李杰飛 楊 樂(lè) 譚 穎

（中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045）

地震應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)遠(yuǎn)端小站的故障診斷與處理1

李杰飛 楊 樂(lè) 譚 穎

（中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045）

本文對(duì)地震應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中遇到的遠(yuǎn)端小站的各類故障進(jìn)行了診斷分析。文中主要通過(guò)介紹設(shè)備狀態(tài)及鏈路層狀態(tài)兩方面，來(lái)對(duì)如何解決此類故障問(wèn)題提出了處理方案。

地震應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng) 遠(yuǎn)端小站 故障分析 處理方案

引言

近年來(lái)地震頻發(fā)，地震應(yīng)急救援工作顯得尤為重要，而地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信是確保大震災(zāi)害后救援行動(dòng)有效開展的前提。地震應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)是中國(guó)地震局“十五”項(xiàng)目建設(shè)期間建立的一套專用地震應(yīng)急衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)范圍的地震行業(yè)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，為地震災(zāi)害應(yīng)急救援提供了強(qiáng)有力的通信網(wǎng)絡(luò)支撐。

在應(yīng)急衛(wèi)星通信中，通信鏈路的好壞直接影響到應(yīng)急工作的效果，而遠(yuǎn)端小站的穩(wěn)定運(yùn)行是確保通信鏈路暢通的重要因素之一。因此，遠(yuǎn)端衛(wèi)星小站設(shè)備故障的快速診斷與處理十分重要。本文就遠(yuǎn)端小站故障診斷與處理方法及技術(shù)思路進(jìn)行了探討，以應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)端小站故障的快速處理，縮短故障中斷時(shí)間，保障應(yīng)急通信的暢通（任鎮(zhèn)等，2004）。

1 系統(tǒng)介紹

應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)由1個(gè)中心站、19個(gè)省級(jí)固定站、21個(gè)移動(dòng)站（包括5個(gè)車載站、16個(gè)便攜站）組成，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星狀網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)相結(jié)合。日常情況下，只有19個(gè)固定站和中心站在網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行。進(jìn)入地震應(yīng)急狀態(tài)后，移動(dòng)站趕赴地震現(xiàn)場(chǎng)并入網(wǎng)工作，可與中心站、相關(guān)省級(jí)固定站及移動(dòng)站進(jìn)行網(wǎng)狀網(wǎng)通信。

在地震應(yīng)急期間，應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)為國(guó)家抗震救災(zāi)指揮部、省級(jí)抗震救災(zāi)指揮部、地震現(xiàn)場(chǎng)抗震救災(zāi)指揮部之間提供通信速率不低于2Mbps的衛(wèi)星通道，保證國(guó)家抗震救災(zāi)指揮部、發(fā)生地震的省級(jí)抗震救災(zāi)指揮部、地震現(xiàn)場(chǎng)的抗震救災(zāi)指揮部之間的應(yīng)急通信業(yè)務(wù)的暢通。應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)各類站點(diǎn)衛(wèi)星設(shè)備配置見表1。衛(wèi)星設(shè)備圖及設(shè)備連接圖見圖1和圖2。

1.1 站點(diǎn)配置

表1 站點(diǎn)配置Table 1 Configuration of communication station

圖1 衛(wèi)星設(shè)備圖Fig. 1 Satellite equipment

圖2 設(shè)備連接圖Fig. 2 Interface chart of equipment

1.2 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式

地震應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)有兩種工作模式：日常模式和應(yīng)急模式。

在日常模式下，只有中心站和19個(gè)省級(jí)固定站在網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行，所有移動(dòng)站處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，使用較少的帶寬便可維持全網(wǎng)的基本運(yùn)行。移動(dòng)站在該模式下也可以加入網(wǎng)絡(luò)，但僅用于測(cè)試及低速率的業(yè)務(wù)傳輸。

在應(yīng)急模式下，處于地震應(yīng)急狀態(tài)的固定站和移動(dòng)站將使用較大的帶寬，為各級(jí)地震應(yīng)急指揮部提供實(shí)時(shí)音視頻、會(huì)議電視、電話、數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù)，其它未處于應(yīng)急狀態(tài)的站點(diǎn)在日常模式下工作。

2 遠(yuǎn)端小站故障分析和處理方法

在常規(guī)的地震應(yīng)急演練和實(shí)際地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急工作中，部分遠(yuǎn)端小站出現(xiàn)不能入網(wǎng)或入網(wǎng)后無(wú)法正常通信等現(xiàn)象，下面介紹一些常見的故障及故障處理方法。

2.1 設(shè)備狀態(tài)

在小站無(wú)法正常入網(wǎng)的情況下，首先可通過(guò)檢查小站設(shè)備的狀態(tài)指示燈來(lái)排查故障。

在IDU前面板上有2個(gè)LED狀態(tài)指示燈，分別是Operation（運(yùn)行）燈和Diagnostics（診斷）燈。FPS（電源模塊）上有2個(gè)狀態(tài)指示燈，分別是FPS Status電源模塊指示燈和RFT Status功放指示燈（常江，2009）。根據(jù)設(shè)備狀態(tài)指示燈的顯示，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的故障快速診斷方法如下。

（1）故障一：IDU前面板診斷燈為綠色閃爍時(shí)，Telnet到IDU查看esToNoRef/db/10的數(shù)值，如該數(shù)值為“0”，則表明小站沒(méi)有接收到主站的信號(hào)，可按以下步驟進(jìn)行故障排除：

①檢查FPS工作是否正常，如果FPS上的兩個(gè)指示燈都是常綠狀態(tài)，表明FPS工作正常；如果FPS兩個(gè)指示燈不是常綠狀態(tài)，表明FPS存在故障。

②檢查設(shè)備接收線纜連接情況，查看IDU和ODU之間、ODU和LNB之間的連線是否松動(dòng)，如果連線接頭沒(méi)有松動(dòng)，可以將兩根連線互換位置；如此時(shí)狀態(tài)仍然沒(méi)有改變，則需調(diào)整天線，檢查天線對(duì)星情況。

在線纜連接和對(duì)星都正常的情況下，esToNoRef/db/10的數(shù)值應(yīng)該大于92，此時(shí)表明站點(diǎn)接收主站信號(hào)正常。

（2）故障二：IDU前面板Diagnostics燈綠色常亮，Operation燈紅燈閃爍時(shí)，Telnet到IDU查看esToNoOwn/db/10的值，如該值為“0”或小于92，則表明小站接收到主站的信號(hào)，但沒(méi)有發(fā)射出信號(hào)或發(fā)射出的信號(hào)很小，信道誤碼率很高，可按照以下步驟進(jìn)行故障排除：

①Telent到IDU查看RTT值是否正確（RTT值可通過(guò)將站點(diǎn)當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度輸入lineupmanager軟件計(jì)算得出），如果是RTT值錯(cuò)誤導(dǎo)致IDU沒(méi)有發(fā)射信號(hào)，則需要修改RTT值。

②檢查功放的狀態(tài)信息，如無(wú)法讀取到狀態(tài)信息則表明功放故障。

③調(diào)整天線位置，檢查天線對(duì)星情況，檢查接收發(fā)射電纜接頭是否有松動(dòng)的情況，esToNoRef/db/10的數(shù)值應(yīng)大于92。

④若進(jìn)行了上述檢查和調(diào)整過(guò)程后，esToNoOwn/db/10的數(shù)值仍然低于92，可嘗試通過(guò)降低中頻發(fā)射衰減，從而提高信號(hào)強(qiáng)度。

（3）故障三：IDU開機(jī)后前面板Diagnostics黃燈常亮，Operation燈不亮，此時(shí)需重啟IDU，如診斷燈仍維持黃燈常亮超過(guò)2分鐘，表明設(shè)備進(jìn)入到診斷狀態(tài)，設(shè)備的某些參數(shù)配置不合理，需要重新配置參數(shù)，并上傳配置文件。

（4）故障四：IDU開機(jī)后前面板Diagnostics紅燈常亮，Operation燈不亮，此時(shí)需重啟IDU，如仍維持紅燈常亮超過(guò)2分鐘，表明設(shè)備損壞。

2.2 鏈路層故障

2.2.1 衛(wèi)星鏈路原因

除了以上幾種情況會(huì)造成小站IDU狀態(tài)燈異常之外，衛(wèi)星鏈路不通暢也會(huì)造成這種現(xiàn)象的發(fā)生（常江，2009）。在排除以上可能的故障原因后，如果設(shè)備狀態(tài)燈仍為異常，則需要查看該小站（主要針對(duì)移動(dòng)小站來(lái)說(shuō)）所處位置衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)值（G/T和EIRP），并通過(guò)鏈路計(jì)算結(jié)果來(lái)比對(duì)現(xiàn)有設(shè)備是否滿足當(dāng)?shù)赝ㄐ艞l件。亞洲四號(hào)衛(wèi)星Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器EIRP覆蓋圖及G/T覆蓋圖詳見圖3和圖4。

圖3 亞洲四號(hào)衛(wèi)星Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器EIRP覆蓋圖Fig. 3 Coverage of EIPR of Asiasat-4 Ku-band transponder

圖4 亞洲四號(hào)衛(wèi)星Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器G/T覆蓋圖Fig. 4 Coverage of G/T of Asiasat-4 Ku-band transponder

以青海便攜衛(wèi)星站為例。青海便攜站到達(dá)玉樹地震現(xiàn)場(chǎng)后，在確認(rèn)便攜站與青海應(yīng)急衛(wèi)星固定站的通信參數(shù)配置正確、設(shè)備無(wú)硬件故障的情況下，發(fā)現(xiàn)無(wú)法建立正常的衛(wèi)星通信鏈路。此時(shí)根據(jù)亞洲衛(wèi)星公司反饋的信號(hào)覆蓋結(jié)果，查明移動(dòng)站所在位置的衛(wèi)星信號(hào)非常弱。在系統(tǒng)日常模式中采用的應(yīng)急通信信道配置方案，不適合該地區(qū)進(jìn)行衛(wèi)星通信。為確保在該地區(qū)能正常進(jìn)行應(yīng)急衛(wèi)星通信，需重新進(jìn)行衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)。

根據(jù)衛(wèi)星鏈路計(jì)算結(jié)果得知，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器性能是決定當(dāng)?shù)赝ㄐ攀欠裢〞车闹匾蛩?，?dāng)現(xiàn)有的衛(wèi)星通信設(shè)備無(wú)法滿足正常的衛(wèi)星通信條件的情況下，應(yīng)根據(jù)鏈路計(jì)算結(jié)果選擇合適的設(shè)備以保證通信。

2.2.2 路由層原因

正常情況下，兩個(gè)或多個(gè)小站入網(wǎng)后，可以通過(guò)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行互聯(lián)互通，且小站與小站之間都是通過(guò)動(dòng)態(tài)路由的方式進(jìn)行通信（牟春燕，2003；張宏科，2000）。但在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分小站入網(wǎng)后無(wú)法與其他小站正常通信，或是小站入網(wǎng)后等待很長(zhǎng)時(shí)間才能建立通信鏈路，這類現(xiàn)象都是由于系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)路由的通信方式所造成的。

舉例來(lái)說(shuō)，廣東局移動(dòng)站與廣東局固定站進(jìn)行通信，正常情況下應(yīng)該通過(guò)廣東局移動(dòng)站，經(jīng)過(guò)衛(wèi)星鏈路，直接傳輸給廣東局固定站，但由于動(dòng)態(tài)路由等問(wèn)題，導(dǎo)致路由變?yōu)閺膹V東局移動(dòng)站到江蘇局固定站，再?gòu)慕K局固定站通過(guò)地面線路到達(dá)廣東局固定站，如圖5所示。

圖5 路由示意圖Fig. 5 Sketch map of routing

根據(jù)以上分析，將所需通信的站點(diǎn)之間配置靜態(tài)路由來(lái)解決此類問(wèn)題。即將每個(gè)省的固定站和移動(dòng)站以及中心站之間加靜態(tài)路由即可。若地震現(xiàn)場(chǎng)的移動(dòng)站需要跟其他省局固定站或移動(dòng)站通信，可臨時(shí)增加所需的靜態(tài)路由，以滿足業(yè)務(wù)需求。

3 結(jié)論

本文所討論的遠(yuǎn)端小站故障快速診斷與處理思路，是在長(zhǎng)期工作中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)方法，具有較高的故障診斷成功率，可以在一定程度上提高故障處理的工作實(shí)效，對(duì)遠(yuǎn)端小站技術(shù)人員的運(yùn)行維護(hù)工作具有一定的參考價(jià)值。當(dāng)然，具體的故障處理方法還需根據(jù)實(shí)際情況加以解決。

參考文獻(xiàn)

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張宏科，2000．IP路由原理與技術(shù)．北京：清華大學(xué)出版社．

Fault Diagnosis and Disposal for Remote Station in Earthquake Emergency Satellite Communication System

Li Jiefei，Yang Le and Tan Ying

（China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China）

In this paper，we briefly introduce the earthquake emergency satellite communication system，and discuss the fault diagnosis and analysis for remote station during the system operation．Finally we propose a technique to deal with this kind of problems through introducing the equipment status and linking layer status．

Earthquake Emergency Satellite Communication System；Remote station；Fault analysis；Processing scheme

李杰飛，楊樂(lè)，譚穎，2014．地震應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)遠(yuǎn)端小站的故障診斷與處理．震災(zāi)防御技術(shù)，9（4）：944—949．

10.11899/zzfy20140424

2013-11-24

李杰飛，男，生于1975年。工程師。從事信息網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信管理工作。E-mail：ljf@seis.ac.cn