呼喚衛(wèi)星通信軟件產(chǎn)業(yè)

    談到衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)時(shí)，人們通常想到的是裝載各種有效載荷的通信衛(wèi)星，以及組成應(yīng)用系統(tǒng)的地球站等硬件設(shè)備----。不言而喻，現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng)要由大量的硬件來(lái)構(gòu)成，但不容忽視的是，它同時(shí)需要一系列軟件的支持，這是由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)衛(wèi)星軌道、頻譜、功率資源利用有效性的高要求所決定的。隨著社會(huì)對(duì)衛(wèi)星通信容量、功能、服務(wù)質(zhì)量、可靠性等需求的不斷增長(zhǎng)，以及衛(wèi)星通信技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，大大促進(jìn)了軟件與硬件的結(jié)合，軟件滲透到了從系統(tǒng)乃至設(shè)備部件的各方面，形成了新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特征之一。軟件成為衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的重要支柱，對(duì)此，我們應(yīng)予高度重視，奮發(fā)進(jìn)取，開(kāi)發(fā)具有中國(guó)特色的衛(wèi)星通信軟件

　　衛(wèi)星工業(yè)軟件涵蓋了功能/運(yùn)作，系統(tǒng)級(jí)、接口、公共服務(wù)，有效載荷運(yùn)作，通信協(xié)議等多個(gè)方面。從通信角度看，有兩個(gè)方面的軟件，即系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件和網(wǎng)絡(luò)控制與管理軟件，都是十分重要的。

衛(wèi)星通信軟件產(chǎn)業(yè)新動(dòng)向

　　在2000年3月號(hào)的《Via Satellite》中載文指出，下一步衛(wèi)星工業(yè)軟件的重要趨向是：將重點(diǎn)更多地放在商用現(xiàn)成產(chǎn)品（COTS）的應(yīng)用上，推出更多用戶界面友好的軟件，生產(chǎn)出利用Internet協(xié)議和基于瀏覽器的系統(tǒng)。

* 關(guān)于COTS軟件

　　毫無(wú)疑問(wèn)，為了降低成本，將更普遍地采用COTS軟件。再者，商用衛(wèi)星通信產(chǎn)品日益增多，向系列化、模塊化的方向發(fā)展。但是由于生產(chǎn)周期的限制，市場(chǎng)上的硬件設(shè)備往往趕不上用戶的需求。于是促使人們更加重視軟件的開(kāi)發(fā)利用，以便對(duì)現(xiàn)有的硬件設(shè)備進(jìn)行集成、綜合，合理地組織工作流程，發(fā)揮并增加其邏輯功能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

* 關(guān)于接口標(biāo)準(zhǔn)

    過(guò)去，空間工業(yè)推出了大量的程序，用于設(shè)計(jì)、集成、測(cè)試、發(fā)射、衛(wèi)星運(yùn)行等，雖然對(duì)于大型程序是利用分布式計(jì)算；也有一些大型程序按功能劃分為若干模塊，可獨(dú)立開(kāi)發(fā)，但沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)接口來(lái)支持這些功能模塊。人們希望能有“即插即用”的接口，關(guān)鍵自然是標(biāo)準(zhǔn)。近來(lái)，出現(xiàn)的一種新的標(biāo)準(zhǔn)接口：采用基于公共對(duì)象請(qǐng)求代理（CORBA），可使軟件工程師將不同的軟件包通過(guò)接口連接在一起，這些軟件包是在不同的平臺(tái)或操作系統(tǒng)中出現(xiàn)的。例如Unix、Windows、NT或 Solaris等。此外，CORBA能利用不同的編程語(yǔ)言。同時(shí)，利用公共標(biāo)準(zhǔn)的仿真軟件包，人們可以集中力量以解決他們面臨的迫切問(wèn)題，而不是討論如何實(shí)現(xiàn)他們的軟件。

* 關(guān)于利用Internet協(xié)議和基于瀏覽器的系統(tǒng)

    Internet可作為提供更為靈活的接入到控制系統(tǒng)的途徑，給位于控制中心之外的工程師和分析人員使用。當(dāng)然，在軟件系統(tǒng)就需要更為通用的協(xié)議和安全保密功能。例如Integral System公司利用SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)資源的監(jiān)視，近幾年來(lái)Integral安裝了15個(gè)同步軌道衛(wèi)星控制中心，其交付時(shí)間僅為6個(gè)月，而通常要兩年才能完成這一工作。

軟件舉例

1衛(wèi)星工具箱（STK）

　　這是由Analytical Graphics公司（AGI）經(jīng)10幾年不斷開(kāi)發(fā)、完善的大型衛(wèi)星系統(tǒng)軟件，于1997年推出STK4.0，軟件工具，能幫助使用者快速分析和形象地顯示復(fù)雜的定量關(guān)系，包括衛(wèi)星、軌道、飛機(jī)、船舶、地面車(chē)輛、地面站和目標(biāo)等有關(guān)參數(shù)。此外，還可對(duì)衛(wèi)星項(xiàng)目投資和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和評(píng)估。主要功能包括：任務(wù)分析；地球站分析；軌道分析；空間目標(biāo)分析；視頻開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

    主要用戶有：NASA，美國(guó)空軍，國(guó)防部，歐洲空間局等政府部門(mén)；洛克希德-馬丁，波音，阿爾卡特等公司；Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，韓國(guó)航天研究所，Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室；斯坦福大學(xué)，美國(guó)空軍學(xué)院，國(guó)際航天大學(xué)等研究所。

2 OraView網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

　　Oracom公司推出的OraView地球站和網(wǎng)絡(luò)管理軟件，該軟件系統(tǒng)具有很強(qiáng)的功能，它全部基于Internet 標(biāo)準(zhǔn)，是開(kāi)放式的，可靠且易于使用。它擺脫了專(zhuān)用的監(jiān)控產(chǎn)品、不靈活的用戶接口、指令總線結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)，其突出之處是具有：

　　* 可伸縮性——網(wǎng)管可從“小”到“大”逐步建立。利用Web瀏覽器來(lái)觀察和管理設(shè)備。靈活性——采用SNMP產(chǎn)品，如HP OpenViewtm, 適用于所有的衛(wèi)星通信設(shè)備產(chǎn)品，無(wú)須任何編程，可支持新的設(shè)備。

　　* 可靠性——每周（７天）每天（２４小時(shí)）不間斷運(yùn)行。

Oracom單元管理器功能框圖1所示。

Oracom單元管理器功能框圖

　　Oracom單元管理器是在由混合的出售的通信系統(tǒng)中利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的管理工具的關(guān)鍵設(shè)備，在通信系統(tǒng)壽命期間，可保證較低的總開(kāi)銷(xiāo)成本。設(shè)備組成有多協(xié)議中介器（mediator）,查詢工具、功能塊管理器，嵌入的web 服務(wù)器，可構(gòu)造Java控制的MIB（管理信息圖） 編程器，基于標(biāo)準(zhǔn)的掛號(hào)用戶查詢處理程序——SNMP,CMIP等。

3 虛擬載波監(jiān)視系統(tǒng)（VCMS）

　　M&C系統(tǒng)公司在1999年推出了名為VCMS的虛擬載波監(jiān)視系統(tǒng)，它作為全集成的基于PC的管理和控制系統(tǒng)的一項(xiàng)功能提供使用。近年來(lái)由于用戶在衛(wèi)星運(yùn)作中屢出故障，從而推動(dòng)了VCMS的開(kāi)發(fā)。借助于此系統(tǒng)，用戶（包括衛(wèi)星服務(wù)提供者和操作者）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的L波段輸入，同時(shí)觀察到12個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器、500MHz帶內(nèi)的載波頻譜情況，必要時(shí)還可進(jìn)一步擴(kuò)容。據(jù)此可變更載波的配置或用于對(duì)偶發(fā)事件的響應(yīng)。系統(tǒng)中的圖形用戶接口（GUI）可用來(lái)在單個(gè)屏幕上同時(shí)顯示所有的轉(zhuǎn)發(fā)器。其中所有載波均可提取顯示。此外，VCMS還可提供用戶可構(gòu)造12幅的視窗圖像，以同時(shí)觀察不同衛(wèi)星部件的情況。基于高速CPU和DSP，以及標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通信鏈路，該VCMS可能作為廉價(jià)的載波監(jiān)視系統(tǒng)。