關(guān)田靜

摘要：衛(wèi)星通信是地球無線電通信站使用衛(wèi)星作為中繼實現(xiàn)的通信，其通信距離較遠，并且覆蓋范圍較廣，具有較大的容量及較強的機動性，從而使衛(wèi)星通信成為海上執(zhí)法艦船通信的主要途徑。但是衛(wèi)星通信的體制較為復(fù)雜，并且通信過程中的設(shè)備較多，導(dǎo)致衛(wèi)星通信的進一步發(fā)展受到了限制?；诖?，文章分析了衛(wèi)星通信相關(guān)體制的發(fā)展，提出了基于多體制融合的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，從而有效解決傳統(tǒng)衛(wèi)星通信過程中的問題。

關(guān)鍵詞：多體制融合；海上衛(wèi)星；通信網(wǎng)絡(luò)

海洋面積占據(jù)地球的1/4，海上通信是人們在海洋資源開發(fā)及跨洋航行中的主要問題。地空高頻無線通信受到距離的限制不能夠為輪船及飛機的跨洋航行提供通信，衛(wèi)星通信具有靈活方便的特點，能夠為飛機及輪船等航線提供通信途徑。在航空運輸及遠洋不斷發(fā)展的過程中，航海及民航運輸業(yè)對衛(wèi)星通信的要求越來越高。在現(xiàn)代用戶對系統(tǒng)容量及傳輸速率需求不斷提高的過程中，傳統(tǒng)低速率應(yīng)急衛(wèi)星通信己經(jīng)無法滿足現(xiàn)代市場發(fā)展需求，所以就要創(chuàng)建全新的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，從而滿足海上終端及飛機的通信需求。

1海上通信技術(shù)面臨的問題

現(xiàn)代海上通信的主要方式包括以下幾種：（1）距離海岸線30海里之內(nèi)的海域可以通過地面移動通信實現(xiàn)；（2）距離海岸線30?50海里的海域可以通過特高頻（UltraHighFrequency，UHF）及甚高頻（VeryHighFrequency，VHF）頻段無線電對講或者衛(wèi)星實現(xiàn)數(shù)據(jù)及語音通信；（3）距離海岸線50?180海里的海域可以通過單邊帶短波電臺實現(xiàn)；（4）距離海岸線180海里以外的海域可以通過超短波電臺實現(xiàn)。以此可以看出，現(xiàn)代海上通信技術(shù)面臨海上遠距離通話方面的問題，因為信道資源缺乏，通信成本較高，不能夠和地面網(wǎng)絡(luò)相比[1]。

在地面網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的過程中，人們對于網(wǎng)絡(luò)使用的需求越來越高，除了一般的通話之外，大部分的終端業(yè)務(wù)都要通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。現(xiàn)代地面移動網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)發(fā)展成為4G，不久就會推出5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，人們的上網(wǎng)速度也會不斷提高。但是海上網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)還沒有覆蓋，部分場所的通信通過衛(wèi)星通信實現(xiàn)，還處于2G蜂窩鏈路交換階段。

現(xiàn)代海上通信技術(shù)要解決的就是通信距離方面及網(wǎng)絡(luò)通信限制方面的問題，目前海上使用的衛(wèi)星通信設(shè)備主要包括國產(chǎn)及進口兩種類型，兩者都要面臨更新?lián)Q代的問題，并且進口衛(wèi)星通信設(shè)備的控制接口不能完全開放，系統(tǒng)集成開發(fā)使用受到了約束[2]。

2多體制融合的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)2.1創(chuàng)建目標

創(chuàng)建海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的主要目的就是提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)、寬帶速度、覆蓋面及安全保密性，系統(tǒng)使用計算機設(shè)計，支持圖像、視頻、語音、文件傳輸協(xié)議（File Transfer Protocol，F(xiàn)TP）、超文本傳輸協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）及郵件等業(yè)務(wù)，覆蓋范圍為300萬平方公里，具有較高的安全性，通過便捷性的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)跨網(wǎng)的互通互聯(lián)，為海上艦船及飛機通信指揮提供保障。創(chuàng)建海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的思想為：提高衛(wèi)星通信效率，充分使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，促進海上衛(wèi)星通信的未來發(fā)展，實現(xiàn)岸海一體化[3]。

2.2海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)海上艦船及飛機使用需求，本文所創(chuàng)建的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要包括兩個主站及衛(wèi)星通信移動小站，主站和業(yè)務(wù)通信中心使用光纖鏈路相互連接，兩個主站通過地面公共光纖網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星信道相互連接，以此能夠?qū)崿F(xiàn)主站和業(yè)務(wù)信息中心鏈路的相互連接，從而有效提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。艦船移動站的創(chuàng)建要以實際業(yè)務(wù)需求和安全條件的配置實現(xiàn)，在用戶站通過鑒權(quán)之后連入網(wǎng)絡(luò)，通過其中的某個主站和海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)相互連接，岸基指揮中心的業(yè)務(wù)通信通過用戶站及主站實現(xiàn)[4]。

2.3海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的功能架構(gòu)

海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的功能架構(gòu)如圖1所示，可以看出，有線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星子網(wǎng)是通過IP相互透明操作的，通過SAP接口實現(xiàn)和衛(wèi)星相關(guān)功能及和衛(wèi)星沒有關(guān)系功能的相互分離，和衛(wèi)星相關(guān)層主要包括衛(wèi)星物理層及衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路層[5]。

2.4海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)

海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使用網(wǎng)絡(luò)傳輸方案，此方案包括IP路由及空口MAC路由，主要由網(wǎng)絡(luò)層IP地址及物理層兩種尋址方式，海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)尋址的設(shè)計為：每個用戶站中有一個物理地址，在非易失存儲器中保存，和唯一用戶站相互對應(yīng)。每個用戶站任意制定到某個特定數(shù)據(jù)傳輸時都是使用用戶站地址，任何制定傳送到用戶站數(shù)據(jù)都是使用廣播地址。網(wǎng)絡(luò)層尋址使用應(yīng)用協(xié)議方式，簡單來說就是IP地址尋址，主站和用戶站都是在下級創(chuàng)建獨立子網(wǎng)，不同用戶站維護針對的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，主站端用戶站網(wǎng)絡(luò)的管理通過網(wǎng)管實現(xiàn)。典型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以詳見圖1，系統(tǒng)中的設(shè)備地址和IP地址進行靈活設(shè)置，如果有相應(yīng)的需求，可以使用動態(tài)主機配置協(xié)、議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）自動分配。

2.5海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的功能

首先，本文所設(shè)計的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)具有郵件，圖像，語音，F(xiàn)TP，視頻及HTTP等業(yè)務(wù)；另外，能夠根據(jù)實際的使用需求對寬帶進行動態(tài)調(diào)整，并且實現(xiàn)資源的優(yōu)先級配置，還能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)流量、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及衛(wèi)星鏈路的動態(tài)監(jiān)控；其次，各級的信息中心和分中心都能夠?qū)⑴灤暮桔E及位置實時顯示，以此獲得船艇的航跡及位置信息，從而形成地圖；最后，信息中心還能夠?qū)崿F(xiàn)重點船艇位置信息的監(jiān)測，并且對通信中的網(wǎng)絡(luò)層進行全面的安全防護及加密，操作用戶實現(xiàn)分級權(quán)限管理，實現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)及網(wǎng)管網(wǎng)的邏輯隔離，使用保密模塊加解密物理信道，支持IP加密設(shè)備，使用多手段實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的安全[6]。

3結(jié)語

衛(wèi)星通信在多年的發(fā)展中，其衛(wèi)星業(yè)務(wù)不斷地拓展，衛(wèi)星通信體制也在持續(xù)發(fā)展，尤其是全新的多模自適應(yīng)衛(wèi)星通信接入，為海上衛(wèi)星通信提供了全新的研究方向。本文所設(shè)計的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)在投入實際運行中，能夠有效解決現(xiàn)代海上艦船實現(xiàn)衛(wèi)星通信過程中自動化程度弱、溝通效率低及網(wǎng)絡(luò)能力較低的問題，創(chuàng)建多體制的信息傳輸交換平臺，能夠為海上艦船等平臺提供多保障的衛(wèi)星通信服務(wù)，為全國海上業(yè)務(wù)指揮中心提供全面的業(yè)務(wù)通信基礎(chǔ)保障，以此提高海上艦船衛(wèi)星通信的效率。

[參考文獻]

[1]吳博.FMT-TDMA衛(wèi)星通信體制關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2014.

[2]李奇峰.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的WCDMA兼容體制傳輸性能研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

[3]郝學(xué)坤MF-TDMA衛(wèi)星通信多站型組網(wǎng)體制研究[J].無線電通信技術(shù)，2012（1）：5-6.

[4]吳素華.基于融合通信的海上一體化指揮信息網(wǎng)絡(luò)研究[J].中國新通信，2016（19）：5-7.

[5]沈玉.MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)研究[J].無線電通信技術(shù)，2014（4）：11-14.

[6]馬俊.多體制融合的海上衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)研究[J]·中國新通信，2016（8）：107-110.endprint