武建召

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

0 引 言

傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信資源管理各系統(tǒng)之間以相對獨立的形式存在，獨立進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合以及數(shù)據(jù)共享和處理，有一定的專業(yè)性但系統(tǒng)化程度不高，一旦某環(huán)節(jié)發(fā)生改變和調整，聯(lián)動性不好，需要耗費比較長的時間和大量的人力來實現(xiàn)信息切換和信息引接。衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)需要進一步實現(xiàn)統(tǒng)一化、標準化、規(guī)范化。

1 衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的發(fā)展方向

衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的建立應該基于云計算和大數(shù)據(jù)技術，推進衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的結構優(yōu)化，提高衛(wèi)星通信資源系統(tǒng)的統(tǒng)籌全面性、標準化和服務性能。將整體的衛(wèi)星通信資源實現(xiàn)一體化的平臺管理，統(tǒng)一服務模式、接口格式，有效實現(xiàn)更全面的資源共享，從宏觀角度把握整體的衛(wèi)星通信動態(tài)，實現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的合理整合、調度和利用，保證整個衛(wèi)星通信資源系統(tǒng)正常、健康、有序地運作。

增強衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的服務性，基于現(xiàn)實需求實現(xiàn)微服務平臺的優(yōu)化和改造，無論是本地還是遠程都可以同等程度地實現(xiàn)注冊、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)調取和數(shù)據(jù)信息的訂閱、分發(fā)。提高整體服務管理系統(tǒng)的負載能力、運作能力以及共享能力，無論是下級的資源管理軟件還是上級的衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)都可以實現(xiàn)同標準的運作、調用和管理[1]。

2 衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的發(fā)展思路

2.1 整體架構體系的設計

傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信資源管理體系是相對分散的，衛(wèi)星系統(tǒng)的操控、通信服務的應用與星地鏈路之間相對獨立，各自有各自的一套系統(tǒng)，各自有各自的數(shù)據(jù)庫。要建立整體衛(wèi)星通信資源之間的“大系統(tǒng)”，需要基于現(xiàn)階段的信息技術實現(xiàn)新的數(shù)據(jù)交換和共享軟件的開發(fā)，經(jīng)過不斷的、反復的測試后才能真正地實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)之間的關聯(lián)，才能實現(xiàn)各“獨立”系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交換。隨著時間的推移和時代的發(fā)展，有新的變化和需求，就需要重復上述實驗，一旦操作機制不完善、共享程度低，都無法滿足大規(guī)模的、整體的通信資源管理需求。

衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的發(fā)展方向應該將相互獨立的系統(tǒng)管理平臺和下級服務軟件放到一起進行系統(tǒng)化的設計，利用計算實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理?；诮y(tǒng)一的服務體系，已經(jīng)實現(xiàn)存儲的資源和網(wǎng)絡資源之間的交融、采集、整理以及再分配，有效實現(xiàn)通信資源的靈活、快速調取、遷移和再利用。在統(tǒng)一的衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)當中統(tǒng)一標準，對原有的相對獨立的各系統(tǒng)之間進行統(tǒng)一化的設計和部署，既保證各體系之間的層次性，又保證各體系在一個統(tǒng)一的平臺進行管理。傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)包含衛(wèi)星運行控制管理系統(tǒng)、衛(wèi)星通信應用服務系統(tǒng)、星地鏈路運行管理系統(tǒng)3個部分。各系統(tǒng)模塊統(tǒng)一進行標準化的設計和部署。各系統(tǒng)模塊之間又包含基礎平臺、數(shù)據(jù)處理和應用服務3個層次，各層次之間相互獨立。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信資源管理架構如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)

而在衛(wèi)星通信資源統(tǒng)一管理系統(tǒng)當中，各層級之間基于統(tǒng)一的平臺進行了整體的衛(wèi)星通信資源的調整和整合。原有的衛(wèi)星運行控制管理系統(tǒng)、衛(wèi)星通信應用服務系統(tǒng)和星地鏈路運行管理系統(tǒng)統(tǒng)一屬于資源管理系統(tǒng)的應用層。在應用層還包含綜合態(tài)勢的監(jiān)視，管理計劃服務、統(tǒng)一的管理調度、系統(tǒng)運行的健康管理、應用執(zhí)行評估等，構成了一個虛擬化的服務管理平臺。除應用層之外，還包含服務層和基礎層?；A層顧名思義就是基于一定的計算機和云計算技術，借助各網(wǎng)絡通信設備、保密設備以及其他配套設施實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的存儲和管理，為進一步的數(shù)據(jù)分析和調用提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。服務層是為上一級的應用系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和通用服務，如模塊化衛(wèi)星運行和控制、星地鏈路、衛(wèi)星通信應用服務等提供專業(yè)的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)支持，還提供一些公共的數(shù)據(jù)服務，有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和對接流程。實現(xiàn)上下兩極數(shù)據(jù)的對接，有效把握綜合服務態(tài)勢，統(tǒng)籌各環(huán)節(jié)之間的管理[2]。

2.2 系統(tǒng)組成

衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)包含信息采集子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)、健康管理子系統(tǒng)、綜合態(tài)勢監(jiān)視子系統(tǒng)、管理計劃子系統(tǒng)、輔助決策分析子系統(tǒng)、統(tǒng)一管理調度子系統(tǒng)、應用和執(zhí)行評估子系統(tǒng)、資源信息服務子系統(tǒng)。衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)

（1）信息采集子系統(tǒng)。主要負責衛(wèi)星通信信息的采集和引接，并對信息數(shù)據(jù)進行篩選、統(tǒng)一格式轉化和處理，然后入庫儲存，方便后期的信息調取和運用。接收相關信息任務，做好信息任務的引接和統(tǒng)籌，并根據(jù)需要進行信息數(shù)據(jù)的引接和推送。

（2）信息處理子系統(tǒng)。主要負責衛(wèi)星通信信息的分析、整理和應急情況處理。按任務要求實現(xiàn)通信信息的歸納、分析、整理和判斷。

（3）健康管理子系統(tǒng)。主要負責對整個的系統(tǒng)健康狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，針對故障和風險及時做出預警，精準定位問題、解決問題[3]。

（4）綜合態(tài)勢監(jiān)視子系統(tǒng)。主要負責對通信衛(wèi)星的在軌狀態(tài)、衛(wèi)星運行和控制信息、通信衛(wèi)星的健康管理以及通信資源的使用情況等提供更具針對性、專業(yè)性、細致化且全面的動態(tài)展示，如二維和三維圖像，文字圖表等。更直觀、更形象地對動態(tài)運作實現(xiàn)監(jiān)控和展示。

（5）管理計劃子系統(tǒng)。主要負責接收管理需求，并對接收到的管理任務進行分解。生成相對應的對衛(wèi)星通信應用、衛(wèi)星通信運控以及星地鏈路各資源模塊的操作方案，并提供合理化的計劃、步驟和策略。

（6）輔助決策分析子系統(tǒng)。主要負責利用大數(shù)據(jù)對衛(wèi)星通信運控、衛(wèi)星服務應用和星地鏈路實現(xiàn)綜合性的分析，并進行方針推演，及時定位問題，及時解決問題，最終形成更科學、更合理的資源管理計劃和資源管理任務。

（7）統(tǒng)一管理調度子系統(tǒng)。主要負責根據(jù)具體的計劃、任務指令和安排到具體的執(zhí)行與作業(yè)，形成對整體的衛(wèi)星通信資源的指令和調度。

（8）應用執(zhí)行評估子系統(tǒng)。主要負責對通信業(yè)務完成的具體情況，借助具體的評估指標進行分析和評估，并形成評估報告。

（9）資源信息服務子系統(tǒng)。主要負責為各類用戶提供信息的采集、整理和分享功能，在信息資源服務系統(tǒng)可以實現(xiàn)公共資源和專題資源的信息檢索、信息瀏覽、信息下載和互動。

2.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)和運作流程

衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)是以資源目錄的統(tǒng)一管理方式對外提供數(shù)據(jù)共享和服務。資源服務的提供主要是基于目錄化的（信息采集引接、健康管理、綜合態(tài)勢監(jiān)視、管理計劃、輔助決策分析、統(tǒng)一管理調度、應用執(zhí)行評估、資源信息服務）管理應用服務和信息共享來實現(xiàn)。

標準化的服務管理和調用方式能夠在一定程度上降低信息資源在調取過程中可能出現(xiàn)的隱患，使服務共享變得系統(tǒng)化、標準化、便捷化、簡單化。服務注冊代理可以基于服務目錄系統(tǒng)進行代理和注冊，基于檢索功能，實現(xiàn)服務調用。通過兩級服務聯(lián)動有效實現(xiàn)資源管理。第一級衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一服務管理和調配。第二級衛(wèi)星運控、服務應用和星地鏈路等專業(yè)服務模塊，依據(jù)業(yè)務類型，提供專業(yè)服務和管理[4]。

2.4 管理系統(tǒng)效能評估

建立在云計算和大數(shù)據(jù)基礎上的衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)在衛(wèi)星通信資源的統(tǒng)籌和規(guī)劃、衛(wèi)星通信服務、信息數(shù)據(jù)的分析和處理以及整體的系統(tǒng)健康管理方面都有作用，實現(xiàn)了一定程度上各項目功能的提升。以數(shù)據(jù)類型為基礎實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)分析的標準化和結構化以及數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析整理。數(shù)據(jù)處理速度和數(shù)據(jù)處理能力均得到明顯提升與進步。

傳統(tǒng)形式上的數(shù)據(jù)服務，服務類型相對單一，服務周期長，而且服務功能相對較少，服務展示形式不足以滿足現(xiàn)實需求。

衛(wèi)星通信資源統(tǒng)一管理系統(tǒng)能夠實現(xiàn)分層次統(tǒng)一的數(shù)據(jù)部署和整合，整合得到的數(shù)據(jù)信息量更大、信息更全面，而且數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)展現(xiàn)的工具更豐富，選擇空間更大。整體的數(shù)據(jù)資源統(tǒng)籌更科學、更協(xié)調?；谛l(wèi)星通信資源的多維展示，可以通過通信資源的態(tài)勢圖實現(xiàn)不同時刻、不同空間的衛(wèi)星通信資源標注，合理地掌握衛(wèi)星資源的運行區(qū)間和空閑區(qū)間，為進一步實現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的合理管理和系統(tǒng)規(guī)劃做出一定的數(shù)據(jù)支持，然后進一步實現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的合理調度和安排。同時可以非常明顯地縮短數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)整合的時間，快速實現(xiàn)資源整合，形成調度計劃。

比如，傳統(tǒng)衛(wèi)星通信管理系統(tǒng)要實現(xiàn)不同軟件任務之間的切換，需要一天以上的時間進行重新部署和切換，但是基于衛(wèi)星通信資源統(tǒng)一管理系統(tǒng)，直接通過配置模板和目錄化的應用服務就可以實現(xiàn)資源的重新配置，正常實現(xiàn)軟件切換、同步推送和服務功能。一方面，大大縮短了切換和配置的時間；另一方面，也有效避免了因人工配置可能出現(xiàn)的種種瑕疵和紕漏，提高配置和切換效率。同時，保證重新配置和切換的質量。

原來相對獨立的管理系統(tǒng)，對于系統(tǒng)的故障和風險的預警與排查存在一定的局限性。一旦出現(xiàn)關聯(lián)性故障，將導致整個系統(tǒng)受影響，但具體的故障位置難以實現(xiàn)精準的定位，排查故障需要一定的時間和人力，最重要的是還會影響整個系統(tǒng)的正常運轉。但衛(wèi)星通信資源統(tǒng)一管理系統(tǒng)就不一樣，各模塊之間有著統(tǒng)一的健康排查系統(tǒng)，衛(wèi)星運控、衛(wèi)星服務應用和星地連接之間的信息是統(tǒng)一且高度匯集的，通過健康運維態(tài)勢圖就可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)整體的甚至細節(jié)化的實時監(jiān)控和預警。一旦一處發(fā)生風險，觸發(fā)預警，會形成預警聯(lián)動，觸發(fā)整個預警機制，健康系統(tǒng)會自動啟用健康診斷模式，精準地定位故障，實現(xiàn)故障問題分析，并形成健康診斷報告，啟動預警處理預案，有效解決故障問題，保障整個管理系統(tǒng)的健康、有序運轉[5]。

3 結 論

衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)的發(fā)展思路應該更系統(tǒng)化、標準化、規(guī)范化?；诮y(tǒng)一管理平臺的資源信息收集、共享、分析、處理和管理能夠更好地提升對于數(shù)據(jù)終端的服務體驗。衛(wèi)星通信資源管理系統(tǒng)實現(xiàn)了衛(wèi)星通信運控、衛(wèi)星服務應用、星地鏈路之間的統(tǒng)一和整合，實現(xiàn)了各模塊之間的基礎統(tǒng)一和鏈條化管理。對實現(xiàn)通信資源的充分利用，提高通信資源利用率，實現(xiàn)服務軟件升級都有非常重要的幫助。此外，衛(wèi)星通信資源的最大化利用還可以進一步推動衛(wèi)星通信應用系統(tǒng)的建設和完善。