摘要：2012年，水利衛星通訊應用系統在黃委建設的50處衛星小站建成投運以來，在水情報汛和日常水文業務中發揮了備用通道作用，確保了黃河重要水情資訊的傳遞，產生了很好的防洪減災效益。介紹了水利衛星通訊應用系統在黃河水文工作中的應用情況，就應用中發現的通話延遲、裝置維修費用及與水利專網的互聯互通問題提出了合理建議，以期為推廣和應用新一代水利衛星通訊平臺，提高抗災救災能力提供幫助。
關鍵詞：衛星通訊；水文；黃河
1概況
2000年以來，隨著國家加大水利基礎設施投入，黃河水文通訊取得了長足發展，固話、手機和網際網路在基層報汛站逐步得到了普及和發展。目前，黃委水文局已建成了與所轄上游水文水資源局、寧蒙水文水資源局等6個水文水資源局相連的廣域網路，通過GSM簡訊、北斗衛星以及公用網路取代了以往短波電臺和電話的報汛方式，構建了覆蓋全流域的水情報汛通訊體系[1]。黃委所屬雨量站和水位站全部實現了自動報汛，報汛工作的準確性、時效性和自動化水平得到了很大提高，職工勞動強度大為降低。為進一步提高水利通訊保障水平，2012年，水利部在水利衛星平臺基礎上，建成了水利衛星通訊應用系統，在全國七大流域機構建設了180個衛星小站，從而形成了水利專網、地面公網和空中衛星的有效結合、互為補充的立體通訊格局。其中，黃委共建設50個衛星小站，包括15個水情分中心站和35個報汛站。水利衛星通道不但可以進行常規的資料傳輸，還可以進行語音、影象等防汛綜合資訊的雙向實時傳輸，進一步提升了黃河汛情資訊採集和傳輸。
2水利衛星通訊應用系統概況
2010年水利部建成並投入執行水利衛星通訊平臺,2012年，水利部在水利衛星通訊平臺基礎上建設了水利衛星通訊應用系統,解決流域的水文報汛、應急搶險機動通訊、工程視訊監視、網際網路接入等綜合業務需求。水利衛星通訊平臺使用了亞洲5號和亞太6號通訊衛星，擁有27.2MHz衛星資源，採用兩種波段組合傳輸方案（Ku+C）。Ku波段使用亞洲5號衛星，頻寬22.2MHz；C波段使用亞太6號衛星，頻寬5MHz。水利衛星通訊應用系統主要由衛星轉發器和衛星通訊地球站組成，其中衛星通訊地球站根據功能又分為衛星主站、衛星小站兩類。水利衛星通訊應用系統組成見圖1。
2.1衛星主站
水利衛星通訊主站設在水利部，採用主流的DVB-S2技術標準、TDM/TDMA體制和Ku＋C波段組網，實現了衛星訊號接收、傳送和語音軟交換、IP資料廣播、網際網路接入、視訊服務等功能。
2.2衛星小站
一期水利衛星小站主要設在全國流域機構的水文、水庫站點，均使用亞洲5號衛星Ku波段轉發器資源。其從功能上主要分為語音資料小站、綜合業務小站和應急通訊小站3類小站。3類小站由於功能定位不同，所使用的組網方式、解決方案與裝置配置也有所差別，其中，語音資料小站具有語音資料通訊、高速資料通訊和資料採集組網功能，標準配置一般包括衛星天線、室外單元（BUC）、低噪聲放大器(LNB）、室內單元（IDU）、語音閘道器（IAD）、交換機、串列埠伺服器以及電話機等。綜合業務小站主要在語音資料小站的基礎上增加了視訊監控功能[2]，配置攝像機和硬碟錄影機或帶視訊儲存功能的視訊伺服器，將採集到的影象儲存於本地供日常監控使用，也可將實時影象通過衛星通道傳送至中心站。應急通訊小站主要在綜合業務小站基礎上增加了自動對星模組和單兵系統，可以服務於巡測、搶險等外業或應急通訊；目前，衛星小站中，黃委建設了47個語音資料站和3個綜合水文站（吳堡、黑石關、花園口站）。在二期建設中，黃委還將建設75個衛星小站（含3個應急便攜型衛星小站）。
3水利衛星在黃委應用情況
3.1衛星電話通訊
衛星小站語音通訊功能是利用主站配置的軟交換（SoftSwitch）和相應的中繼閘道器裝置來實現。黃委衛星小站可以通過衛星鏈路經主站軟交換直接與其他衛星小站使用者互通，也可以通過衛星鏈路經主站軟交換、VOIP閘道器、SDH專網與黃委各級專網使用者互通。由於後一種通訊鏈路實現了衛星電話接入黃委內線電話網，擴大了衛星電話通訊物件，而且較前一種通訊鏈路的衛星電話通話延時短，通話質量高，深受黃委衛星小站使用者和內線電話使用者歡迎，使用率較高。黃委水利衛星小站電話號碼編碼主要按照《全國水利通訊網自動電話編號》標準（SL417-2007）編制。根據衛星小站位置和所屬地區區號，黃委水利衛星小站共分配了12個局向號，分別為：93719、99319、99719、94729、93549、99349、99389、93989、93919、93799、95319、95469。
3.2高速資料通訊
為充分利用水利衛星通道，黃委建立了與常規報汛通道並行，從報汛站到水情分中心再到黃委水情中心的.水情傳輸衛星備用通道，採用“實時雨水情資料先到先入庫，同一資料不覆蓋”機制進行水情資料傳輸。為黃委10個水情分中心的衛星小站配置了應用終端和路由器，實現了衛星通訊網路和所在辦公區域網連通，使各衛星小站均能通過衛星通道訪問水利專網，增強了報汛單位上下級間業務聯絡。按照《水利資訊網命名及IP地址分配規定》的標準(SL307—2004)，黃委50個衛星小站水利內網IP分配在10.253.28.X和10.253.29.X地址段。黃委水利衛星系統網路結構見圖2。
3.3效益
水利衛星通訊應用系統的投入應用，為黃河水文增加了一條水情報汛備份傳輸通道，將水情分中心和報汛站與黃委內線互通，實現了報汛站與上級單位利用衛星系統的VOIP電話互通和網路互通，增強了各級黃河水文間業務聯絡，提高了黃河水文對黃河防汛安全、水庫排程運用、水資源管理等治黃業務的技術支撐力度。在2013年和2014年汛期水文工作中，黃委利用公網通道和衛星小站同時報送雨水情資訊，解決了常規通道故障情況下無法及時進行網路傳輸和語音通訊而影響正常報汛的問題，並在應急處置方面發揮了衛星通訊的突出優勢。
4水利衛星應用系統應用評價
4.1主要優點
（1）衛星通訊不受地形影響，不需建中繼站，通訊距離遠、通道穩定[3]、不受水毀、地震等突發災情影響，特別適合於點多，面廣、地理位置偏僻、公網通訊線路不發達地區，而通訊時效性、保障性要求高的報汛測站。水利衛星應用系統為各級報汛單位增加了一條與傳統公眾通訊系統並行的衛星備份傳輸通道，可有效增強防汛通訊保障能力，一定程度解決雨水情測報、預警和重點河段的工程視訊監控等通訊需求。（2）通訊功能全。水利衛星通訊與北斗衛星通訊相比，增加了語音通訊，資料廣播、高速網路應用等功能，非常適合基層防汛通訊應用。（3）基層使用者單位執行維護成本低。水利部在建設新一代水利衛星通訊平臺時，一次性購買了水利衛星通道15年使用權，對於各使用單位則採取免收衛星轉發器資源頻率佔用費、入網費、通訊費，極大程度降低了衛星通訊小站的執行成本。
4.2存在的不足
（1）水利衛星電話間的通話存在明顯延遲，部分衛星小站通訊不穩定。由於地面站到衛星中轉站的距離遠，根據使用感受，延遲接近1S，和普通電話相比，交流不夠流暢。另外，可能由於存在日凌中斷、星蝕和雨衰現象等原因[4]，部分小站的語音通訊不穩定，有少部分衛星小站電話存在時通時不通的情況，尤其在雷雨天氣效果不佳。（2）基層單位普遍缺乏衛星系統備品備件和執行維護經費，裝置維護困難。另外，衛星系裝置技術複雜，需要經過專門培訓的技術人員執行維護[5]。（3）由於一期專案缺乏配套的路由裝置和應用終端，黃委還未能全面實現衛星網路和水利專網的互聯互通，個別衛星小站還不能使用衛星通道的資料通訊功能。
5工作建議
目前，水利通訊的應用發展具有傳輸頻寬越來越大、傳輸質量越來越高、技術手段更新越來越快的特點，在水利業務的應用上出現了精細化、動態管理的趨勢[6]。2014年水利部已啟動了流域偏遠水文站資訊傳輸衛星通訊小站建設，專案將於2016年全面實施，專案實施後，黃委將形成擁有125個衛星小站的衛星報汛網，基本實現黃委所屬干支流水文站的衛星通訊全覆蓋，將大大增強黃委水情報汛的保障能力。為進一步促進水利衛星通訊系統推廣應用，提出如下建議：（1）加強二期專案通訊平臺優化和完善，加強裝置選型，提高系統穩定性；開展技術研究，提高水利衛星語音、資料及視訊監控的傳輸質量。（2）為衛星小站配置一定數量的備品備件和專用維修工具，滿足流域機構基礎維修工作需要。（3）各級水利衛星應用部門應加強相關裝置配套和執行維護工作，認真總結一期系統建設經驗，確保系統正常執行。
6結語
新一代水利衛星應用系統從設施、裝置軟、硬體到技術特點上都非常適合防汛基層業務工作。投入運用以來，在2013和2014年黃河水情報汛工作中發揮了顯著作用。隨著水利資訊化建設的不斷深入，水利系統對資訊傳輸的要求越來越高，衛星通訊作為專網和公網的重要補充將繼續發揮不可替代作用。在各級防汛部門推廣和應用新一代水利衛星通訊平臺以進一步提高抗災救災能力，效益顯著，很有意義。