研讨电力应急通信抢修中卫星通信技术应用

研讨电力应急通信抢修中卫星通信技术应用

黄超1周子力2

（1.国网峡江供电公司江西峡江县331409；2.国网赣西供电公司江西新余338000）

摘要：近年来频频出现的自然灾害，导致局部地区电力通信屡屡遭到破坏，严重影响了电网系统运作。基于这种背景，建立卫星通信系统对于抢修被破坏电力通信系统来说极其重要。本文主要就针对电力应急通信抢修中卫星通信技术应用进行了分析与研讨。

关键词：电力应急通信；抢修；卫星通信技术；应用

当前自然灾害频繁发生，使得受灾地区电力通信网络被破坏，而对电网的安全运行产生了严重的影响，在这种情况下，电力通信中建立卫星通信系统对电力应急抢修来说具有重要的意义。

1应用卫星应急通信建设的必要性

传统卫星的传输延时长，而且建站周期长，阻碍了电力系统的应用推广，如何在突发事件与自然灾害中保持现场与指挥中心连接，及时给用户发布灾情信息，保证受灾地区通信业务顺畅，满足用户正常供电，已经成为当前电力企业研究的核心问题，必须及时进行解决。目前随着载波通信机光纤通信等技术的发展，卫星通信技术已经应用到电力应急通信中，从卫星通信特点上分析，此种通信方式不受时间、环境等因素影响，主要具有组网方便、传输距离远及多址连接等特点，已经成为应急通信的主要手段。一般自然灾害发生时，对地面通信造成了严重损害，必须借助卫星应急通信提供相关数据与信息，保证指挥中心可更加精确的接受信息，并结合实际情况制定相应的解决措施，维持救灾工作的正常开展，因此卫星通信已经成为电力应急通信中不可缺少的一部分。

2分析VSAT卫星通信传输技术的特点

2.1TDM/AlohaTDMA

此种体制属于纯星状卫星通信，系统中心站应用一个出向广播的TDM载波，各个远端站均可接受，而且可从中选择发送信息，形成了处境信道；主站如境方向的云端站应用Aloha机制，以竞争方式发送TDMA载波，一旦信道建立，可利用碰撞维持通信，主要特点如下：该体制由多个远端经过竞争、碰撞后形成，不能应用到通信时间较长、通信效率低下或实时性要求较高的场所。一般远端站数量超过30个时，可应用此种传输机制的传统卫星通信系统。目前随着科学技术的发展，人们已经对传统Aloha卫星通信系统进行了改变，提高了其宽带利用率，但延时情况依旧没有得到改善。Aloha有多种类型，显著差异是信道利用率、应用场所及平均传输时延不同。该体制下，各个端站均占用带宽，主要目的是承载入境通信时隙，要求降低通信服用下来。

同时远端接入网络或登入网络的时间较长，受业务量与网络规模影响，容易降低通信质量。因此机制主要应用于传输突发分组数据、短消息等小规模或低速网络。该体制下的卫星通信要求使用单一星形网络，要求建立庞大的中心站与广播信道，保证所有小站均可接收广播。此种体制进行卫星通信时主要存在占用带宽大、成本高等问题。

2.2MF-TDMA

该方式主要在传统时分多址基础上产生，可将原始系统高速TDMA载波分解为很多速率低的小载波，结合实际通信情况自主选择载波并进行通信。主要具有以下特点：系统可自动完成调速与调频。此种多址方式可满足不同频率载波的信息接收，方便了网络操作。数量较小的节点主要应用小天线发射载波，数据大节点相反。该系统将有效解决传统速率载波TDMA所产生的各项问题。单一平台上单挑、混合型与星形拓扑机构。MF-TDMA多载波调频TDMA体制可满足全网业务，支持星状应用。系统采用TDMA成帧方式传输信息，要求帧同步，一般在TDMA帧中，数据主要以IP包格式交换，要求对信息进行双重帧封装，主要目的是增加额外开销。全自动动态BoD可结合业务流量需求在各个站点分配网络带宽。传统TDMA属于线路交换方式，系统可根据需求进行拆、建链，一般建链后带宽固定不变，容易产生资源浪费等问题。新系统室内单位既是TDMA调制解调器，也可进行网络产品交换，可结合流量情况进行动态调整，提升了系统资源利用率。对回传速率要求较低的远端站，必须发送与全网站相统一的TDMA载波，提升了成本。如果用户不能全年租用卫星带宽，可根据实际使用时间与卫星公司核算，系统灵活性较低，即使用户长时间无业务，也要实现系统所有站的监视与控制。例如，网管系统要求控制好设备运行情况，一旦出现业务需求，立即使用，并一直应用TDMA大载波，增加了用户维护成本。个别系统主要使用固定帧设计与突发包方式降低带宽，延长了响应时间。纯TDMA体制产品的价格较高，一般进行卫星网络选型时，要求考虑价格因素，已经成为当前研究的重要问题。

2.3SCPC/DAMA

该技术主要以原始FDMA为基础发展而来，属于改良产生的卫星多址方式。实际操作中允许信道根据需求，采用占用单个或多个载波的方式实现两个节点通信。系统内部由信令广播信道控制系统信道操作。此种方式主要具有以下特点：该体制应用频分多址方式操作，不会产生额外开销，通信效率较高；单载波通信效率可达98%；不同子载波需要保护频段，一般控制在20%以下，因此此种体制的带宽利用率明显高于TDM/TDMA体制。SCPC体制中心站可进行模块式增加，降低了建网费用。该体制的系统进行反向回传时，满足DAMA按需分配，节省了卫星贷款，提高了信道资源利用率。如果不传输业务，可释放通道资源，实际应用效果较理想。实现了网络拓扑架构，可进行多级星型、星形及星-网混合连接。业务应用连续载波，可实现载波中断与加密系统等操作。信道申请分类可结合系统设置自动操作。

2.4综合分析

经过对上述三种传输技术的比对发现，如果从网络对未知业务需求、卫星通信网络的可扩展性等方面分析，SCPC/DAMA系统与MFTDMA比TDM/TDMA的可扩展性高，实现了灵活组网，实际操作中可优先选择SCPC/DAMA系统进行网络建设。电力业务对时延的要求，决定了卫星通信网络必须使用单跳方式通信，所以电力卫星应急通信使用网状或半网状网的SCPC/DAMA系统与MFTDMA系统建设网络。

3卫星通信技术在电力应急通信中的应用

3.1电力通信中，卫星通信组网方案

在电力应急通信中，卫星通信技术的主要任务就是实行双向传输。县调范围的VSAT网络方案主要应用于业务量少、实效低的几个小站之间的通信，组网时，采取远端小站、变电所、调度部门这样的双跳方式连接系统。地调范围的VSAT组网方案主要用于数量规模大的站点通信，组网时，采取的是单跳方式连接系统。省级系统VSAT网络方案是建立一个系统的负责全省范围内的站点通信，组网时，也是采用的单跳方式。

3.2卫星应急通信网系统实现

根据综合比较，发现SCPC/TDMA最适合用于电力应急通信，某大型电网公司采用这种技术，使得其中的每一个站点和上一级节点站都能通信，卫星信道链接可以根据不同的业务需求，进行连接和断开，其过程具有自动性卫星宽带可以根据业务不同的传输量进行调整，其过程也具有自动性。站点之间建立双向通信是通过发射一个SCPC载波实现的。电力应急通信建设方案中，在电网调度中心建立中心站点，其要求就是“一发射和六十接收”，各电厂站点可以通过“一发射和两接收”的远程端点进行自由通信，后期。远端站在原来的基础上进行系统更新处理，就可以实现和其他的远端站之间进行双向自由通信的目的，这是借用系统临时分配的子载波进行数据通信。

结语

虽然当前电力通信系统多以光纤通信为主，为提高电力通信网具备面对灾害和应急的能力，在电力通信中建立卫星通信系统，这对电力应急抢修来说有着十分重要的意义。随着近年来卫星通信技术的蓬勃发展，其性能发生了飞跃的改变，可实现远距离传输、网络组建方式灵活、不受地面限制等，使应急指挥中心能够迅速部署，实时指挥，实则是对电力通信系统的重要补充。

参考文献：

[1]杨逸，梁婧.卫星通信技术在电力应急通信抢修中的应用[J].电力信息与通信技术，2014.

[2]崔健，许沙，潭潇文，等.卫星通信在电力应急通信网建设中的应用[J].数字通信世界，2015.