（嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司 628400）
摘要：近年来，集约化管理已是各发电企业的重要管理模式，随着远程集控中心的建设、运营，当自然灾害发生时，传统的地面光纤网络传输方式已不能完全满足电力生产信息的传输需求，因此应急卫星通讯方式成为了电力系统最佳的补充和备份。本文首先分析了卫星通信系统的组网方式和区别，最后根据大唐在川企业应急通讯应用需求对卫星组网方式进行了研究探讨，并提出了组网方案建议。
关键词：电力应急；卫星通信；组网方式
在当前的电力应急通信领域中，传输实时性、稳定性要求很高，光纤传输方式损耗低、容量大、传输质量好、可靠性高，为目前的主流传输方式。可当遇到突发情况如地震、冰冻、洪涝等重大自然灾害时,电力设施、通信网络往往遭受到严重破坏甚至毁坏, 将严重影响电力调度数据传输的持续性，并会造成经济损失甚至政治影响[1]。因此，加大对卫星通信的研究，并将其用于组网中非常重要，下面，本文从以下几点探讨电力应急卫星通信组网方式的应用。
1.卫星通信概述
所谓的卫星通信指将人造卫星作为中转站进行无线电信号的转发，在两个及以上地面站通信。VSAT是20世纪80年代研发的通信设备，在医疗卫星、交通运输、国防军事、新闻广播等行业广泛应用。其特点为：覆盖面广、通信容量大、通信距离远、不受地域和地理条件的限制、传输速率高、良好的广播性能、组网灵活、费用低廉、可靠性高、网络建设快速，对于我国广大的偏远地区、地形地貌复杂地区以及经济欠发达地区，是一种极其有效的、较为经济的通信方式。特别是在解决应急指挥通信网络方面，卫星通信作为解决这类地区的通信方式，或者作为地面网络的补充仍具有广泛的重要应用。
2.卫星通信组网方式和区别
2.1组网方式
卫星系统通信目前主要有点对点、点对多点、多点对多点方式，通信网结构形式又分为星形网络、网状网络和混合网络三类。
2.1.1点对点组网
点对点组网方式也是单路单载波方式，具有灵活方便、用途广的特点，该组网只能在载波上传输一个话路，借助两个载波满足地面站的接收、发送需求，实现点对点的通信目标。通常情况下，卫生转发器上的点对点载波排列相对均匀，双方通信时必须构建通信，且占用收发二个通道。点对点方式又分为两个卫星站点对点和多个卫星站的点对点两种模式。
2.1.2星状网
星形网络是由主站和多个小站共同组成，其中，主站除负责管理网络、发送和接收信息外，还要为各小站提供传输信息的通道，对各站进行控制；合理分配各站点权限，如用户级别、宽带、通信频率等。一般来讲，一个星形网络能容纳几百甚至上千小站，网络内所有小站都与主站建立直接通信链路，可直接通过卫星（小站-卫星-主站）沟通联络。实际工作中，各小站不能直接通信，必须经由主转中转，由此可见，小站的链路需要经过两次卫星、双跳才能连通，故信息传输时间比较长，会导致小站用户在通话时会出现不适应的情况，降低服务质量[2]。
星状网的优点是小站共享载波，网络规模支持很大，有少量同步信号等开销，开销不大，且开销比例不会因为小站数量的增加而增加，小站便宜成本低。缺点是主站复杂成本高，当小站数量越多时，综合成本越低。适合传持续的常规性固定的小流量业务（如少量语音，小流量的监控数据等）；不适合传固定的持续大流量业务及突发性临时业务（如视频）。
2.1.3网状网组网
和星形网络相同，网状网组网也由一个主站、多个小站组成。网状网组网中的小站按小站、卫星、小站的方式通单跳信，无需经由主站中转，这种情况下，不但能减少传输时间，还能提高用户通信时的舒适度。在网状网组网中，主站经由网络管理系统，来分配小站通信道，监视各小站的工作情况。并且，该组网方式还允许各小站直接通过卫星转发器构建链路，组网便利、通信效率高、传输时间短。网状网主站与小站硬件基本通用，对各站点设备有较高要求，增加建设成本[3]。网管软件在主站安装，管理全网的监控、调度、修改参数、控制等功能，确保全网正常运行；当主站卫星设备硬件故障时，监控、管理、调度功能仍将失效，
网状网所有站点的收和发均在一个载波上，要求系统有非常严格的时间同步、信令控制技术。需要大量的开销（同步、信令、握手等），且站点数量越多，开销越大，导致卫星带宽的时间利用率大幅下降。因此，网状网系统一般规模较小（站点数量控制在10～20之间）。
2.1.4混合网络
混合网络是融合星形网络和网状网络于一体的网络，集中各自有利的方式完成链接。网中各VSAT小站之间可以不通过主站转接，而直接进行双向通信。
2.2区别
第一，组网特点。点对点组网方式每一时刻、每个通信站只能和一个通信站通信；星形组网方式中的主站控制每个终端站，且各端站能相互联系、相互通信；网状网组网方式中的每个终端站能在不经由主站时就能建立联系和通信，由主站对各终端站的链接进行控制；混合组网集中星形和网状网的有利方式。
第二，通信能力。点对点组网方式只能适用于两点之间的相互通信，每个同通信站的工作能力比较强。星形组网方式中的主站出境能力强，入境能力和主站配置关系密切；每一个终端站通信能力较弱，尤其是将终端站作为应用中心的时候，其接收与发送往往会受到多方面的影响，并且所采取的网状网组方式只能与部分内容相互关联 [4]。混合网可实现单路单载波和共享载波的任意切换，满足不能境况下的使用需求。
第三，使用。点对点组网方式在使用时必须进行科学、合理的配置，操作过于复杂；星形组网方式具有即开即用的特征，操作比较简单；网状网组网方式使用期间也需要进行配置，操作复杂。
3.卫星通信组网方式在电力应急系统中的应用
从电力应急通信保障的管理风险上看，多可分为常规的通信保障、重要事件的通信故障、突发事件的通信故障。和重要事件的可预测性相比，突发事件带来的影响是无法预测的，因此需重视对应急方案的设计，一旦发现突发事件，立即启动应急方案将风险降至最低。
3.1总体方案需求
大唐在川企业在役在建电站总装机容量近760万千瓦，根据规划，拟将大渡河（2座电站）、嘉陵江（1座电站）、岷江（2座电站）、涪江（1座电站）、定曲河（1座电站）、金汤河（3座电站）等流域10座大、中型电站接入成都市进行远程监控，并预留接口及位置。应急情况下，大唐在川企业应急卫星系统网络需实现各电站间及各电站与成都控制中心间的的网络协同工作，从而提高应急通信系统的安全性。
3.2功能拓扑和组网方案探讨
所构建的通信网络，能满足传输数据、视频会议、传送数据、远程应急指挥、和其他应急系统进行通信的需求。从大唐在川企业应用通信系统需求来看，成都市控制中心及各流域电站间应均能实现快捷、可靠的应急通信，流域单电站配备星状功能子站、流域多电站配备网状功能子站[6]。一旦发生应急事件，应急卫星信系统能立即将调度语音、电力数据及视频信息在各流域电站间或受控电站至成都市控制中心间实时传传输，确保电力生产工作有效持续进行。
4.小结
综上所述，应急卫星系统不但能满足不同通信系统的互联需求，还能从根本上解决光纤通信退运时电力生产应急情况下的互联互通。但随着网络规模的增大和站点种类的增多，单一物理网状或物理星状组网结构已难以适应各种复杂多样化的应用需求。混合网络模式在网络管理、资源调配、组织应用和业务服务质量等方面都具有明显的优势。
参考文献：
[1]韩伟,丁仁山.OSPF协议在卫星通信网络的应用与优化[J].数字通信世界,2013,22(11):26-29.
[2]叶潇,崔力民,张振杰,等.卫星通信在电力应急保障中的应用[J].中国新通信,2015,36(15):94-95.
[3]张竹馨,刘广斌.卫星与WiMAX系统应急场景混合组网研究[J].电子世界,2016,10(1):81-82.
[4]陈金泉,毕冉.卫星通信在输油管道的应用[J].建筑工程技术与设计,2016,19(6):1302-1302.
[5]李怡,庞友嘉,易克初,等.大容量宽带卫星通信系统的下行高效传输方法[J].西安交通大学学报,2017,51(3):98-104.
[6]谢小军.基于WiFi电力应急卫星通信系统组网方案设计[J].信息通信,2013,20(3):213-215.
论文作者:王雁冰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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