省级应急广播机动播发平台建设方案

李威东

摘要：为满足重大灾害导致大部分网络瘫痪情况下，省级应急广播系统的应急广播消息发布及机动应急指挥需要，可建立应急机动播发平台，通过4G/5G无线移动通信公网、VSAT卫星通信系统与省级应急广播管理平台实现全天候视频、音频、数据、电话、图片/文本信息互联互通。

关键词：应急广播信息、VSAT卫星通信、4G/5G网络、IP协议

一、建设背景

近年来，国家出台了应急广播体系的建设标准规范，各省也相应建设了各自的应急广播系统，包含省、市、县三级架构的系统体系。根据省级应急广播的实际建设需求，并满足应急广播信息（各类音视频信息等）的实时传输，可建设省级应急广播VSAT卫星通信网。本次建设的应急机动播发平台系统（VSAT卫星通信系统）由中心站VSAT卫星通信系统和车载VSAT卫星通信系统组成。车载VSAT卫星通信系统包含电子信息分系统和载车平台分系统。

二、VSAT卫星通信系统建设方案

2.1网络组成及业务内容

本次的VSAT卫星通信系统（VSAT卫星通信传输网）由1个中心站及3个车载站（应急广播车、应急指挥车和应急前导车）组成。本系统可支持传输视频会议信号、VOIP语音信号、现场视音频信号、应急广播消息及指挥调度指令。网络拓扑图详见图1。

考虑业务性质和需求，本系统网络结构设计为星状网和网状网的混合网络，从而满足应急通信中的灵活、机动应用，其网内业务有：

a.应急广播消息信号：视频节目、音频节目、图文信息、指挥调度控制指令、数据通信流;

b.全网通话;

c.现场视音频的回传。

结合现代通信技术的发展方向，建立VSAT卫星通信传输网，成为一个基于卫星通信信道、IP协议的综合通信平台，该系统具有传输图像、话音、高速数据、视频会议的专用卫星通信网络，对组织各类任务、应对突发事件中，统一安排调度、传输高质量清晰图像等能够发挥极其重要的作用。

基于IP的VSAT卫星通信系统，可以支持基于TCP/IP的业务，如IP电话、IP数据传输、因特网访问、视频监控、视频会议以及现场视频采集回传等。系统所具有的IP QoS功能，可以为IP电话、视音频采集/视频会议等实时业务分配高优先级，以保证其传输质量。完全动态的带宽按需分配功能，可以充分利用卫星带宽资源，所有业务可以完全共享所有的带宽;当没有视频传输时，相应的带宽可以释放出来，保证更高速的数据传输。

本次建设的VSAT卫星通信网络，包含1个省级中心站和3个车载移动站（应急广播车、应急指挥车和应急前导车）。

2.2系统功能

在省级应急广播系统中建立的VSAT应急卫星通信传输网，包括省级管理平台中心固定站和省级应急机动通信车载移动站。其中：省级中心固定站通常布置在位于省广电局;应急机动通信车载移动站部署在应急广播车、应急指挥车和应急前导车上。系统需达到以下功能要求：

（1）整个网络为星状网的网络结构，保证应急通信中的灵活、机动应用。

（2）卫星通信网能够开展各种应急通信业务，主要包括话音通信、数据通信、视频会议和高质量视频实时传输等。应用环境为全IP环境，即所有业务均基于IP协议，如VoIP、IP数据和IP视频等。

（3）适应全网进行广播、组播、通信业务传输的各种需求。中心站支持多个下行、上行载波的扩容能力。

（4）系统采用LDPC、TPC信道编码，以及QPSK、8PSK调制功能，并支持多等级FEC纠错编码。系统并内置自动上行功率控制功能，可确保在恶劣天气下的系统正常工作;达到高可靠性能。

（5）系统的各种功能均为内置，如TCP/HTTP加速、IP压缩、Qos功能、IP信道加密等;配置集中式、功能全面的网络管理系统，达到用户对网络正常的管理、使用、和维护。

2.3系统结构及工作方式

本系统VSAT卫星通信系统的工作体制：出向为DVB-S2X，回传为TDMA载波，由中心站和车载移动站构成。其中中心站系统为核心，它执行网络管理者和带宽分配者的角色。整个卫星网络形成一个透明的IP传输平台，基于IP形式的业务流均可以通过该卫星通信网进行传输。

本系统为多功能的宽带网络平台，具有高速率、高带宽、多频段、多出向的应用，具备服务质量保障（Qos）功能及动中通应用能力。当未来发展到更多的远端站时，则可以增加处理服务器以及板卡的形式升级，满足业务发展的需求。

此外，中心站射频部分的高功放及上变频均需做1+1备份方式。

2.4网络管理功能

中心站网管中心通过网管系統实现对全网的监控和管理。一个网管系统可具备监控多个主站和多个远端站的能力。利用图形用户界面（GUI），网络运营商可做到：

✦ 管理所有配置和控制能力，包括远端站点的软件和硬件更新

✦ 访问网络结构示意界面和配置系统参数

✦ 主动和被动的勘查网络运行状况

✦ 监控图形工具查询和显示网络统计数据

网管系统（NMS）可以随时纠正网络的异常运行，确保对所有站点带宽的最佳分配，实现网络正常运行和效率提升。

2.5业务容量及链路估算

为确定所需的空间段资源（如卫星租用带宽）以及确切的地面站配置（如天线尺寸和ODU（室外单元）功率等），需进行详细的网络规划和链路估算。但这些估算与实际应用密切相关，本文目前只给出初步的链路估算。

针对每种类型的地面站以及整个网络提供详细的业务分析和规划估算，以确定每种地面站和全网所需的总容量。假设所有业务均按优先级共享带宽，针对本项目所做出的初步的网络规划如下表所示：

链路估算受很多因素影响，如用户的业务量和业务模式、载波参数、地面站位置、选用的地面站天线尺寸、卫星覆盖、雨区以及可用度要求等。这些因素的改变都会导致最后不同的链路估算结果。

本次假设采用中星10号卫星Ku频段转发器，而链路估算均以该卫星的技术指标为依据进行。链路估算需根据卫星运营公司所实际承诺的性能参数，由卫星运营公司进行核准。下表所示为中星10号卫星的总体参数：

在初步业务量6.0Mbps数据速率、QPSK调制方式、FEC为TPC、码率0.75等条件下，链路估算可用度98%，估算结果如下：

本系统中心站：按照采用Φ6.2米天线，100瓦功放配置;

车载移动站（应急广播车）：按照Φ1.2米静中通天线，40瓦功放配置;

车载移动站（应急指挥车）：按照Φ0.9米动中通天线，40瓦功放配置。

车载移动站（应急前导车）：按照Φ0.8米便携式天线，20瓦功放配置。

2.6车载VSAT卫星通信系统

车载VSAT卫星通信系统包括电子信息分系统和载车平台分系统;省级应急广播车的电子信息分系统包括应急传输通信子系统、视频及会议子系统、制作播出子系统、调频发射子系统、现场扩声子系统、监听监测子系统等;省级应急指挥车的电子信息分系统包括应急传输通信子系统、应急指挥及大屏显示子系统、监听监测子系统等;省级应急前导车的电子信息分系统包括应急传输通信子系统、视频及会议子系统等;所有车型的载车平台分系统包括车辆改装以及供配电、防雷接地等设施改造。本次建设的三辆应急机动车还可以配备相应的4G/5G路由器，作为应急信息传输的备份方式。

三、总结

为省级应急广播平台建设的机动播发平台大大提高了应急广播信息的传输效率，并适应各种灾害发生后应急信息的第一时间发布和接收。而除了VSAT卫星通信网络，其余的网络传输方式例如短波通信也可以作为应急信息传输渠道，但短波通信的带宽小仅能传输语音及数据等业务。

随着应急广播系统的相关条例和规范的发布，各省的应急广播体系日趋完善，各省的VSAT卫星通信网络建设也提上日程，在可预见的未来，VSAT卫星网络可作为各省的应急信息发布的重要渠道。