雅礱江臺(tái)網(wǎng)復(fù)雜地形條件下水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)通信組網(wǎng)

胡興堯，柳存喜，黎 莎，陳 輝

（1.中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州貴陽(yáng)，550081；2.雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川成都，610051）

0 引言

水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的野外臺(tái)站常需布設(shè)于地形復(fù)雜的地區(qū)，受臺(tái)站布局、臺(tái)址地質(zhì)條件所限，要求地震臺(tái)網(wǎng)根據(jù)不同的地形條件選擇不同的通信方式進(jìn)行傳輸組網(wǎng)。

雅礱江臺(tái)網(wǎng)所屬臺(tái)站主要位于四川攀西地區(qū)及甘孜州雅江、九龍縣境內(nèi)，大部分臺(tái)站地處偏僻、人煙稀少、道路難行，個(gè)別臺(tái)站海拔近4 000 m，半年時(shí)間有雨雪，條件惡劣。目前雅礱江臺(tái)網(wǎng)共計(jì)54個(gè)臺(tái)站（含1個(gè)共享臺(tái)），分別用于兩河口、楊房溝、錦屏、官地、二灘和桐子林6個(gè)水電站庫(kù)區(qū)的水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)。54個(gè)臺(tái)站分別采用4G（3G）VPDN、衛(wèi)星、超短波、有線以及上述通信方式組合續(xù)傳的方式組網(wǎng)。

1 4G（3G）VPDN傳輸組網(wǎng)技術(shù)

1.1 4G（3G）VPDN傳輸技術(shù)特點(diǎn)

3G、4G分別為兩種移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，這兩種通信技術(shù)的相同點(diǎn)是均能提供高速的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，但是4G較3G具有覆蓋范圍更廣、傳輸速率更快和信號(hào)穩(wěn)定性更強(qiáng)等特點(diǎn)。

VPDN（Virtual Private Dial-up Networks）又稱為虛擬專用撥號(hào)網(wǎng)，是基于撥號(hào)用戶的虛擬專用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。VPDN以點(diǎn)到點(diǎn)隧道協(xié)議（PPTP）撥號(hào)接入方式連接Internet，采用安全的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封包和加密，通過(guò)L2TP協(xié)議建立安全鏈路隧道，其具有安全保密、實(shí)時(shí)、可移動(dòng)等特點(diǎn)，能安全、穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)[2]。

目前各大運(yùn)營(yíng)商的通信基站正在逐步向農(nóng)村、山區(qū)延伸，只要在基站信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，均可以享受到4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的便捷與高效，再與VPDN虛擬專網(wǎng)結(jié)合，為水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)子臺(tái)的布局與傳輸組網(wǎng)提供了更多的選擇。

1.2 4G（3G）VPDN傳輸方式

雅礱江臺(tái)網(wǎng)目前采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡卣鸨O(jiān)測(cè)子臺(tái)共23個(gè)，除兩河口和楊房溝子臺(tái)網(wǎng)因當(dāng)?shù)鼗窘ㄔO(shè)還不完善沒(méi)有布設(shè)外，其余水電站子臺(tái)網(wǎng)均有分布。采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡卣鹱优_(tái)主要通過(guò)插入4G（3G）USIM卡的無(wú)線路由器進(jìn)行撥號(hào)，連接附近的通信基站，通過(guò)VPDN專網(wǎng)到達(dá)通信運(yùn)營(yíng)商機(jī)房后，再由2M SDH專線到達(dá)成都地震臺(tái)網(wǎng)中心機(jī)房路由器。在路由器接收到地震數(shù)據(jù)信息后，將野外子臺(tái)的無(wú)線路由器的相關(guān)認(rèn)證數(shù)據(jù)（終端號(hào)、用戶名、密碼等）轉(zhuǎn)發(fā)到認(rèn)證服務(wù)器上，經(jīng)認(rèn)證服務(wù)器對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中已有信息、通過(guò)認(rèn)證后，地震數(shù)據(jù)信息才能進(jìn)入臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。4G（3G）VPND網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑及雅礱江臺(tái)網(wǎng)4G（3G）VPND網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1、圖2所示。

1.3 4G（3G）VPDN傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)及限制條件

2012年雅礱江臺(tái)網(wǎng)建成初期，只布設(shè)有16個(gè)采用2G電信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐_(tái)站，在經(jīng)過(guò)6～7年的運(yùn)行后，隨著通信基站向山區(qū)延伸以及4G網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越普及，采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式臺(tái)站逐漸增加。4G（3G）VPDN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸這種通信方式存在以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）適應(yīng)范圍廣，只要通信基站信號(hào)覆蓋的地方均可以建立地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站。

圖1 4G（3G）VPND通信方式傳輸路徑圖Fig.1 Transmission path of 4G(3G)VPND communication mode

圖2 雅礱江臺(tái)網(wǎng)4G（3G）VPND網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.2 Network structure of 4G(3G)VPND in Yalong river network

（2）無(wú)人值守地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站觀測(cè)房占用面積小。4G（3G）無(wú)線路由器最大功耗為5 W，由12 V直流電流供電，在無(wú)人值守臺(tái)站只需要6塊80 W太陽(yáng)能電池板和5臺(tái)12 V/100 Ah蓄電池組就能滿足地震數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)囊?，大大?jié)省了臺(tái)站征地面積。

（3）通信費(fèi)用較低。

（4）采用VPDN無(wú)線專網(wǎng)保密性好、傳輸穩(wěn)定。

雖然4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸有著其他通信方式不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但因其傳輸主要依靠通信基站和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，故采用此種傳輸方式的臺(tái)站受上述兩方面的影響較大，通信信號(hào)常常因通信基站設(shè)備故障、停電、運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)升級(jí)等原因中斷。

2 衛(wèi)星傳輸組網(wǎng)技術(shù)

2.1 衛(wèi)星傳輸技術(shù)特點(diǎn)

衛(wèi)星通信技術(shù)是將信號(hào)轉(zhuǎn)換成微波后發(fā)射到衛(wèi)星，再由衛(wèi)星反射回地面，實(shí)現(xiàn)通過(guò)衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站的多個(gè)地球站點(diǎn)間的信息傳輸技術(shù)。

2.2 衛(wèi)星傳輸方式

雅礱江臺(tái)網(wǎng)目前擁有25個(gè)衛(wèi)星臺(tái)站，除二灘桐子林子臺(tái)網(wǎng)外，其余子臺(tái)網(wǎng)均有分布。采用衛(wèi)星傳輸方式的地震監(jiān)測(cè)子臺(tái)，通過(guò)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器將地震數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為微波，通過(guò)衛(wèi)星天線發(fā)射至衛(wèi)星，再由通信衛(wèi)星中轉(zhuǎn)后在廣州地面衛(wèi)星關(guān)口站落地，最后通過(guò)連接臺(tái)網(wǎng)中心的SDH專線傳回臺(tái)網(wǎng)中心。衛(wèi)星通信方式傳輸路徑及雅礱江臺(tái)網(wǎng)衛(wèi)星臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖3、圖4所示。

2.3 衛(wèi)星傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)及限制條件

水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站采用衛(wèi)星傳輸通信方式的優(yōu)點(diǎn)在于：

圖3 衛(wèi)星通信方式傳輸路徑圖Fig.3 Transmission path of satellite communication mode

圖4 雅礱江臺(tái)網(wǎng)衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.4 Satellite transmission network structure of Yalong river network

（1）覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn)。由于通信衛(wèi)星位于高空，其發(fā)射的無(wú)線電波能覆蓋比較大的范圍，可以將水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)所有的子臺(tái)全部納入衛(wèi)星的無(wú)線電波覆蓋之下。

（2）通信質(zhì)量好。由于衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電波主要在大氣層以外的宇宙空間傳播，在真空狀態(tài)下電波傳播噪聲小、受到的干擾少，故通信質(zhì)量穩(wěn)定。水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)子臺(tái)所采集的地震數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)傳輸至臺(tái)網(wǎng)中心，故通信的質(zhì)量和傳輸穩(wěn)定極為重要。

（3）衛(wèi)星通信方式靈活機(jī)動(dòng)，受地形地貌的影響較小，可以適應(yīng)較復(fù)雜地形環(huán)境下的地震信息傳輸。

水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)采用衛(wèi)星通信方式傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)很明顯，但采用此方式也有較大的限制條件：

（1）衛(wèi)星臺(tái)站占地面積大。由于衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器功耗較大，需由12 V直流轉(zhuǎn)為220 V交流方可為其供電，在無(wú)人值守的臺(tái)站需要更多的太陽(yáng)能電池和蓄電池為其提供電力。按照雅礱江臺(tái)網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)，衛(wèi)星臺(tái)站通常需要28塊80 W太陽(yáng)能電池和19臺(tái)12 V/100 Ah的蓄電池方可滿足衛(wèi)星臺(tái)站正常運(yùn)行的電力要求，由此，衛(wèi)星臺(tái)站就需要更大的屋頂面積滿足28塊太陽(yáng)能電池板展布的空間，故衛(wèi)星傳輸方式不適合在地勢(shì)狹窄的臺(tái)站采用。

（2）由于衛(wèi)星臺(tái)站運(yùn)行所需的電量巨大，供電設(shè)備的數(shù)量較多，增大了前期臺(tái)站建設(shè)的成本和后期臺(tái)站設(shè)備維護(hù)的難度。

（3）衛(wèi)星臺(tái)站由于天線較大（直徑1.5 m），受風(fēng)力影響大。為了保證天線的穩(wěn)定，施工難度較其他通信方式臺(tái)站大，同時(shí)也不適合在埡口、山頂?shù)蕊L(fēng)力較強(qiáng)的地方采用衛(wèi)星傳輸方式。

（4）衛(wèi)星傳輸通信方式受地球站點(diǎn)天氣影響較大。衛(wèi)星發(fā)射的電波會(huì)被雨滴吸收，雨滴半徑大小和電波波長(zhǎng)的比值直接影響到電波衰減的強(qiáng)度，雨滴半徑越大，比值越大，則電波衰減的強(qiáng)度越大[4]。所以，在地面站點(diǎn)特別是衛(wèi)星關(guān)口站當(dāng)?shù)赜龃笥昊虮┯陼r(shí)，衛(wèi)星信號(hào)常常中斷，對(duì)水庫(kù)地震連續(xù)不間斷監(jiān)測(cè)造成影響。

（5）衛(wèi)星傳輸?shù)脑O(shè)備費(fèi)用和通信費(fèi)用較其他方式高，增加了衛(wèi)星臺(tái)站運(yùn)行成本。

3 超短波傳輸組網(wǎng)技術(shù)

3.1 超短波傳輸技術(shù)特點(diǎn)

超短波傳輸即是采用電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，電磁波頻率在30～300 MHz之間。

超短波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：一般只能靠直線方式進(jìn)行傳輸，其傳輸?shù)木嚯x受發(fā)射和接收點(diǎn)天線架設(shè)的高度影響較大。在進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，需要經(jīng)過(guò)中繼站進(jìn)行超短波信號(hào)的中繼和接力方能繼續(xù)向接收站點(diǎn)傳輸。

3.2 超短波傳輸方式

雅礱江臺(tái)網(wǎng)原有9個(gè)超短波臺(tái)站，其中錦屏臺(tái)網(wǎng)4個(gè)，二灘桐子林子臺(tái)網(wǎng)5個(gè)。在2017年，錦屏子臺(tái)網(wǎng)1個(gè)、二灘桐子林子臺(tái)網(wǎng)的5個(gè)超短波臺(tái)站全部改造為采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，改造原因在下節(jié)具體說(shuō)明。

超短波傳輸?shù)姆绞揭话憔鶠辄c(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳播，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，為了防止信號(hào)衰減過(guò)大，影響傳輸質(zhì)量，需進(jìn)行中繼接力，例如二灘桐子林子臺(tái)網(wǎng)的磨房梁子、燈草坪、大村子、貓頭山4個(gè)超短波臺(tái)站是通過(guò)超短波傳到三臺(tái)坡中轉(zhuǎn)站進(jìn)行中繼接力；錦屏子臺(tái)網(wǎng)的木落腳、印把子臺(tái)站信號(hào)需要使用印把子中轉(zhuǎn)站進(jìn)行匯集中轉(zhuǎn)等。

水庫(kù)地震臺(tái)網(wǎng)超短波傳輸方式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架一般是：子臺(tái)地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)傳至中轉(zhuǎn)站，中轉(zhuǎn)站將多個(gè)超短波臺(tái)站的數(shù)據(jù)匯集成一路數(shù)據(jù)后傳至數(shù)據(jù)匯集中心，在數(shù)據(jù)匯集中心重新將一路數(shù)據(jù)進(jìn)行分解、還原為多路數(shù)據(jù)后通過(guò)有線光纖傳回臺(tái)網(wǎng)中心。在距離較近且中間通視條件好的情況下，地震臺(tái)站數(shù)據(jù)可以從子臺(tái)直接通過(guò)超短波傳至數(shù)據(jù)匯集中心，如錦屏子臺(tái)網(wǎng)大沱臺(tái)站是直接將地震信號(hào)通過(guò)超短波傳至大沱營(yíng)地匯集中轉(zhuǎn)站。超短波通信方式傳輸路徑及雅礱江臺(tái)網(wǎng)超短波傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖5、圖6所示。

3.3 超短波傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)及限制條件

采用超短波傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于：

（1）超短波采用30～300 MHz頻段的電磁波進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線視距傳輸，因電磁波的速度等于光速，所以超短波傳輸誤碼率小，信號(hào)延時(shí)小。

（2）超短波傳輸通信費(fèi)用便宜，設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作。

采用超短波傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)很明顯，但也存在一定的限制條件：

圖5 超短波通信方式傳輸路徑圖Fig.5 Transmission path of ultrashort wave communication

圖6 雅礱江臺(tái)網(wǎng)超短波傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.6 Ultrashort wave transmission network structure of Yalong river network

（1）超短波傳輸受地形條件的限制較大，其傳輸要求通視條件好，中間不能有高大的阻擋，這也是上文所述的幾個(gè)超短波臺(tái)站后期改造為采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸臺(tái)站的主要原因。2017年，錦屏子臺(tái)網(wǎng)所屬周家坪臺(tái)站旁邊新建成1棟7層高教學(xué)樓，正好位于周家坪臺(tái)站與周家坪中轉(zhuǎn)站之間的傳輸路徑上，使得周家坪臺(tái)站信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)，無(wú)法正常通信；而在二灘桐子林子臺(tái)網(wǎng)遇到的問(wèn)題是，磨房梁子、大村子等超短波臺(tái)站位于林區(qū)，青杠林臺(tái)站甚至位于二灘自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，隨著封山育林力度的加大，原超短波傳輸路徑上高大樹(shù)木和植被日漸茂密，對(duì)信號(hào)傳輸造成很大的阻礙，故雅礱江公司決定將以上的超短波臺(tái)站改造為采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

（2）超短波傳輸距離短，若需遠(yuǎn)距離傳輸，需要建立中繼站，增加了建設(shè)成本，也加大了后期運(yùn)行維護(hù)的工作量。例如原二灘桐子林臺(tái)網(wǎng)的超短波臺(tái)站，其傳輸路徑上節(jié)點(diǎn)眾多，有臺(tái)站的數(shù)傳電臺(tái)、定向天線，中繼中轉(zhuǎn)站的數(shù)據(jù)復(fù)接設(shè)備、數(shù)傳電臺(tái)、無(wú)線網(wǎng)橋、全向天線，匯集中轉(zhuǎn)站的數(shù)據(jù)分接設(shè)備、數(shù)傳電臺(tái)、路由器、交換機(jī)、無(wú)線網(wǎng)橋等，任何一個(gè)設(shè)備故障均會(huì)影響正常數(shù)據(jù)傳輸，這使故障排查較為困難，常常一個(gè)故障需要排查多個(gè)地方，延長(zhǎng)了故障恢復(fù)的時(shí)間。

（3）超短波傳輸抗干擾能力弱，易受同頻段的超短波信號(hào)干擾。

（4）為了保證超短波傳輸路徑通視條件的要求，在路徑中間出現(xiàn)高大的阻擋物后，常常采用加高發(fā)射或者接收點(diǎn)的天饋線來(lái)解決，而天線越高，風(fēng)阻越大，天線越不穩(wěn)定，既增加了運(yùn)行成本，也產(chǎn)生了一定的安全隱患。

4 有線光纖傳輸

4.1 有線光纖傳輸技術(shù)特點(diǎn)

有線光纖傳輸是指以光信號(hào)通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)姆绞?。雅礱江臺(tái)網(wǎng)采用有線光纖的臺(tái)站有4個(gè)，其中3個(gè)采用光纖直傳成都臺(tái)網(wǎng)中心，主要布設(shè)在兩河口和楊房溝子臺(tái)網(wǎng)，1個(gè)采用光纖+4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式（聯(lián)合臺(tái)站，下節(jié)具體說(shuō)明）。有線光纖傳輸方式的特點(diǎn)在于其帶寬高、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好及設(shè)備功耗大、造價(jià)成本高等特點(diǎn)。

4.2 有線光纖傳輸方式

有線光纖傳輸是在地震臺(tái)站通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置將地震信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，再通過(guò)有線光纖直接傳回臺(tái)網(wǎng)中心。有線光纖傳輸路徑及雅礱江臺(tái)網(wǎng)有線光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖7、圖8所示。

4.3 有線光纖傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)及限制條件

采用有線光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于：

（1）光纖傳輸損耗低，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。

（2）光纖由電介質(zhì)材料制成，不懼電磁干擾，風(fēng)、雨、雷電也不影響其傳輸性能，傳輸穩(wěn)定性強(qiáng)。

（3）光纖在傳輸過(guò)程中，光能泄露很小，多根光纖之間不會(huì)產(chǎn)生干擾，因此較無(wú)線傳輸有更高的保密性能[5]。

采用有線光纖傳輸除有以上優(yōu)點(diǎn)以外，在地震臺(tái)網(wǎng)實(shí)際使用中存在以下限制條件：

（1）采用有線光纖通信首先前提是需要有一個(gè)通信運(yùn)營(yíng)商的光纖接入點(diǎn)，但由于地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站多位于偏遠(yuǎn)山區(qū)，使用光纖通信的這一首要條件常常不能滿足。

（2）野外臺(tái)站的選址均需要考慮環(huán)境噪聲的影響，故通常都布設(shè)在遠(yuǎn)離人煙、地勢(shì)偏僻的地方，若需要采用有線光纖的傳輸方式，通常都需要單獨(dú)敷設(shè)光纜，使得建設(shè)費(fèi)用大幅增加。

（3）有線專線的使用費(fèi)較高，遠(yuǎn)超無(wú)線傳輸?shù)馁M(fèi)用。

（4）光纖線路的維護(hù)復(fù)雜繁瑣，需由專業(yè)人員借助專業(yè)的儀器進(jìn)行，所以光纖專線故障后只能依靠通信運(yùn)營(yíng)商工作人員進(jìn)行維護(hù)和故障排除，這就使得通信故障的時(shí)間大大延長(zhǎng)，對(duì)臺(tái)網(wǎng)的運(yùn)行率產(chǎn)生較大影響。

5 多種傳輸方式組網(wǎng)技術(shù)

在水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)實(shí)際的建設(shè)中，受地形條件、征地、通信成本等方面的限制，一個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)信號(hào)需要采取多種傳輸方式進(jìn)行接力續(xù)傳方能到達(dá)臺(tái)網(wǎng)中心，就雅礱江臺(tái)網(wǎng)而言，主要有以下兩種組合方式：有線+無(wú)線（此處的“有線”不包括從衛(wèi)星關(guān)口站、超短波匯集站、電信機(jī)房等采用有線光纖連接臺(tái)網(wǎng)中心）和無(wú)線+無(wú)線。

圖7 有線光纖傳輸路徑圖Fig.7 Transmission path of wired fiber

圖8 雅礱江臺(tái)網(wǎng)有線光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.8 Wired fiber transmission network structure of Yalong river network

5.1 有線+無(wú)線傳輸方式

有線傳輸方式即使用光纖進(jìn)行傳輸，在實(shí)際的臺(tái)站建設(shè)中常遇見(jiàn)擬選臺(tái)址所處環(huán)境無(wú)移動(dòng)/電信信號(hào)、臺(tái)站地形狹窄無(wú)法采用衛(wèi)星傳輸方式、臺(tái)站地形較低且四周有高山阻擋等不利于超短波傳輸?shù)牡匦苇h(huán)境，又因?yàn)榛谂_(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)能力布局的考慮不能輕易更換擬選臺(tái)址的情況下，常采用有線光纖將地震信息傳至可以采用無(wú)線傳輸?shù)牡攸c(diǎn)后，再將地震數(shù)據(jù)信息采用無(wú)線傳輸發(fā)回臺(tái)網(wǎng)中心的方式，既滿足了臺(tái)網(wǎng)布局的要求，又節(jié)約了建臺(tái)的成本。雅礱江臺(tái)網(wǎng)采用有線+無(wú)線傳輸?shù)呐_(tái)站是錦屏子臺(tái)網(wǎng)的聯(lián)合臺(tái)站。

聯(lián)合臺(tái)站位于雅礱江右岸一個(gè)深切峽谷內(nèi)，地勢(shì)狹窄，達(dá)不到設(shè)立衛(wèi)星臺(tái)站的要求；臺(tái)站地處谷底，地勢(shì)較低，兩邊高山聳立，經(jīng)測(cè)試超短波信號(hào)無(wú)法傳輸；周邊無(wú)通信基站，所以無(wú)法采用4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。但聯(lián)合臺(tái)站是監(jiān)測(cè)錦屏二級(jí)廠房及小金河斷裂周邊地震活動(dòng)的重要臺(tái)站，不能輕易更換臺(tái)址。因在距離臺(tái)站15 km的聯(lián)合變電站有光纖接入點(diǎn)，故聯(lián)合臺(tái)站選用了有線光纖的接入方式。2017年以前，聯(lián)合臺(tái)站信號(hào)是采用有線直傳的方式發(fā)回臺(tái)網(wǎng)中心，其傳輸路徑是：臺(tái)站信號(hào)通過(guò)光纖到達(dá)聯(lián)合變電站后，通過(guò)網(wǎng)橋接入錦屏環(huán)網(wǎng)光纖，再通過(guò)錦屏電力生產(chǎn)專線達(dá)到成都臺(tái)網(wǎng)中心。但由于路徑上轉(zhuǎn)接點(diǎn)眾多，故障排查困難，故在2017年9月，在聯(lián)合變電站內(nèi)增加一臺(tái)4G無(wú)線路由器，在聯(lián)合臺(tái)站信號(hào)通過(guò)光纖到達(dá)聯(lián)合變電站后，通過(guò)4G（3G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳回臺(tái)網(wǎng)中心。

聯(lián)合臺(tái)站有線+無(wú)線傳輸方式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖9所示。

圖9 有線+無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.9 Transmission network structure combining wired fiber and wireless mode

5.2 無(wú)線+無(wú)線傳輸方式

錦屏子臺(tái)網(wǎng)的牦牛山臺(tái)站為雅礱江臺(tái)網(wǎng)唯一使用無(wú)線+無(wú)線傳輸方式臺(tái)站。牦牛山臺(tái)站位于海拔3 533 m左右的牦牛山山頂，山頂氣候寒冷，高大樹(shù)木稀少，屬高山草原氣候。牦牛山頂無(wú)常住的人口，僅有少量牧民在此放牧，因此一直無(wú)通信基站，故無(wú)法采用4G（3G）無(wú)線傳輸?shù)姆绞?；又由于山頂風(fēng)力強(qiáng)勁，衛(wèi)星臺(tái)站的天線面積較大，抗風(fēng)性能較弱，故采用衛(wèi)星傳輸?shù)姆绞揭脖环穸ā？紤]到牦牛山臺(tái)站距離鹽源縣城較近（直線距離33 km），且為通視路由，可以采用超短波將信號(hào)傳至鹽源縣內(nèi)的中轉(zhuǎn)站后，再采用有線光纖的方式將信號(hào)傳回臺(tái)網(wǎng)中心或者轉(zhuǎn)為4G（3G）的無(wú)線傳輸方式，但單獨(dú)為一個(gè)臺(tái)站的地震數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)通SDH專線成本較高，故牦牛山臺(tái)站的信號(hào)傳輸選擇后一種方式，即在臺(tái)站超短波信號(hào)到達(dá)鹽源中轉(zhuǎn)站后再通過(guò)4G無(wú)線路由器傳回成都臺(tái)網(wǎng)中心。其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖10。

6 結(jié)語(yǔ)

雅礱江臺(tái)網(wǎng)是四川省首個(gè)按全流域規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)的專用水庫(kù)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)，其子臺(tái)數(shù)目眾多且地形復(fù)雜。為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效和可靠，地震臺(tái)站的臺(tái)址不能輕易變更，需要因地制宜，針對(duì)臺(tái)站供電方式、交通、環(huán)境以及建設(shè)投資、后期運(yùn)維等因素，綜合考慮選擇最適合的通信方式，才能在地形復(fù)雜、條件惡劣的情況下保證臺(tái)站地震信號(hào)持續(xù)穩(wěn)定地傳送到臺(tái)網(wǎng)中心。

圖10 無(wú)線+無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架圖Fig.10 Transmission network structure combining two wireless modes

雅礱江臺(tái)網(wǎng)在復(fù)雜地形條件下選擇多種通信方式組網(wǎng)的模式也避免了傳輸手段單一、單一故障問(wèn)題造成整個(gè)臺(tái)網(wǎng)癱瘓的弊端，為后期雅礱江上游水庫(kù)臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。