资源互补构筑天地一体应急通信系统

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1、资源互补构筑天地一体应急通信系统资源互补构筑天地一体应急通信系统 原信息产业部通信科技委副主任 陈如明 海啸、冰雪灾害、地震等突发事件，对社会与城市应急系统乃至公众通信网络提出了 严峻的挑战，这些事件决非一般 “预案” 所始料， 而且可能会在一瞬间使常规通信手段 （包括地面应急通信手段） 彻底瘫痪， 使之丧失通信联络与协调指挥能力。因此， 有必 要反思以往应急通信的发展策略与战略，以求取得更有实效的应对效率和效果。 卫星通信：战略地位不可替代 危难时刻显身手 海啸突发所到之处，地面通信设施顷刻间便会夷为一片废墟，除非特别高大坚固的卫 星地球站也许尚可幸存。此时， 移动卫星通信手段发挥了突出作用

2、。 2008 年初，中国南方部分区域遭遇持续冰雪天气， 电力供应彻底瘫痪，致使大面积 通信联络及生产、生活陷入困境，以卫星通信为主体的非电力线供电的通信手段成为有效 的通信联络工具。 发生在 2008 年 5 月 12 日的四川汶川特大地震，造成大面积的地面通信设施及建筑 物毁坏，陆地交通及通信指挥联络严重瘫痪。此时， 包括卫星移动电话及卫星宽带在内的 卫星通信手段再一次发挥了重要作用，从受灾城市至乡镇及农村， 均不例外。 地震之后仅 12 分钟， 中国电信汶川分公司员工冒着生命危险从灾区抢出一部海事卫 星电话，向外界发出了汶川求援第一声，为党和政府快速组织救援提供了关键信息。 地震发生后，中

3、国卫通立即于第一时间调派了 350 部卫星电话，两套集语音、 视频、互联网传输功能的 iPSTAR 卫星终端系统及一辆 iPSTAR 应急通信车、 8 套铱星终端 和 2 套 海事 卫 星 宽带 BGAN 系统终端，同时为电视台、 武警、 银行等抗震救灾单 位紧急提供了 187MHz 带宽卫星转发器资源，关键时刻即显身手， 解燃眉之急。此外， 中国卫通还保障了汶川灾后第一个移动基站开通，实现了映秀镇灾后第一个实时视频传送 平台；在唐家山堰塞湖大坝及泄洪流域建立了 12 个能实时传输画面的卫星视频监控点； 通过出租卫星移动电话、 VSAT、 空间段转发器， 在地面网络瘫痪或无法覆盖的情况下 快速

4、搭建应急通信环境，不但为各新闻媒体部门及时提供了新闻稿件和图片通信服务，而 且快速为中国移动通信基站提供电路传输服务，为地面通信抢通作出了重要贡献。 其他运营商及相关通信单位也都在第一时间征调包括卫星通信设备在内的各种应急通 信手段，如中国联通紧急调集了 100 套卫星 VSAT 通信站设备，第一时间保障救援部队 的通信畅通；中国移动利用空降中容量 IDR 卫星通信站快速恢复移动基站及移动通信；无 线电管理部门第一时间为中国电信指配 800MHz 数字集群频率， 用于抗震救灾指挥；国 家无线监测中心还快速落实了多部短波电台以保障应急通信应用。 通过上述各种抢修手段， 截至 2008 年 5 月

5、 20 日， 201 个受灾乡镇的通信全部恢 复正常。从应急救灾通信全局及大面积移动基站、网络恢复正常运行而言，在第一时间开 始抓紧修复光缆依然是最关键和艰巨的任务。在余震不断的情况下，这种既非埋地、 又非 架空的沿地临时搭建光缆往往极为脆弱，极易因余震等原因导致再次中断。除采用常规或 改进型快速敷设调通步骤外，协同地震与环境信息预报，选定合适的路由十分重要。同时，作为第一时间的应急备份处理，借助适当容量能力的卫星系统、移动车微波系统及点对多 点无线接入系统，以及移动车大容量一体化接入基站系统等均为可考虑的选择。甚大容量 时， 借助低资费倾轨卫星多转发器并联应急备份替换也是一种可能的选择。 总

6、之，因时、 因地制宜综合应用多种手段，包括充分借助新的技术创新手段支持等多 元化途径，是应对广域大面积特大突发应急事件的有效途径，这在此次汶川抗震救灾中得 到了充分反映。 有效补充地面通信卫星通信及各类卫星应用对应急通信的战略重要性，无论是对于国家/社会/城市应急 联动通信的“广域覆盖移动层” ， 还是对包括公众通信在内的国家基础网络 “储备支撑层” ， 都十分明显。 从连接与覆盖的移动层面看， 各类卫星及地面无线系统，既包括价位较便宜的瑟拉雅 （Thuraya）之类的 GMPCS 型窄带卫星电话、 BGAN 等宽带卫星系统、便携式卫星系统、VSAT 系统、 IDR 系统、 “静中通” 及 “

7、动中通”等 各 类 卫星 系统，又 包括 GoTa、GT800、 TD-SCDMA、 Tetra 等数字集群指挥调度系统，以及点对点微波及 SCDMA、 MiWAVE 和类 WiMAX 等各种宽带无线接入系统， 甚至短波电台、供电与 连接自由的对讲机及无线电报和有序组织与管理的业余无线电台等。对此， 同质或异构系 统的标准化及协同工作十分重要。 卫星通信的基本定位必然是地面系统的有效支持、 补充与延伸， 特别是应充分利用 其广播/多播能力、广域连接及对距离因素不敏感等优势，对地面通信系统未能覆盖延伸的 区域， 特别是边缘区域及山区、海岛等特种地形、地域， 发挥其有效的互补、 支撑作用。 借助卫

8、星系统的这些优势，集成 WiMAX 区域增强及 Wi-Fi 热点增强的多层综合业务平 台，可望成为卫星、 地面宽带多媒体、 视频业务发展的一种有效解决手段。目前， 中国 卫通正在积极推行“归核化”战略， 进行 “天地一体、 资源互补”的有效整合， 将卫 星资源和地面数字集群资源有机整合， 有力地支持应急通信。 全球范围积极推进 从全球范围来看，尽管全球敷设了大量光缆， 但卫星对侦察、战略辕战术军用而言， 仍然是非常有吸引力的选择。目前， 世界上还有许多区域 （军事冲突或潜在军事冲突的 地区）并未敷设光纤，特别是在占地球很大面积的海上，对于这些区域而言， 卫星通信显 然是一种理想的选择。此外，

9、卫星不但能提供最大的灵活性，而且卫星平台容量巨大、 十分顽健， 能提供包括“最前一公里” 、 “最后一公里” 等在内的快速瞬时接入，具有 较强的可移动性及敏捷性。由此可见， 卫星通信具有不可替代的战略地位。 美国从全球侦察卫星方面已经或正在、 并还将获得很多不仅战术性、而且战略性的好 处。目前， 美国国防部依然将商用卫星作为军事信息基础设施的一部分。而且，对于濒临 绝境的“铱”系统， 美国国防部给予了大力支持， 认为今天某些军事用途依然离不开 “铱”系统。2007 耀 2009 年左右期间， 美国将出现一系列新的军用卫星系统，诸如先进 极高频 （AEHF） 系统、 宽带填缝卫星 （WGS） 系

10、统（为美国原先的国防宽带卫星通 信系统 DSCS 的提升与替代） 、 移动用户目标系统（MUOS） 、战术卫星系统 （TacSat）及天基红外系统（SBIRS） 等。日本、 印度等国在这方面也亦步亦趋， 快速 推进。 就其他卫星应用而言，卫星遥感（RSS） 、 卫星定位 （GPS）以及卫星电子地图与地 理信息系统 （GIS） 这“3S” 技术均离不开卫星技术。目前， 美国正在积极推进 GPS 第三代系统；俄罗斯 GLONASS 卫星系统也在有计划地填充星座及扩展应用； 欧洲 GALILEO 系统由于面临合作架构与融资困难，第一颗试验星后的计划一拖再拖，后来在 欧盟的直接介入下， 才于 2008

11、 年解决了资金问题， 进一步 推进其第二颗试验星及 30 星座的计划。 我国 5 GEO + 30 MEO 星座的新一代北斗 （COMPASS） 卫星导航系统亦在积极推 进中。目前， 我国的 GEO 四颗卫星已在轨运行。 2007 年， 我国西昌卫星发射中心用 LM-3A 运载火箭成功地将第一颗新一代北斗卫星 COM 原 PASS-M1 送入太空高度为 2.15 万 km 的中园轨道，开启了中国北斗卫星系统新的里程碑，可望在今后数年内覆盖中 国全境与周边东南亚地区应用，并在未来逐步覆盖全球应用。因此， 全球卫星导航系统的 GPS、 GLONASS、GALILEO 及 COMPASS 四系统格局

12、已初步形成，这对打破全球卫星导航独家垄断的不正常格局无疑是一件好事。 同时， 我国 “十一五” 期间将建立由 60 耀 70 颗卫星组成的天基空间信息系统， 与地面系统紧密集成， 联手服务于国民经济建设与社会发展； 2008 年还将发射由 3 颗 小卫星组成的环境与灾害监测预报小卫星系统，至 2010 年左右小卫星数将上升至 7 颗。 由此可见，我国卫星研发事业正由试验应用型向业务服务型转变。 构筑 “天地一体” 应急系统 基于卫星通信突出的战略作用，今后应重点加强对卫星通信系统的研究， 推动我国应 急通信事业的发展。一方面，应充分理解卫星通信的独特作用与应用能力； 另一方面， 卫星系统要充当

13、好这一角色，亦必须适应飞速发展的全球信息通信环境，以自主创新、共 赢合作为基点， 从系统架构出发， 构筑 “天地一体”的三维立体无缝覆盖的多元化结构 信息通信网络，形成各种有信/性价比吸引力的应用系统及终端，并最终形成良性发展的有 效产业生态环境。 为此，应制定、 落实有效的卫星业务、应用与产业发展规划， 包括宽带卫星通信与 互联网接入业务，卫星直播业务、 GPS 卫星导航及其增值业务、 边缘地区及农村卫星通 信业务、卫星移动通信业务、 卫星遥感应用业务、 卫星空间环境应用业务、卫星数据采 集业务，与商用卫星运营紧密联手的国防卫星业务，以及其它各行各业运用的各类卫星应 用业务的发展规划，以有效

14、利用我国有限的轨道/频谱资源。 自主创新：推动新技术应用 在现代数字集群通信领域， GoTa 及 GT800 已开创了一种自主创新的新范例，为制 定拥有自主知识产权的中国数字集群通信标准奠定了坚实的基础。在“天地一体” 应急系 统的构建中，中国卫通丰富的通信广播卫星资源，可为客户提供以卫星为基础的通信广播、 互联网、空间段转发器出租及 VSAT、 IDR 等业务，以及广域覆盖的高质量语音、 数据、短信、 传真等卫星移动通信服务。就数字集群而言， 中国卫通已建成了覆盖北京、 上 海、 天津、 南京、 青岛、 潍坊等城市的 800MHz 数字集群网络，服务于政府部门、 行政执法、 应急联动、 重大

15、集会与事件、 企业集团调度指挥及各类社会共网/专网用户 服务等。 此外，还有其他一些自主创新应用亦值得一提。 MiWAVE 复杂环境下快速组网 在汶川地震救灾中， 国家 “863” 计划 B3G 移动通信最新科研成果 宽带无 线交互多媒体系统 MiWAVE 系统发挥了重要作用。该系统具有上百兆吞吐比特速率，采 用磁控测射源（UHV） 频段传输， 便于在山区等复杂地形环境下实现大范围覆盖及快速 组网，可在移动状态下（最高达 120km/hr） 实时传送高速率交互视频信息。 该系统的各类终端都可通过此宽带无线多媒体空中接口与基站相联，在当地基础通信 设施已损坏殆尽无法提供骨干网的情况下，可由该基站

16、通过卫星接入、 微波中继、 地面 其他接入手段与 IP 骨干网及互联网连接，各终端可提供互联网接入、 语音、 视频等宽 带多媒体业务。并可通过自动扫描获取可用频率，无须架设即可在应急通信车上使用，无 法行车时亦可通过单兵徒步携带基站设备在一两个小时内方便地架设好基站，终端则可使 用背包式电池或汽车点烟器配备于单兵、汽车、 无人机等多种载体。 特别是在唐家山堰塞湖泄洪工程中，通过该系统在堰塞湖处于要害部位的上游左岸及 下游两岸安置了三个监控点，对坝体及其水文情况进行实时监控，通过卫星进行远程图像 传输， 并在无人状态下将大坝整体状态以清晰画面及数据直观地实时传至指挥中心。 同 时 ， MiWAVE 系统对武警、特警、公安、 消防、 救援队、地震局、 医院、 媒体及指挥中心决策调度也发挥了重要作用，使北川、 平武、 青川等地明显受益。 “天地星” 实现灵活调配另一个示例是中国电信四川公司与产业伙伴联合开发的“天地星” 技术，它可有效帮 助那些道路不通与救援困难的灾区恢复临时通信。 “天地星” 将卫星技术与 NGN 软交换 技术有机结合起来，并利用 IP