全国水库通信项目建议书编制.docx

全国重点中、小型水库防汛通信预警系统建设项目建议书指导文件全国重点中、小型水库防汛通信预警系统建设项目建议书指导文件水利部水利信息中心长江勘测规划设计研究院长江水利委员会网络与信息中心2008年11月36目 录1、概述12、建设目标与范围22.1建设目标22.2 建设范围23、 建设原则34、建设周期45、编制要求45.1基本要求45.2建设方案编制要求45.3投资估算8附件1：“重点中、小型水库防汛通信预警系统项目建议书”提纲10附件2 水库通信常用解决方案131、超短波通信132、短波通信163、微波通信194、卫星通信215、无线接入通信296、光（电）缆通信337、“最后1KM”通信方案341、概述我国有8万多座水库，中小型水库占水库总数的99以上。数量庞大的中小型水库在防洪、灌溉、发电、城乡供水、航运和水产养殖等方面发挥着重要作用，是我国防汛工程体系和水利基础设施的重要组成部分。但是，由于水库总体数量大，病险隐患多，目前我国水库工程的现状和安全管理的整体水平仍然滞后于经济社会的发展。中小型水库通信预警设施严重不足是水库安全运行的重要隐患之一。根据2008年水利部在全国进行的调查结果统计，在收集的80940座中小型水库中，有41.99%的水库没有任何通信预警手段，其中包括：3.78%的一般中型水库、29.65%的小一型水库、47.03%的小二型水库。大部分中小型水库没有水雨情测报设施。即使已有的水库通信设施也大多陈旧落后，可靠性差，在发生暴雨洪水时，非常容易发生通信中断或拥塞，给水库调度带来很大的难度，水库一旦发生险情，难以及时对外报警和组织抢险，威胁水库下游地区人民生命财产安全。中央领导对水库安全工作高度重视，多次作出批示，要求加大病险水库加固治理的工作力度，建立通畅的信息预警渠道，确保水库安全运行。陈雷部长在2007年全国水库安全度汛现场会暨电视电话会上提出：完善通信预警设施建设对于提高水库及下游防灾避险能力具有重要作用。要加快中小型水库通信预警设施建设，切实改善通信条件。要花几年的时间，通过综合运用专网、公网等技术手段，按照先重点后一般，先全国防洪重点中型水库、一般中型水库再重点小型水库、最后一般小型水库的原则，因地制宜地制定切实可行、可靠的水库通信方案，确保每座中小型水库都具备一种可靠的通信报警手段，重点中型水库具备两套互为有效备用的通信预警手段，从根本上扭转中小型水库通信落后状况 。为加快中小型水库通信预警系统建设，受部委托，水利信息中心于2006年启动了全国重点中小型水库应急通信预警系统建设的前期工作，2007年，水利部正式批复水利信息中心开展项目建议书的编制。2008年4月，在各地大力配合下，水利信息中心完成了全国中小型水库防汛通信预警现状调研工作。本次项目建议书编制工作采取自下而上的方式，由各地按照本辖区内中小型水库通信的实际情况编制本辖区项目建议书，在此基础上，由水利信息中心组织编制全国重点中小型水库防汛通信预警系统建设项目建议书。制定全国重点中小型水库防汛通信预警系统建设项目建议书编制指导文件，目的在于统一认识，明确编制任务和编制要求，指导和规范全国重点中小型水库防汛通信预警系统项目建议书编制工作。2、建设目标与范围2.1建设目标 1、保证重点中型水库具备两套可互为有效备用的通信手段，保证一般中型水库和重点小型水库至少有一种通信手段；2、在中型水库和部分重点小型水库建设水雨情自动测报系统；3、加强重点地区应急通信设施建设与储备；4、在重点中小型水库地区建设预警系统。2.2 建设范围建设目标1的建设范围为所有未达到目标要求的中型水库和重点小型水库。各地方纳入建设范围的重点小型水库要综合考虑水库下游人口和经济情况、对社会和环境的影响程度、库容和坝高、防洪抗旱及水资源调度重要性等因素。已完成除险加固或已列入除险加固规划，并与本项目建议书建设目标相一致的中小型水库，本次不再考虑。建设目标2的建设范围为所有未建水雨情自动测报系统的中型水库和确有必要的重点小型水库。建设目标3的建设范围为部分重点地区防汛指挥部门。主要包括在重点省级防汛指挥部门建设应急机动通信系统；在部分水库比较集中，通信技术手段难以逐个水库建设通信系统，或是限于现有的管理体制难以单独配置通信设备的水库所在地区，集中储备应急通信设备，以便调配使用。力争通过集中储备的方式，来解决未纳入目标1建设范围的所有中小型水库的通信问题。建设目标4的建设范围为部分重点中小型水库，选择水库威协范围较大，下游人口较多、现有预警系统不能满足要求的地区建设预警系统。即在已实现目标1，水库的险情能够传输到周边村、镇或县的基础上，通过建设喇叭、警报等各种预警手段，为受水库威协的城镇、乡村、居民点、学校、工矿业等地的群众发布预警信息。3、 建设原则项目的建设原则为：1、统筹兼顾本项目建设涉及的水库数量众多，涉及面广，建设难度大，各地在编制项目建议书时，要统筹谋划、协调各方，充分调动一切积极因素。要分清轻重缓急，保证重点，兼顾一般。要建管并重，充分考虑系统建成后的运行管理。要处理好已有资源和新建系统、公网和专网的关系，避免重复建设。要考虑区域经济发展水平，适度向贫困地区倾斜。2、因地制宜水库情况千差万别，各地在选择建设方案时，要因地制宜，根据所处地理条件、经济发展水平、管理体制等不同的情况，采用相应的建设方案。通信预警系统应保证话音业务，能将险情、警情及时传递到下游群众和上级部门，满足防汛抢险、指挥调度的基本要求。在此基础上，各地可根据实际需求建设水雨情自动测报系统和应急通信系统。 3、实用可靠水库大多地处偏远，地形复杂，不利于有线电路的建设及维护，而且管理人员不足，因此在编制建设方案时，要以无线方式为主，有线方式为辅，系统结构要简单，操作简便，能耗较小，系统抗毁能力强，能够在最短的时间完成信息的可靠传递，以保证在防汛关键时刻通信预警的可靠性。4、经济合理系统建设要在满足需求的情况下，充分利用现有资源，降低建设成本，并尽量采用运行维护成本比较低的设备或技术手段，以减少后期投入。4、建设周期本项目建设周期为2年。各地区按照2年的时间安排建设内容和年度投资计划。5、编制要求项目建议书的编制要按照水利信息系统项目建议书编制规定（sl/z346-2006）进行编制，同时遵循如下要求。5.1基本要求1、项目建设背景：应从中央治水方针和水利部治水思路及本地区经济社会发展的需求出发简述项目建设的背景。2、现状分析：详细描述现有重点中小型水库通信设施、系统结构、功能、使用情况以及预警手段等。3、存在的问题：结合项目需求分析，描述现有重点中小型水库通信预警存在的主要问题。4、必要性分析：结合需求和现状，以及要实现的目标，阐述本地区重点中小型水库通信系统建设的重要意义及各项建设内容的必要性和紧迫性。5、建设及运行管理：对建设管理及运行管理情况要加以具体描述，在水库管理体制比较复杂的地区，可按不同管理性质的水库分别加以说明。6、实施计划：在编写实施计划时，要以二年为期，分年度说明。5.2建设方案编制要求在编写建设方案时，按照选用的水库通信技术方案（参考附件2）、自动测报系统、应急机动通信系统、预警系统四大类来分节描述。1、在水库通信技术方案中，要明确技术方案名称并按其分类，对每个水库分别说明系统的信息流程，结构及组成，各组成部分的基本功能，必要时以图表形式说明；对系统各组成部分的技术要点和方案进行描述，说明主要设备的型号、技术参数、数量等，系统建设中的土建及配套工程要说明其主要内容和工程量。技术方案相近的水库可以归类，不必一一描述，但要详细列出纳入每种技术方案建设范围中的水库和设备配备情况。2、自动测报系统主要建设范围是中型水库和部分重点小型水库，要求与第1条基本相同。3、应急通信设施储备可分为应急机动通信系统建设和应急通信设备储备两部分：在应急机动通信系统方案中，有需求的省级防汛指挥部门可建设应急通信指挥车或采用便携式卫星小站及其它国内外先进的机动通信设备构建应急机动通信系统。应急通信设备储备方案要列出储备设备的名称、数量和型号等，并列出本储备服务的水库名称。4、预警系统建设方案可以按预警方案接近或相同来归类说明，每一种预警方案之下要列出水库及村镇等具体名称。要详细描述预警方案，说明其采用的方式，如喇叭、电视、收音机广播、电话、短信、专用警报系统、锣鼓等，列出配备的设备名称、数量，有土建及配套工程要说明其主要内容和工程量。以上建设方案之后都应附有水库名录分表，在总的建设方案之后要列出总表，总表格式见表5-1，表5-2所示：表5-1 *省（市）重点中小型水库防汛通信系统建设方案汇总表序号水库名称所在地水库类型上级主管部门已有通信方式新建通信方式新建应急机动通信系统（套）新建水雨情测报系统（套）新建通信电源新建配套设施建设实施年经费估算（万元）Ups电源（套）太阳能（套）发电机（套）铁塔机房数量（座）合计高度（米）改造（m2）新建（m2）一*地区区(一) *县12 （二）12二*地区注：（1）水库类型一栏中a为重点中型水库；b为一般中型水库；c为小（1）型水库；d为小（2）型水库；（2）实施年一栏填写第1年或第2年；（3）配套设施建设填写通信铁塔（高度（m）、数量(基)）、机房（改造或新建面积（m2）；（4）通信技术方案一栏填写具体通信手段，如“超短波、无线接入”等；（5）使用通信电源的水库在通信电源一栏中根据需要选用一种电源；（6）应急机动通信系统仅在县或地区填写。表5-2 *省（市）重点中小型水库防汛预警系统建设方案汇总表序号水库名称所在地水库类型上级主管部门建设地点新建预警系统主要设备及数量实施年经费估算（万元）名称数量一*地区区(一) *县12 （二）12二*地区注：表中“所在地”填写水库所在地点名称；“建设地点”填写预警系统建设所在地点名称（如*村）。5.3投资估算5.3.1编制说明概述要说明工程规模、工期、工程总投资和分年度静态投资等。编制依据主要参考：1、信息产业部HYD4-2005电子建设工程（概）预算编制办法及价格依据；2、水利部水总2002116号水利工程概（估）算编制规定；3、国家计委、建设部计价格200210号文工程勘察设计收费标准。5.3.2投资估算说明各项建设内容的测算依据和取费标准。取费标准主要参考：1、人工费和主要设备、材料预算价格采用2008年第三季度价格水平；2、建筑工程只列机房设备接地系统、机房费用（装修、改造），通信铁塔费用；3、预备费按工程总投资的8%计取，价差预备费不计列。投资估算总表参考表5-3。表5-3 投资估算总表项目名称： 单位：万元序号费用名称投资概算金额合计备注第一年第二年总计：（一）建筑工程费1机房建设费2铁塔建设费小计：（二）设备购置费1水雨情监测系统2应急机动通信系统3超短波通信4短波通信5微波通信6卫星通信7预警系统（三）系统集成费小计：（四）其它工程和费用1建设管理费2前期工作费用3设计费4工程监理费5招投标费6培训费7其他小计：（五）项目预备费小计：附件1：“重点中、小型水库防汛通信预警系统项目建议书”提纲前言1 项目简介 1.1 项目概况 1.2 编制依据 1.3 建设内容概况 1.4 总投资及来源 1.5 效益 1.6 结论2 建设的必要性 2.1 项目建设背景 2.2 现状分析 2.3 存在的问题 2.4 必要性分析3 建设单位概况 3.1 单位简况 3.2 机构职责4 系统需求4.1 业务需求4.2 功能需求4.3 性能需求4.4 信息量估算5 指导思想和原则 5.1 指导思想 5.2 建设原则6 建设方案 6.1建设规模与内容6.2建设目标 6.3 总体系统结构 6.4 技术方案设计 6.5 设备配置 6.6 土建及配套工程 6.7 其它7 投资估算及资金筹措 7.1 编制说明 7.2 投资估算 7.3 资金筹措8 实施计划 8.1 实施方法 8.2 工期及进度9 建设与运行管理 9.1 建设管理 9.1.1 建设管理组织机构 9.1.2 招标方案 9.2 运行管理9.2.1 运行管理组织机构9.2.2 运行管理经费及来源9.2.3 运行维护管理措施10 效益分析 10.1 社会效益分析 10.2 经济效益分析 10.3 环境效益分析11 结论与建议 11.1 结论 11.2 建议附件2 水库通信常用解决方案1、超短波通信超短波通信的传播方式主要是空间波视距传播，当需要超视距通信时，则利用中继站进行接力通信。视距传播比天波传播稳定性高，受昼夜和季节变化的影响小，信道质量高。超短波频段划分为VHF（30300MHz）和UHF(3003000MHz)两段，目前工作频段有：150MHz、350MHz、450MHz、800MHz频段等，通常商用超短波话机工作频段分为VHF频段的 V高段（148174MHz）、V低段（136160MHz）和全段（136174MHz），在UHF频段，一般分为U高段（450470MHz）和U低段（400430MHz），极少有U全段（400470MHz）的。功率等级一般有：4/5/6 W；25W；40 W；50 W；65 W等。人们通常将功率小、体积小的手持式的无线电话机叫做“对讲机”，功率一般在10W以下。而将功率大、体积较大的可装在车（船）等交通工具上或固定使用的无线电话机又叫做“电台”，如车（船）载台、固定台、基地台、中转台等。1.1系统组成利用超短波电台（含手持机）可以组成水库通信的解决方案，超短波电台在中小型水库通信中可以用作点到点的报警通信和组网通信，由于超短波是视距传输，它的通信距离远远小于短波通信的距离。如果传输距离不够或传输途径有高山阻挡，可以在适当位置加中转台，以扩展超短波电台的通信距离。所以，超短波通信系统由终端台/手持机+基台组成，也可由终端台/手持机+中继台+基台组成。见图1-1。以市/县水利局为中心节点，与若干个村镇和水库库区的通信点之间组成树型网络结构，网络拓扑示意图见图1-2。超短波通信的优点是：（1）信道稳定，通信质量比短波好。（2）超短波电台可用于点到点/组网通信，如果传输途径有高山阻挡，可以在适当位置加中转台。手持对讲机体积小、重量轻，适用于在防汛抢险和水利工程施工现场等现场指挥通信。图1-1 超短波水库通信示意图图1-2 超短波通信网拓扑图（3）配置调制解调器的超短波电台可以进行水文和水情信息传输，组成自动水文或水情测报系统。（4）在应急机动通信车上可安装超短波电台进行应急机动通信，作为现场指挥的通信手段之一。超短波通信的缺点是通信距离不够远，传输途径上不能有遮挡。在有高大建筑物或高山阻挡，影响视线传输，或有多径干扰的情况下，实际通话距离比理想状态下短。1.2电台设备超短波电台一般由发射机、接收机、载波终端和天线组成。发射机一般采用间接调频和多级倍频，以获取所需的频偏，提高发射信号的边带功率；发射机的末级功放使用C类工作，以提高效率。接收机是典型的调频式超外差接收机。载波终端将基带信号变换为二线话音信号，接通用户或接至市话交换设备。天线一般采用结构简单、增益较高、方向性较好的三单元或五单元八木天线。在接近微波段的高频端，也可采用角形反射面天线等。超短波电台的中继台则仅有通达两个方向的发射机和接收机，以及相应的天线。1.3注意问题在水库通信中使用超短波通信要注意下述几方面：（1）模拟技术与数字技术的更新换代数字化电台的频谱利用率高、话音质量好、数据传输功能强，在采购设备要优先考虑数字式设备。但模拟式电台/对讲机技术已经十分成熟，价格也很便宜，在很长一段时间内还将继续应用，并向体积小、成本低、功能强、更商品化的方向发展。在一定的时间内这二种方式设备将发挥各自特点共同发展。（2）如何节省超短波的频谱资源超短波通信采用单工通信工作方式节省频谱资源，单工机又分为同频单工机（或称单频机）和异频单工机（或称双频机、准双工机）。同频单工机是指发射和接收都工作在同一频率上，能最有效地使用频率资源。异频单工机只是在有中转台的无线电通信系统中使用，现在很多单工机既能同频工作又能异频工作。从频谱管理上，水库与河流的分布地域广，在偏僻地区、山岭之间地区的超短波通信频谱可重复利用，这样可节省分给水利部门的频谱资源。（3）如何选用对讲机对讲机是点对点通话的常用设备，但其种类繁多。对讲机分为专业机和民用机两类。专业机的发射功率大于4W（目前最多见的是4W和5W），通话距离一般在010km，主要满足对通话距离要求较远的应用。此类机器价格较高，常用的有：摩托罗拉 GP88s , GP2000 ，健伍TK3107, TK3207，威泰克斯 VX-160,VX-218,艾可慕 IC-F26等。民用普通对讲机的发射功率不大于0.5W,其通话距离一般在03公里,主要满足近距离的应用，此类机器价格较低，产品有：摩托罗拉T5628，T5728，T6200c，T7618 ，A8等。还有一类对讲机介于专业机和民用机之间，发射功率为2W左右，实际通话距离大约在4公里内。常见的机型有南方贝尔2290ZWP等。这类对讲机主要满足对通话距离有一定要求，对机器的价格也要求不要太高的使用者。1.4适用范围超短波通信适用于没有高山阻隔，地形比较平坦且距离较近的水库报汛点与接收点之间的通信；对讲机适用于距离在35km 以内的点对点报汛通信。超短波电台和对讲机通信的设备成本和运行维护费用比较低，适用于投资额较小的项目。2、短波通信短波通信采用地波和天波两种方式传播，主要以天波方式传播，天波传播方式是通过地球大气层上部的电离层进行折、反射，可以到达很远的距离，多次反射可以实现远距离通信，但短波通信在20km120km之间存在盲区。2.1系统组成由于短波信道的特点，短波通信在水库和水利通信中主要传输语音和低速数据，短波通信基本用途有：（1）点到点和组网话音通信，实现指挥调度和遇险报警通信。（2）数据信息传输。短波电台配置调制解调器，在网内可以进行数据通信，自动传输水文和水情信息，组成自动水文或水情测报系统。利用短波电台进行遇险报警通信的优点是：（1）不需要铺设光（电）缆或传输线。（2）可以用于应急机动通信和移动中通信，在发生防汛抗洪的突发事件中，应急机动通信车上要配备的多种通信设备内可包含短波电台。短波遇险报警通信的缺点是信道不稳定，传输速率低，传输质量差。短波通信解决方案的示意图如图2-1。水库库区、村镇和市/县水利局配置短波电台，就可以组成一个短波通话网，该网络具有群呼、组呼和单呼等功能。图2-1 短波通信示意图以市/县水利局为中心节点，与若干个村镇和水库库区的通信点之间组成树型网络结构，网络拓扑示意图见图2-2。图2-2 短波通信网拓扑图2.3电台设备短波通信电台经历了从模拟式到数字式的转变，目前电台质量较好的品牌有柯顿（Codan）电台、Icom电台等。柯顿（Codan）NGT系列短波电台，电台主机分为SR、VR、CR三种型号。这三种型号都采用柯顿（Codan）的HF射频技术，主机的技术性能指标相同。三个系统都具有可选的自动链路管理（CALM）能力和可选的GPS、传真、数据、电子邮件功能。NGT VR电台的标准配置还具有便携式特点，而且呼叫功能和远程诊断功能是可选的。柯顿（Codan ）NGT CR是2006年针对中国市场设计推出的新机型，性能与NGT VR接近，但信道由20增为100个，菜单屏幕由西文显示实现中文显示。2.4注意问题我国许多中小型水库至今仍有大量的模拟式短波电台在工作，模拟式短波电台通信质量不好、组网能力差，以短波通信方式解决水库通信应注意的问题有：（1）推广采用数字化短波电台短波通信将走向数字化、网络化，因此要选用现代数字化短波电台设备来规范和改造短波通信网，使水利部门的短波通信质量得到提高，短波通信组网水平上一个台阶。 （2）改造和改善现有的模拟短波电台网对已有的模拟短波电台网应逐步改造，如果在继续使用时可以进行局部改善通信功能和通信质量，如，购买一些含有数字处理滤波技术的音频滤波装置，接在电台音频输出，可以降低噪声，改善话音质量。（3）妥善解决短波盲区由于传播机理，地波和天波都覆盖不到的区域（20120km）是短波通信盲区，解决盲区有两个途径：尽量加强地波场强，延长地波传播距离；抬高天线辐射仰角，缩短天波落地距离。（4）消除短波噪声短波通信噪声有插入噪声、背景混杂噪声和附加噪声等。利用“静噪”功能，可抑制插入噪声。利用DSP数字单端消噪技术，可解决背景混杂噪声，目前也有单独的滤噪器产品供人们选用。附加噪声是由于安装电台的地点、位置、安装条件等方面的原因所产生，要针对具体情况具体解决。（5）改善短波通信质量的方法改善短波通信质量要利用预测预报正确选用工作频率；按用途选购优质天线，正确架设天线，选用合适馈线，做好匹配连接；选用电气特性参数好、工艺结构好、使用功能好的优质电台。2.5适用范围短波通信适用于距离比较远，途中又有高山阻隔，用超短波沟通十分困难的水库报汛点与接收点之间的通信。短波方案也适用于防汛指挥机构与水库之间的组网通信。短波电台的设备成本和运行维护费用相差范围较大，可根据项目投资额和实际需求灵活选用。3、微波通信微波通信由于通信容量大、抗干扰、抗摧毁性强以及设备小、机动性好等特点，而成为中、大容量业务的主要通信手段，不但广泛应用于军事战略、战役和战术通信，同时也是民用引接、应急抢通线路不可或缺的手段。在民用领域作为干线传输的备份和补充，在边远地区和专用通信网中为用户提供基本业务，在城市中的短距离支线连接中也发挥了重要作用。水利部门许多地处偏远地区的中小水库、灌区等单位，由于受传统通信技术的局限，很难实现大量数据的实时共享。采用以微波通信技术为核心的新型通信平台具有技术先进、投资较省、效益显著等优点，是中小型水库大中容量通信中的一种成本低、效益高的通信手段，其建设费用远低于铺设电缆的费用，并且建设速度快、抗灾能力强。3.1系统组成微波链路由两个微波端站组成，在水库库区和村镇、市（县）水利局分别设置微波端站，就可以进行水库与村镇、市（县）水利局的通信，利用微波的水库通信示意图见图3-1。微波通信不但可以实现点对点通信，而且利用“一点多址”微波设备可以实现组网通信，“一点多址”微波设备按其体制不同可组成网状或星状网络拓扑结构。图3-1 利用微波的水库通信示意图利用微波进行水库通信的优点是通信容量大、通信质量高、网络可以自动运行，做到无人值守等，其缺点是系统设备比短波复杂。3.2设备根据水库防汛通信的特点，微波通信系统可以设计成2 个端站分别固定于水库和防汛指挥部。一跳微波链路由两个微波端站组成，如图3-2所示。图3-2 数字微波通信系统每个典型的微波端站包括：微波接力机、群路组合器（选配）、复接器（选配）、天线、馈线、天线杆等，所有设备还可安装在一辆通信车上，实现机动通信。主要设备清单见表3-1。表3-1 微波通信端站主要设备清单序号名称数量备注微波接力机1群路组合器1可选复接器14可选天线1馈线1天线杆1通信车及方舱1可选3.3 适用范围微波通信信道可靠、稳定，传输速率高，通信质量好，适用于可以架设微波通信端站的山区水库，微波通信一个端站一般也要几万到十余万RMB，虽然使用和维护简单，但仍需一定的技术力量，因此微波通信解决方案适用于数据量大和有一定技术力量的地区使用。4、卫星通信相比地面通信，卫星通信具有通信距离远，通信费用与通信距离无关，不受地理位置偏僻、人烟稀少和高山沙漠等恶劣环境影响，覆盖面积大，能进行多址通信，广播分发，通信线路稳定可靠，通信质量高，组网灵活简单，适应性强，机动性好，维护成本相对低等特点。4.1 VSAT卫星通信卫星通信技术中的甚小口径终端VSAT技术始于上世纪80年代初，其体积小、价格低、使用方便，倍受人们关注和重视。VSAT从低速话音、数据发展到综合业务，从窄带通信发展到宽带通信，从支持常规通信业务发展到支持互联网业务和多媒体业务，现在，VSAT技术已经向各种专门用途的方向发展，使用更方便、更经济。DVB-RCS(Digital Video Broadcasting & Return Channel via Satillite)是20世纪末出现的宽带VSAT卫星通信方案，该系统能为用户提供高达4060Mbps主站出站速率和2Mbps的远端终端回传速率，是基于DVB-RCS标准的新一代卫星通信系统，产品价格也大幅下降，目前已逐步成为VSAT卫星通信的主流技术标准。4.1.1系统组成DVB-RCS卫星通信系统采用DVB广播和多频时分多址（MF-TDMA）、多点回传的工作方式，中心站和远端站以非对称的前向和回传链路速率实现双向通信。网络结构如图4-1-1所示，图中未表示出射频前端设备，只表示出DVB-RCS的终端设备、交换路由设备和业务接入设备等。远端站由小口径天线（0.95、1.2、1.8、2.4m）、功率适当的射频单元（Ku频段为12W）和一个室内单元（含DVB接收、RCS发射）组成。主站的天线口径可达4.56.2m，功放功率可达数十到上百瓦，主站的室内单元包含DVB发射和多个RCS接收，其设备可用多载波突发解调器。 图4-1-1 DVB-RCS网络结构DVB-RCS系统的网络拓扑结构是以中心站为中心、以远端站为节点的星形网络结构。4.1.2中心站图4-1-2是一个典型的非冗余中心站方块图。包括：回程信道子系统（RLSS Return Link Subsystem）、前向信道子系统（FLSS Forward Link Subsystem）、IP子系统（IPSS IP Sub-System）和网络管理子系统（NMS Management Subsystem）。前向链路采用了DVBS/S2（与数字电视广播类似）。主站的前向链路可采用常规的DVB-S/S2链路。 图4-1-2 中心站方框图4.1.3远端站（SIT）SIT由两个主要部分组成：一个室内单元（IDU）和一个室外单元（ODU）。可以工作在不同频段（Ku、Ka或C），ODU功率1W到4W不等（使用额外的外部电源，功率可以超过4W），卫星天线的口径为75厘米到2.4米或者更大。IDU是远端站的主要设备，符合DVB-RCS标准，提供完备的互操作性和优越性能。4.1.4系统应用及特点DVB-RCS通信系统通过一个平台，可以满足所有基于IP包传输的应用需求。DVB-RCS系统支持的主要业务是：（1）主站接入Internet/Intranet，远端小站可以通过卫星链路接入Internet/Intranet，建设广域因特网/企业网。（2）主站通过VoIP网关接入电话交换机网络，远端站通过卫星链路接入电话网，进行电话业务的拨打和收发传真。（3）远端站可以由视频服务器采集现场的图像信息通过卫星链路传回卫星主站。（4）远端站可以接收主站广播的数据信息。（5）提供强大的网络管理和安全保证。包含防火墙与安全、简单网络管理协议(SNMP)、网络地址转换(NAT)、记帐、服务质量（QoS）等。（6）可选增值服务。包含网络高速缓存、网络集结、电子邮件服务、FTP服务器、DHCP服务器、VPN服务器、负载平衡、有条件接入、定制应用程序等。DVB-RCS系统具有如下的技术特点：（1) DVB技术。宽带卫星网中采用DVB标准，形成所谓DVB-IP体制，是卫星电视与数据通信结合的统一平台。DVB对MPEG-2进行了扩充，定义了业务信息（SI）、图文电视以及数据广播等业务在复用流中的标准。针对数据广播业务，DVB定义了数据管道、数据流、多协议封装（Encapsulation）、数据轮放等几种封装协议，支持流式媒体播放，支持IP单播、组播和广播应用。（2) 条件接收。卫星广播的特点决定了卫星互联网的商业应用需要有效的访问控制技术，以防止非法接收，进而实现有偿服务。DVB的条件接收（CA）技术提供了一种有效的方式，它包括加扰和加密两个部分。加扰是用控制字将图像、语音和数据信息的结构打乱形成加扰信号，用授权系统（SAS）产生的授权密钥对控制字进行加密，形成授权控制信息（ECM），再用SAS产生的、与接收机唯一的地址码相对应的分配密钥，对授权密钥进行进一步的加密，形成授权管理信息（EMM）。最后加扰信号与ECM、EMM一起被复用到传输流之中，用户通过PID识别，依次解码得到控制字，最终实现对加扰信号的解扰，以达到接收信号的目的。（3) 交互操作。介于通信和广播之间的交互式应用是未来网络通信的发展方向之一。DVB-RCS就是为基于卫星信道的交互式应用而定义的行业标准。DVB-RCS中的关键技术是MF-TDMA技术，其优势在于，载波频率和分配带宽都可以灵活适应多变的多媒体传输要求，而且时隙和突发速率都可以根据网控中心的要求来改变。DVB-RCS一个回传载波速率一般在64kb/s到2Mb/s之间，根据需要可以用多个载波进行组合，以提高回传速度。（4) 卫星直播。卫星直播的最大魅力在于它可以将交互式多媒体业务和电视广播/组播业务集中到一个平台上，可以更方便提供个性化的互联网业务。由于直播卫星转发器功率大，用户使用4580cm的天线，就可以正常接收。随着功率的提高，效率更高的调制技术如8PSK得到采用，将使卫星传输容量得以整倍提高。（5) 高频技术。要为大量用户提供兆比特级的数据服务，DVB-RCS须使用频谱有效性更好的Ku和Ka波段，但会有很大的降雨衰减，因此要求RCST具有一定的上行功率控制能力。此外，DVB-RCS网络对抗干扰等技术也提出了很高的要求。DVB-RCS提供了基于卫星交互式操作的统一标准，除实现话音为主的窄带业务外，还承载数字电视、远程教学、远程医疗、视频点播等宽带、高速、大容量的多媒体交互式业务。4.1.5适用范围VSAT卫星通信系统适用于高山阻隔，地处偏远的山区水库及有线、无线和微波均难于沟通的水库进行通信。在库区设置一个VSAT站，无需中继就可完成与中心站的远距离通信，而一般超短波需许多中继站，就这一点而言，VSAT卫星通信在经济上是合算的，而且信道可靠、稳定，传输速率高，通信质量好。VSAT卫星通信系统的中心站投资大，一个VSAT站一般相对较小，日常使用时需要租星费用、维护资金和使用维护技术力量，在已成规模使用的VSAT卫星系统中，在增加小站时，成本相对较低，因此VSAT卫星通信适用于已有成规模使用的卫星系统，或是有一定资金能力和一定技术力量的地区使用。目前，水利部正在建设基于DVB-RCS技术的卫星通信系统。4.2便携式卫星小站小口径机动或应急卫星通信设备有多个品种，设备简单、实用、可靠，可以在野外工作，与固定站构成点到点传输链路，传输的业务包括图像、话音和数据等。本解决方案我们推荐采用0.9m Ku频段便携式卫星站，此外，类似站型还有1.2m C频段卫星通信箱式站和1.2m Ku频段双模箱式站等多种。1.2m C频段卫通箱式站工作体制为MCPC/FDMA，传输速率达512768kbps，可构成点到点传输链路；1.2m Ku频段双模箱式站工作在MCPC/FDMA和MF-TDMA两种模式，其中MCPC/FDMA模式担负点对点传输任务；MF-TDMA模式构建综合业务组网通信，该站型是实现卫星通信综合业务的点对点、一点对多点和灵活组网传输的重要站型。4.2.1系统组成利用0.9m Ku频段便携式卫星站、4.5m以上