Inmarsat—C卫星通信系统：解析与应用

1.Inmarsat—C通信系统简介

Inmarsat通信系统由三部分组成:空间段、地面站和移动终端,如图2-4-4所示。

图2-4-4　Inmarsat通信系统示意图

海事卫星通信覆盖除两极区以外的整个地球。主用卫星四颗,分别覆盖大西洋东区、太平洋、印度洋和大西洋西区四个洋区,另有七颗备用卫星。测报系统主要采用Inmarsat—C终端系统。

中国是Inmarsat创始成员国之一,Inmarsat中国签字者为交通部北京船舶通信导航公司。该公司作为中国向国际移动卫星组织负责的唯一经办机构,负责在中国经营和管理Inmarsat业务,向用户提供从终端设备入网启用、通信服务、技术支持到账务结算的一条龙服务,建设和运营北京海事卫星地面站。该地面站自1991年正式运转至今,能够提供几乎所有Inmarsat业务,包括Inmarsat-A、B、M、C、及Mini-M 型标准业务。其强大的技术支持和网管阵容为陆海空用户提供24h不间断的全球、全天候的移动卫星通信服务。

2.Inmarsat—C业务介绍

Inmarsat—C通信系统空间段包括通信卫星、网络协调站和网控中心。卫星地面站为卫星和陆地网之间的连接枢纽。Inmarsat拥有和运营空间段,制定通信技术规程。各国签字方拥有和运营卫星地面站,负责对用户提供服务,制定收费标准。Inmarsat—C 用户终端体积小、重量轻,全向性收发天线。用户终端的能耗低,可以使用蓄电池、太阳能等电源,尤其适合边远地区使用,且设备费用经济。世界上有实力的生产厂家都可按照Inmarsat制定的技术指标生产用户终端,但须经Inmarsat测试获得类型批准后方可投入市场销售。目前,世界上有众多厂家生产Inmarsat—C用户终端,型号近50种。

Inmarsat-C终端的通信方式有两种:电文方式和数据报告方式。电文方式是利用信息信道传送大批量数据的一种存储转发业务。采用电文方式传送数据,数据到达地面站后要重新打包,然后转发给接收方,需要的传输时间比较长,通常要五六分钟,若地面站当时的业务繁忙则传输时间会更长一些。但电文方式传送数据,由于采用了错误校验、信息重发和收妥确认等技术手段,数据传输的可靠性比较高。电文方式一次最多可传送数据32K 字节。数据报告方式是利用信令信道传送小批量数据,一次最多传送32个字节。数据报告方式分为两种:一是移动终端到陆地用户数据报告方式,经由地面PSDN 或PSTN网;另一是移动终端到移动终端的数据报告方式。数据报告方式传送时间比较短,从发送端到接收端为40s左右,非常适合于要求传输数据快、传送信息量小的稀路由用户,如水文测报、输油输气管理监控、地震、森林及海洋等领域的数据监控和采集。

3.Inmarsat—C数据通信方式

Inmarsat—C系统是一个以存储转发方式向用户提供双向全球卫星移动数据通信的系统,其通信速率为600bit/s。

移动终端到移动终端的数据报告业务的工作方式是将一组用户,如一个水利部门所有野外无人值守站和监控中心站,组成一个网,分配给它们一个数据网号 (DNID)。此网中所有终端都有各自不同的成员号,其中有一个或两个终端可设为主站 (中心监控站),其余终端为从站(在水利部门即为野外无人值守站)。每个网络最多可容纳255个从站,如果一个网的容量不够,可申请使用多个网号,每个卫星地面站的网号资源可达65536个。从站可定时自动地向主站控制中心发送数据,每次可发1～3包,各个包捎带数据量分别为8字节、12字节、12字节,共32个字节。主站可向网中所有从站发送数据或控制指令,也可以向网中某一从站发送数据或控制指令。

通过PSTN 或PSDN 网的数据报告方式的特点是地面站与中心控制站间不是通过卫星链路连接,而是通过PSTN 或PSDN 有线网连接。移动终端到移动终端的数据报告方式的特点是所有通信均不经过陆地网,通信不受陆地网的限制,对于陆地网不发达的地区,使用这种组网方式比较合适,如西藏、新疆等地区。

两种方式的通信如图2-4-5所示。

图2-4-5　Inmarsat—C 水情测报系统

4.组成及其功能

(1)遥测站。遥测终端机把自动采集到的水文参数通过基带信号传送给Inmarsat—C遥测终端转换器进行数据存储,再通过协议转换把数据按规定格式传给Inmarsat—C站发送出去,同时Inmarsat—C站也要接收由中心站发来的信息传送给Inmarsat—C遥测终端转换器,进行命令、修改参数等工作。

(2)中心站。随时接收Inmarsat卫星转发的各遥测站上报的水文数据,对数据进行检查、存储、显示、打印等处理;向所有或某个遥测站发送控制命令,包括控制每天发送的次数和校时等。

5.技术指标(www.xing528.com)

本系统技术指标达到SL61—2003 《水文自动测报系统技术规范》要求。

工作方式为全自动、无人值守、实时数据采集;供电方式为太阳能电池板向蓄电池浮充供电的直流供电。

平均无故障工作时间MTBF≥2年。

水文参数为雨量、水位、流量、蒸发量、泥沙量等。

数据月平均畅通率不小于95%。

例 [3]

TT—3022C技术性能如下:

工作频率:接收1525.0～1559.0MHz;发射1626.5～1660.5MHz

信道带宽:1.25/2.5/5k Hz。

调制方式:1200字符/s,BPSK。

数据速率:600bit/s。

终端接口:RS232,110～38400bit/s。

固态储存器:Flash512K 字节和SRAM256K。

电源:10～32V 直流电,接收和发射功率分别为4.8W 和81W。

环境温度:电子单元-25～55℃;天线单元-35～55℃。

相对湿度:40℃时,95%不冷凝。

尺寸:电子单元50mm×180mm×165mm;天线124mm×156mm。

重量:电子单元1.3kg;天线0.75kg。

6.应用情况

Inmarsat—C系统已应用于长江、黄河和珠江等流域,二滩电站、广东飞来峡、红水河天生桥等测报系统中。