商应急通信保障提供借鉴。

关键词：
卫星通信；应急通信装备；维护运行doi：
10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.05.061中图分类号：
TN 927 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2023）05-0191-03Operator Satellite Emergency Communication System Operation and Maintenance
CHEN Shan, LAN Shizhan
(China Mobile Communications Corporation Guangxi Co., Ltd., Nanning 530000, China)
Abstract: Satellite communication can provide stable transmission channels in special environments where optical fibers or physical lines cannot reach, and it is widely used in large-scale natural disasters or public accidents. Operators undertake the important mission of national emergency communication, so they have invested huge financial resources and manpower in the satellite emergency communication system and equipment. This paper introduces the relevant construction, operation, maintenance and use of operators' satellite emergency communication system and equipment, summarizes the experience of using relevant emergency communication equipment, and provides experience reference for operators' emergency communication guarantee.
Key words: satellite communication; emergency communication equipment; maintenance operation
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的区域。

在发生大型紧急事故的情况下，卫星电话往往作为受灾现场的首选通信手段，具有十分重要的应用意义，运营商在卫星电话的应用上持续加大投入，将卫星电话在省、市、县、镇四级部署，做到全面覆盖，保障在受灾地区能够第一时间联系外界，传递有用信息。

1.2 短波系统
短波系统不受网络枢纽和有源中继体制的制约，即使地面通信网络遭到破坏，短波系统仍然能够保持远程通信的能力。

短波系统通过地波、直射波、天波和散射四种方式进行传播。

由于传递介质的复杂性，在使用短波系统时，需要使接收点有足够的场强，能够将短波完全吸收，避免其介质减弱短波的能量[3]。

电解层的浓度十分影响短波系统的工作频率，所以在正确使用短波系统，应该对电解层的浓度进行了解和计算。

短波系统可使用的频段窄，通信容量较小，这限制了通信的容量和传输数据的速率，但是依旧不影响它作为一种紧急情况下使用的应急通信保障手段。

运营商投入建设覆盖全省所有地市的短波通信系统，其中以省会为枢纽通信节点，其他地市均可以与省会实现短波通信，并且在每个地市均配备有两套独立的短波通信系统作为主备份系统使用，在实现无线应急通信保障目的的同时，保障了系统的冗余备份能力。

1.3 超级基站系统
超级基站系统是采用光纤加卫星的双路传输通道，超级基站可以通过卫星接入中心站，再由中心站将数据优化和分配。

通过Abis 设备将接收信号转化成E1信号，再通过长途电路接入各级地市所属的管理网。

即使在光缆中断的情况下，仍可以完成卫星通信。

超级基站的建筑标准和防护程度都能够满足抗震、抗风测试标准，可在恶劣的情况下保障通信，增强了通信网络的应急能力。

超级基站是中国移动在吸取2008年汶川特大地震的通信保障经验基础之上，建立的高防护性、高通信能力的卫星应急通信基站系统。

超级基站分多期建设，在全国分3批次建设了一套覆盖所有区县的卫星通信+2G 业务的应急通信保障系统。

在遭遇特大自然灾害导致大范围通信中断的情况下，该系统可自动切换，实现卫星通信保障能力，供覆盖范围内的语音通信。

1.4 传统便携站系统
传统便携站系统的主要优势是可以在任何地形上快速搭建起卫星通信通道，并建立卫星联系。

传统便携站系统的配置主要有两部分：一部分为自动卫星控制系统，另一部分为天线，在出现紧急通信时，能够迅速实现图像与数据的双向传输。

为了满足卫星通信系统自主可控的要求，运营商建设了卫星通信主站、便携式卫星通信地球站、卫星通信资源，并且将建设的系统应用于实际的通信保障。

便携式卫星通信地球站具有口径小、便于携带、快速跟踪等优势，越来越多地在自然条件恶劣的场景中发挥应急通信作用；自建卫星通信主站可以实现卫星频带资源的自主管理，能够极大提升卫星通信的资源利用效率。

1.5 高通量卫星便携站系统
高通量卫星通信系统基于卫星互联网的技术理念，为了实现天地一体化的伟大通信目标而诞生，其具有通信速率快、带宽高等特点。

高通量卫星通信系统由高通量卫星、应用系统与用户端构成，其中，应用系统由信关站、数据交换节点、运营中心组成，用户端包括各类固定站和移动用户终端。

用户无需投入建设主站，仅需要投入终端与卫星资源即可享受高速的卫星互联网。

高通量卫星通信系统主要面向卫星互联网、应急通信、移动通信等各类应用场景，兼顾卫星+4G 、卫星+5G 的融合应用需求，满足不同配置的用户终端使用、支持多种业务与QoS 需求、同时可以与地面互联网互相融合[4]。

中国移动大胆尝试，率先在国内电信运营商中大规模投入高通量卫星通信设备，结合现阶段使用最广的4G 业务，实现卫星+4G 业务的实际应用。

在2022年3月的东航坠机现场最先提供了应急通信保障，恢复了当地的中国移动通信信号覆盖，传递了救援现场情况，得到了包括央视在内的主流媒体的重点关注。

2 应急通信系统的运行维护
2.1 系统维护要求
系统维护一般可以分为软件维护、安全维护和硬件维护。

软件维护需要技术人员对软件编程和软件应用方面有一定专业知识，能够测试软件安全，运行软件。

安全维护是保障卫星通信在运行期间不受到病毒的威胁。

硬件维护需要维护员对相关硬件措施进行检
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查，主要就是针对主机和外设的日常维护和管理，如机器部件的清洗、润滑，相关故障的检修，易损部件的更换等，都需要定期的检查，以保证系统正常有效地工作。

2.2 必要性
卫星系统主要由三个部分组成，分别是空间段，地面段和终端。

我国国内通信业务可以分为公众通信和专业通信两大板块，传统公众通信业务板块市场份额逐渐固定，而卫星通信的应用领域却在不断扩大。

采用卫星+基站的融合通信网络结构稳定，能够在提升通信保密度的同时也提高安全性。

做到空天地一体无缝隙覆盖，使得运营商应急通信系统覆盖面积更广。

卫星通信应用将为社会化一体结构、网络常态化和服务民生方面做出更多的贡献。

卫星通信设备故障分为软件故障和硬件故障。

软件故障通常是由于设备的参数设置不当、电压不稳定、接触不良等引起的设备故障。

发生软件故障时通常不会造成太大的设备损失，但是硬件故障主要是由于设备直接损坏而产生的，如设备进水短路、硬性指标异常、设备接收频率异常、重置参数无效、设备零件异常等。

当硬件故障发生时需要及时进行维修，因为长时间的硬故障会直接导致机器设备的损耗，并且降低设备的使用年限，提高设备使用成本。

卫星通信设备需要长期的保障和维护，加强维护卫星通信保障设备能够降低设备的损耗，提高数据传输的稳定性和准确性。

3 经验总结
3.1 故障排查
每一次设备故障的原因不会完全相同，这就要求应急通信保障人员对故障的现象能够有及时的了解和细致的观察，并与平时积累的经验相对比，用最可能的方案进行优先检查。

卫星应急通信系统检查的规则是从内到外、从易到难，为快速排除设备的故障达到常态化灾备的目的，在排除设备过程中，要优先保障排除故障的速度。

卫星通信系统的故障处理具有共性，以下思路供参考。

（1）观察各部分连接情况，了解设备各个接头的连接状态。

许多故障都与接头连接有关。

（2）对比现有参数和实验参数，确认是什么原因
导致的工作参数发生改变。

可以使用仪器仪表对设备
电压进行测量，以供电情况为判断依据。

（3）通过替换法对局部正常设备进行替换。

若替换后恢复正常，则可判断为替换的设备或零件存在问题。

（4）通过对比以往的参数，确认具体的故障原因和故障数据。

3.2 注意事项
对卫星通信系统的维护使用，需要特别注意以下几点，以此来减少人为因素导致的设备故障。

（1）在连接或拆卸高频头与卫星接收机间的射频电缆时，必须在关机断电的情况下进行，以免电流损伤高频头。

（2）接通电源后，不得随意拆卸线缆或移动设备。

（3）遇到六级以上地震或十级以上大风等恶劣情况时，应检查设备的安全固定装置，保障设备在恶劣场景下的正常运行。

（4）每年需要定期对天线转动部分进行防锈、防潮等涂漆处理，对损坏零件进行及时修补。

3.3 加强人员能力提升
为了保证通信设备和数据传输的安全性，可以在当地范围内选拔通信或工程相关专业人员，并对他们进行重点专业技术培训，提高人员的设备维修技能并加强管理。

4 结束语
总之，卫星通信在应急通信保障中发挥着重要的不可替代的作用，需要引起各方的高度重视。

伴随越来越严格的应急通信保障要求，移动运营商需要加大在卫星应急通信保障通信的投入，不断加强卫星通信技术的探索以及提高相关从业人员综合素质，以提供更加可靠、安全、稳定的应急通信服务。

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参考文献
[1] 刘岩，陈海峰，肖福明．宽带卫星通信系统及其军事领域应用[J]．信息
化研究，2013,39(4):1-6.
[2] 侯继江．中国电信应急卫星通信能力及应用[J]．卫星应用，2021,(01):58-61.[3] 吉雯龙，于小红．国外中继卫星系统发展与应用分析[J]．四川兵工学报，
2014(10):118-120.
[4] 杨红俊．国外数据中继卫星系统最新发展及未来趋势[J]．电讯技术，
2016(1):109-116.
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