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      試論衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用

      2017-05-20 22:45:18李鍇
      科學(xué)家 2017年2期
      關(guān)鍵詞:應(yīng)用

      李鍇

      摘要電力通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性受多方面的影響,比如自然災(zāi)害的影響,嚴(yán)重時(shí),可能會(huì)使電力通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓,也使電網(wǎng)不能安全運(yùn)行。而衛(wèi)星通信技術(shù)則可以拯救這種情況,能對(duì)電力應(yīng)急通信進(jìn)行及時(shí)的維修,在電力應(yīng)急通信中,主要采用的是VSAT衛(wèi)星通信技術(shù),本文就針對(duì)此衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用展開(kāi)探討。

      關(guān)鍵詞衛(wèi)星通信技術(shù);電力應(yīng)急通信;應(yīng)用

      衛(wèi)星通信應(yīng)急系統(tǒng)通過(guò)指揮中心遠(yuǎn)程聯(lián)絡(luò)應(yīng)急搶修現(xiàn)場(chǎng),來(lái)解決電力通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障,使電力通信的網(wǎng)絡(luò)保持暢通。

      1衛(wèi)星應(yīng)急通信建設(shè)的必要性

      在巨大的自然災(zāi)害影響下,災(zāi)區(qū)的電力系統(tǒng)往往處于癱瘓狀態(tài),無(wú)法進(jìn)行通信數(shù)據(jù)和圖像的傳輸業(yè)務(wù),給處于災(zāi)區(qū)中心的人造成無(wú)法與外界聯(lián)系的恐慌心理,這成為電力企業(yè)需要研究并解決的問(wèn)題。將衛(wèi)星通信技術(shù)運(yùn)用到電力通信應(yīng)急中,有效發(fā)揮它的優(yōu)良特性,比如不受環(huán)境、時(shí)間、地點(diǎn)限制,開(kāi)通簡(jiǎn)單,組網(wǎng)方式靈活方便,傳輸距離遠(yuǎn),能同時(shí)連接多處網(wǎng)址,也能解決通信數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)的雙向傳輸需求,當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí),能第一時(shí)間開(kāi)通,向人們傳遞災(zāi)區(qū)的外界人們測(cè)不到的信息,并保持信息的準(zhǔn)確性和實(shí)效性,使外界人們能及時(shí)根據(jù)災(zāi)情,作出相應(yīng)的救濟(jì)措施,為解救災(zāi)區(qū)人們贏得第一時(shí)間。

      常見(jiàn)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)有四種,其一是衛(wèi)星地面站,是指揮救災(zāi)的中心部,覆蓋范圍比較廣,在覆蓋范圍內(nèi)可以對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行指揮和通信。其中的一個(gè)限制就是不能移動(dòng)。其二是應(yīng)急通信車,可以作為車載指揮車,聽(tīng)其名字,就可知其可以移動(dòng),機(jī)動(dòng)能力強(qiáng),無(wú)限集群、數(shù)字圖傳系統(tǒng)、超短波電臺(tái)、短波都可以在車內(nèi)集成,覆蓋范圍內(nèi)的通信能力也可以通過(guò)衛(wèi)星鏈路實(shí)現(xiàn)。但是因?yàn)樗强梢砸苿?dòng)的,不可避免的受到路面平整度的限制。其三是機(jī)動(dòng)便攜站,具有應(yīng)急通信車的作用,打破路面限制,直接到達(dá)災(zāi)區(qū),通過(guò)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行災(zāi)情實(shí)況轉(zhuǎn)播,但是它有體積和重量方面的限制。其四是衛(wèi)星電話,作為終端設(shè)備,是信息指令互通的工具。災(zāi)情發(fā)生時(shí),電力應(yīng)急通信可以及時(shí)啟用衛(wèi)星通信技術(shù),使幾種通信系統(tǒng)能結(jié)合彼此的優(yōu)勢(shì)、彌補(bǔ)自身的限制,共同作用,能為災(zāi)區(qū)救助提供第一服務(wù)。

      2衛(wèi)星通信傳輸技術(shù)及特點(diǎn)

      VSAT衛(wèi)星通信是電力應(yīng)急通信網(wǎng)的手段之一。它的傳輸體制分為三類:TDM/TDMA、MF-TDMA、SCPC/I)AMA。

      2.1TDM/Aloha TDMA

      該體制呈星狀,遠(yuǎn)端站接收來(lái)自系統(tǒng)中心站的TDM載波,挑選信息進(jìn)行發(fā)送,以此來(lái)形成出境信道,入境信道的形成則是TDMA載波以競(jìng)爭(zhēng)的方式被遠(yuǎn)端站發(fā)送,遠(yuǎn)端站處于主戰(zhàn)入境的方向上。通信是通過(guò)信道建立碰撞重發(fā)實(shí)現(xiàn)的。

      這種方式的主要特點(diǎn)是:這種體制實(shí)現(xiàn)通信的方式限制了它只能適合通信效率高、系統(tǒng)通信時(shí)間短,不要求實(shí)效性的場(chǎng)合。新技術(shù)的運(yùn)用,當(dāng)遠(yuǎn)端站的數(shù)量多時(shí),Aloha衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用這種體制,信道帶寬利用率會(huì)有所提高,但其通信時(shí)間依舊短,沒(méi)有多大的突破。

      這種體制不能保證通信質(zhì)量,只適合用于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和短消息傳輸。

      2.2MF-TDMA

      這種傳輸體制原理是網(wǎng)絡(luò)的所有站點(diǎn),可根據(jù)通信的實(shí)際情況,選擇由原來(lái)系統(tǒng)中的高速TDMA載波分解的不同速率的小TDMA載波進(jìn)行通信。

      這種傳輸體制特點(diǎn):處理信息靈活方便,基于此體制是在傳統(tǒng)的時(shí)分多址方式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),系統(tǒng)可以調(diào)頻和調(diào)速。單一平臺(tái)可以進(jìn)行星狀、全網(wǎng)狀、混合狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),適應(yīng)于星狀、全網(wǎng)狀業(yè)務(wù)的應(yīng)用,但不適用于樹(shù)狀業(yè)務(wù)的應(yīng)用。這種體制需要建立同步的幀,來(lái)支持系統(tǒng)通過(guò)TDMA的成幀格式來(lái)傳輸信息。TSMA的載波速率與幀的效率成正相關(guān)。純的TDMA體制受限于昂貴的價(jià)格,不被廣泛使用。

      2.3SCPC/DAMA

      該傳輸體制是在FDMA的基礎(chǔ)上改造而來(lái)的,它能借助于載波方式,實(shí)現(xiàn)各個(gè)信道按照占用需求在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的目的。針對(duì)于該系統(tǒng)的信令廣播信道都有設(shè)置,遠(yuǎn)端站點(diǎn)可以通過(guò)SCPC方式進(jìn)行兩點(diǎn)的通信,且支持DAMA根據(jù)需求進(jìn)行分配以回傳信息。

      它的特點(diǎn)就是:比TDMA通信效率高,因?yàn)樗鼘?duì)信息的處理方式是頻分多址;支持DAMA根據(jù)需求進(jìn)行分配以反向回傳信息,使得空間信道資源的利用率得到提高;載波中斷后能輕易恢復(fù),因?yàn)樵摌I(yè)務(wù)信道的載波形式是連續(xù)不間斷的;該體制彌補(bǔ)了TDMA的缺陷,不會(huì)受到成本價(jià)格的限制;可以自動(dòng)申請(qǐng)分配信道;網(wǎng)絡(luò)傳輸方式是星型、多級(jí)星型。

      2.4綜合比較

      通過(guò)對(duì)3種傳輸技術(shù)在擴(kuò)展衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、拓?fù)涞慕ㄔO(shè)性能、提升網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)的能力三方面進(jìn)行綜合比較,SCPC/TDMA系統(tǒng)因具有擴(kuò)展性強(qiáng)和靈活的特質(zhì)脫穎而出,成為電力應(yīng)急通信中比較受歡迎的衛(wèi)星通信技術(shù)。

      3衛(wèi)星通信技術(shù)在電力應(yīng)急通信中的應(yīng)用

      3.1電力通信中,衛(wèi)星通信組網(wǎng)方案

      在電力應(yīng)急通信中,衛(wèi)星通信技術(shù)的主要任務(wù)就是實(shí)行雙向傳輸。縣調(diào)范圍的VSAT網(wǎng)絡(luò)方案主要應(yīng)用于業(yè)務(wù)量少、實(shí)效低的幾個(gè)小站之間的通信,組網(wǎng)時(shí),采取遠(yuǎn)端小站、變電所、調(diào)度部門(mén)這樣的雙跳方式連接系統(tǒng)。地調(diào)范圍的VSAT組網(wǎng)方案主要用于數(shù)量規(guī)模大的站點(diǎn)通信,組網(wǎng)時(shí),采取的是單跳方式連接系統(tǒng)。省級(jí)系統(tǒng)VSAT網(wǎng)絡(luò)方案是建立一個(gè)系統(tǒng)的負(fù)責(zé)全省范圍內(nèi)的站點(diǎn)通信,組網(wǎng)時(shí),也是采用的單跳方式。

      3.2衛(wèi)星應(yīng)急通信網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

      根據(jù)綜合比較,發(fā)現(xiàn)SCPC/TDMA最適合用于電力應(yīng)急通信,某大型電網(wǎng)公司采用這種技術(shù),使得其中的每一個(gè)站點(diǎn)和上一級(jí)節(jié)點(diǎn)站都能通信,衛(wèi)星信道鏈接可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求,進(jìn)行連接和斷開(kāi),其過(guò)程具有自動(dòng)性衛(wèi)星寬帶可以根據(jù)業(yè)務(wù)不同的傳輸量進(jìn)行調(diào)整,其過(guò)程也具有自動(dòng)性。站點(diǎn)之間建立雙向通信是通過(guò)發(fā)射一個(gè)SCPC載波實(shí)現(xiàn)的。電力應(yīng)急通信建設(shè)方案中,在電網(wǎng)調(diào)度中心建立中心站點(diǎn),其要求就是“一發(fā)射和六十接收”,各電廠站點(diǎn)可以通過(guò)“一發(fā)射和兩接收”的遠(yuǎn)程端點(diǎn)進(jìn)行自由通信,后期。遠(yuǎn)端站在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)更新處理,就可以實(shí)現(xiàn)和其他的遠(yuǎn)端站之間進(jìn)行雙向自由通信的目的,這是借用系統(tǒng)臨時(shí)分配的子載波進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

      4結(jié)論

      衛(wèi)星通信技術(shù)作為電力應(yīng)急通信系統(tǒng)鑒于其優(yōu)良特性,開(kāi)通容易,傳輸距離長(zhǎng),能雙向傳輸圖文圖像,能與外界聯(lián)系,為救災(zāi)提供了第一手幫助,在電力應(yīng)急中發(fā)揮絕對(duì)的指揮優(yōu)勢(shì),從而使電力通信系統(tǒng)及時(shí)恢復(fù),維持正常狀態(tài)。它是電力通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的技術(shù)保障。

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