應(yīng)急通信行業(yè)發(fā)展前景無(wú)限

    應(yīng)急通信與社會(huì)、技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，其內(nèi)涵隨著通信行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展而不斷變化。第一，應(yīng)急通信是公眾通信網(wǎng)的重要組成部分，可被視為公眾網(wǎng)的延伸和補(bǔ)充。第二，應(yīng)急通信既包括應(yīng)急通信技術(shù)手段，也包括應(yīng)急組織管理方式，是技術(shù)和組織管理的統(tǒng)一。從任務(wù)內(nèi)容角度來(lái)看，應(yīng)急通信系統(tǒng)承擔(dān)兩類(lèi)任務(wù)，一是平時(shí)為公眾通信網(wǎng)提供補(bǔ)充服務(wù)；二是為突發(fā)事件提供通信保障。從任務(wù)的性質(zhì)來(lái)分，應(yīng)急通信可以分為應(yīng)急服務(wù)和應(yīng)急保障。應(yīng)急服務(wù)主要是指為重大活動(dòng)提供通信支撐，而應(yīng)急保障主要是為重大通信事故、突發(fā)事件和自然災(zāi)害事件提供通信保障。

    在突如其來(lái)的大型自然災(zāi)害和公共突發(fā)事件面前，常規(guī)的通信手段往往無(wú)法滿足通信需求。應(yīng)急通信正是為應(yīng)對(duì)自然或人為緊急情況而提供的特殊通信機(jī)制，在公眾通信網(wǎng)設(shè)施遭受破壞、性能降低、話務(wù)量突增的情況下，采用非常規(guī)的、多種通信手段組合的方式來(lái)恢復(fù)通信能力。由此可見(jiàn)，應(yīng)急通信具有時(shí)間和地點(diǎn)不確定性、通信需求不可預(yù)測(cè)性、業(yè)務(wù)緊急性、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建快速性和過(guò)程短暫性等特點(diǎn)。應(yīng)急通信為各類(lèi)緊急情況提供及時(shí)有效的通信保障，是綜合應(yīng)急保障體系的重要組成部分，更是搶險(xiǎn)救災(zāi)的生命線。

    應(yīng)急通信的發(fā)展現(xiàn)狀

    在國(guó)際上，許多國(guó)家非常重視應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的研究和開(kāi)發(fā)工作，特別是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和亞洲的日本。美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始建設(shè)應(yīng)急通信網(wǎng)，目的是為了滿足美國(guó)政府對(duì)于緊急事件的指揮調(diào)度需求。“9·11事件”之后，美國(guó)更是投入巨資建設(shè)與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的政府專(zhuān)網(wǎng)，推行通信優(yōu)先服務(wù)計(jì)劃并利用自由空間光通信（FreeSpaceOptics,FSO）、WiMAX和Wi-Fi等技術(shù)來(lái)提高應(yīng)急通信保障能力。

    目前，日本已建立起較為完善的防災(zāi)通信網(wǎng)絡(luò)體系，如中央防災(zāi)無(wú)線網(wǎng)、防災(zāi)互聯(lián)通信網(wǎng)等。中央防災(zāi)無(wú)線網(wǎng)是日本防災(zāi)通信網(wǎng)的骨架網(wǎng)絡(luò)，由固定通信線路、衛(wèi)星通信線路和移動(dòng)通信線路構(gòu)成。防災(zāi)互聯(lián)通信網(wǎng)可以在現(xiàn)場(chǎng)迅速連通多個(gè)防災(zāi)救援機(jī)構(gòu)以交換各種現(xiàn)場(chǎng)救災(zāi)信息，從而有效進(jìn)行指揮調(diào)度和搶險(xiǎn)救災(zāi)。

    此外，國(guó)際上許多標(biāo)準(zhǔn)化組織（例如ITU-R、ITU-T、ETSI和IETF等）也在積極推進(jìn)應(yīng)急通信標(biāo)準(zhǔn)的研究。ITU-R主要從預(yù)警和減災(zāi)的角度對(duì)應(yīng)急通信展開(kāi)研究，包括利用固定衛(wèi)星、無(wú)線電廣播、移動(dòng)定位等向公眾提供應(yīng)急業(yè)務(wù)、預(yù)警信息和減災(zāi)服務(wù)；ITU-T從開(kāi)展國(guó)際緊急呼叫以及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)支持能力等方面進(jìn)行研究，主要包括緊急通信業(yè)務(wù)（EmergencyTelecommunicationsService,ETS）和減災(zāi)通信業(yè)務(wù)（TelecommunicationforDisasterRelief,TDR）兩大領(lǐng)域；ETSI主要關(guān)注緊急情況下組織之間以及組織和個(gè)人之間的通信需求；IETF對(duì)應(yīng)急通信的研究涵蓋通信服務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議等多個(gè)方面。

    我國(guó)應(yīng)急通信的發(fā)展大致可以分成3個(gè)階段。第一個(gè)階段是1998年以前，第二個(gè)階段是1998年到2003年，第三個(gè)階段是2003年到2008年。我國(guó)在2004年正式啟動(dòng)應(yīng)急通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，內(nèi)容涉及應(yīng)急通信綜合體系和標(biāo)準(zhǔn)、公眾通信網(wǎng)支持應(yīng)急通信的要求、緊急特種業(yè)務(wù)呼叫等。

    與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)也在積極研發(fā)應(yīng)急通信相關(guān)產(chǎn)品，如中興的GT800、華為的GOTA和中科院浩瀚迅無(wú)線技術(shù)公司的MiWAVE等。
    總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)的應(yīng)急通信保障方面的研究工作可以歸納為以下幾類(lèi)：一是充分挖掘現(xiàn)有通信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的潛能，通過(guò)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)自愈和故障恢復(fù)能力來(lái)提升其應(yīng)急通信保障能力；二是針對(duì)現(xiàn)有應(yīng)急通信系統(tǒng)缺乏有效的統(tǒng)一調(diào)度和指揮的情況，考慮如何實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、跨系統(tǒng)的指揮調(diào)度平臺(tái)，使各個(gè)專(zhuān)網(wǎng)之間以及專(zhuān)網(wǎng)與公網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通；三是針對(duì)一些部門(mén)的應(yīng)急通信系統(tǒng)不支持視頻、圖像等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的問(wèn)題，引入寬帶無(wú)線接入技術(shù)；四是針對(duì)各專(zhuān)用應(yīng)急通信系統(tǒng)缺少統(tǒng)一規(guī)劃和互通標(biāo)準(zhǔn)的情況，啟動(dòng)應(yīng)急通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作；五是研究應(yīng)急通信資源的有效布局和調(diào)配問(wèn)題，如優(yōu)化通信基站的選址和頻道分配來(lái)滿足應(yīng)急區(qū)域的通信覆蓋要求。

    近年來(lái)，我國(guó)應(yīng)急通信研究重點(diǎn)圍繞公眾通信網(wǎng)支持應(yīng)急通信來(lái)展開(kāi)，對(duì)于現(xiàn)有的固定和移動(dòng)通信網(wǎng)，主要研究公眾到政府、政府到公眾的應(yīng)急通信業(yè)務(wù)要求和網(wǎng)絡(luò)能力要求，包括定位、就近接入、電力供應(yīng)、基站協(xié)同、消息源標(biāo)志等，除此之外研究在互聯(lián)網(wǎng)上支持緊急呼叫，包括用戶終端位置上報(bào)、用戶終端位置獲取、路由尋址等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些研究工作有效推動(dòng)了國(guó)內(nèi)應(yīng)急通信系統(tǒng)和相關(guān)平臺(tái)的發(fā)展，增強(qiáng)了各種應(yīng)急突發(fā)情況下的通信保障能力。雖然我國(guó)的應(yīng)急通信保障體系建設(shè)有了很大發(fā)展，但是依然存在技術(shù)體制落后、資金投入不足等問(wèn)題，與應(yīng)急通信的實(shí)際要求還有較大差距。此外，應(yīng)急通信保障的研究工作大都沒(méi)有充分關(guān)注和利用無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)，也沒(méi)有考慮融合多種通信技術(shù)手段來(lái)提供全方位、可靠的應(yīng)急通信保障，而是過(guò)多強(qiáng)調(diào)發(fā)展集群通信、短波無(wú)線通信和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

    應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的組成和技術(shù)手段分析

    應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

    一般地，應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)使用現(xiàn)有的固定有線網(wǎng)、蜂窩移動(dòng)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等公眾通信網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)用到集群、衛(wèi)星、短波等專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)，廣播、電視、報(bào)紙等公眾傳媒網(wǎng)絡(luò)以及傳感網(wǎng)、AdHoc網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和救援網(wǎng)絡(luò)。專(zhuān)網(wǎng)在應(yīng)急通信中基本用于指揮調(diào)度，而公網(wǎng)一般用于公眾報(bào)警、公眾之間的交流以及政府對(duì)公眾的通知等。也就是說(shuō)，應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)是一種涉及多種通信技術(shù)手段的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成是多樣的和動(dòng)態(tài)變化的。

    因此，設(shè)計(jì)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)很難有一個(gè)統(tǒng)一的、完美的體系架構(gòu)，需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行全盤(pán)考慮，選擇合理的應(yīng)急通信技術(shù)手段，并進(jìn)行有效整合。一般情況下，首先以應(yīng)急突發(fā)事件后的“殘留”設(shè)施網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，然后根據(jù)需要部署其他網(wǎng)絡(luò)。

    我們可以對(duì)常見(jiàn)的通信手段進(jìn)行比較。固定有線通信網(wǎng)能夠提供高速和穩(wěn)定的通信信道，通話費(fèi)用較低，適用于大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸，但是受到線纜的限制。移動(dòng)通信支持動(dòng)中通，靈活方便，更適合應(yīng)急通信需求，但其覆蓋范圍和所能承載的業(yè)務(wù)有限。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信距離遠(yuǎn)，且不受地面條件的限制，能夠快速實(shí)現(xiàn)在地面?zhèn)鬏斒侄螣o(wú)法滿足的地點(diǎn)之間的通信。但是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入大、傳輸速率相對(duì)較低、通話費(fèi)用高，僅適用于極端情況下的應(yīng)急通信。數(shù)字集群系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)組呼、單呼、廣播以及短消息和分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，適用于應(yīng)急指揮調(diào)度。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及，其應(yīng)急通信能力逐漸得到人們的認(rèn)可，發(fā)揮著重要作用。

    互聯(lián)網(wǎng)可以提供包括E-mail、即時(shí)通信、文件傳輸、流媒體在內(nèi)的多種通信服務(wù)，具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、信息傳遞量大、費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)，但是突發(fā)情況下容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象。無(wú)線自組網(wǎng)是移動(dòng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合的產(chǎn)物，具有網(wǎng)絡(luò)自組織和協(xié)同合作特征，非常適合組建應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)協(xié)調(diào)各類(lèi)人員展開(kāi)救援行動(dòng)和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。無(wú)線自組網(wǎng)的典型實(shí)例包括AdHoc網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感網(wǎng)和Mesh網(wǎng)絡(luò)，它們具有鮮明的技術(shù)特色和應(yīng)用領(lǐng)域，在應(yīng)急通信場(chǎng)合均能發(fā)揮重要作用。這些無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)融合必將大大加強(qiáng)應(yīng)急突發(fā)場(chǎng)合下的通信保障能力。

    應(yīng)急通信保障中的技術(shù)選型

    應(yīng)急通信技術(shù)并不是獨(dú)立存在的新技術(shù)，而是多種技術(shù)在應(yīng)急方面的應(yīng)用集成，各類(lèi)技術(shù)通過(guò)不同組合滿足不同應(yīng)急通信需求。目前與應(yīng)急通信相關(guān)的技術(shù)和應(yīng)用包括公眾通信網(wǎng)、數(shù)字集群、無(wú)線傳感器、AdHoc自組織、短波、超短波、微波、視頻會(huì)議和視頻監(jiān)控、安全和加密、定位、衛(wèi)星通信、地理信息系統(tǒng)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。選擇什么樣的技術(shù)手段與緊急突發(fā)事件的性質(zhì)緊密相關(guān)，并且要考慮通信中斷的原因。

    通常情況下，通信中斷（或阻塞）的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）通信基礎(chǔ)設(shè)施(如光纜、銅纜、無(wú)線基站、交換設(shè)備、機(jī)房)的損壞，使事發(fā)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)特別是與外界的主要通信干線被切斷；（2）供電中斷，進(jìn)而導(dǎo)致通信設(shè)施癱瘓；（3）交通中斷，應(yīng)急通信設(shè)備和人員難以進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)；（4）事發(fā)地區(qū)人們的恐慌和其他地區(qū)人們的關(guān)注，即使當(dāng)?shù)赝ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)沒(méi)有受到損壞，也會(huì)由于出現(xiàn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)?shù)赝ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)負(fù)荷的呼叫和話務(wù)量而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，使得緊急的信息難以有效傳遞。

    關(guān)于災(zāi)后恐慌引起的網(wǎng)絡(luò)阻塞對(duì)關(guān)鍵通信的影響，目前通常采用兩種辦法，一是建立政府部門(mén)或企業(yè)專(zhuān)門(mén)的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，目前多采用數(shù)字集群系統(tǒng)。二是建立政府或企業(yè)的衛(wèi)星災(zāi)害備份通信系統(tǒng)。

    這是因?yàn)楫?dāng)衛(wèi)星通信作為接入網(wǎng)時(shí)，電話或數(shù)據(jù)上星后直接到達(dá)設(shè)在異地或本地與長(zhǎng)話局相連的衛(wèi)星通信關(guān)口站，因此可以避開(kāi)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)阻塞。無(wú)線自組網(wǎng)同樣能夠發(fā)揮傳遞關(guān)鍵通信的作用，且組網(wǎng)快、穩(wěn)定性高。

    針對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)手段，在用于應(yīng)急通信時(shí)應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)區(qū)別對(duì)待。短波通信由于其傳播特性存在盲區(qū)，且信道質(zhì)量易受電離層變化影響，因此一般不在近距離應(yīng)急通信中使用。移動(dòng)通信主要依賴于固定光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在重大突發(fā)公共事件中極易癱瘓，在應(yīng)急通信中只能作為一種備用手段。微波接力通信由于只能進(jìn)行視距傳播，在一些地形比較復(fù)雜的地域很難奏效。衛(wèi)星通信由于不受地形、氣候等條件的限制，在應(yīng)急通信中比較常用，但是衛(wèi)星通信的信道容量有限，加上通信成本比較高，因此不能用于大范圍的緊急救援行動(dòng)。超短波通信在應(yīng)急通信中應(yīng)用較多，這是因?yàn)槌滩ㄍㄐ诺沫h(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，信道資源豐富，并且超短波通信使用比較方便，其臺(tái)站設(shè)備便于攜帶與架設(shè)。在超短波通信中，集群通信是一種使用非常廣泛的手段，這是由于集群通信除了有普通無(wú)線電通信的語(yǔ)音功能外，還具備群組呼叫、優(yōu)先分級(jí)、快速接續(xù)等功能，適用于指揮調(diào)度通信。

    從應(yīng)急突發(fā)事件的實(shí)際情況來(lái)看，以上4種情況雖然破壞程度不同，但往往同時(shí)發(fā)生，從而不僅使事發(fā)地區(qū)原有的通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓，還使采用應(yīng)急通信手段緊急恢復(fù)通信變得非常困難。其結(jié)果往往是事發(fā)地區(qū)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)正常通信。因此，在進(jìn)行應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信的設(shè)計(jì)或制定相關(guān)預(yù)案時(shí)，必須慎重考慮中繼、電力、交通以及超負(fù)荷業(yè)務(wù)量4個(gè)因素的影響。

    在長(zhǎng)途中繼方面，地面光纜和銅纜優(yōu)勢(shì)是容量大、性價(jià)比高，但易遭地震、水災(zāi)等自然災(zāi)害的破壞。因此在災(zāi)害情況下，采用微波和衛(wèi)星通信作為中繼電路備份是比較好的選擇，也可以考慮利用無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行多跳中繼。

    在電力方面，當(dāng)災(zāi)害導(dǎo)致大規(guī)模停電發(fā)生時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，很難為所有的無(wú)線基站、微波中繼塔提供備份供電；而衛(wèi)星通信由于自成體系，對(duì)電力的要求最低，只需事先為相關(guān)衛(wèi)星終端配備一臺(tái)小型便攜發(fā)電機(jī)即可。無(wú)線自組網(wǎng)可以由多部電臺(tái)臨時(shí)構(gòu)成，對(duì)電力供應(yīng)的要求較低。

    當(dāng)前，我國(guó)應(yīng)急通信保障系統(tǒng)不夠完善，系統(tǒng)缺乏對(duì)通信手段的有效集成。有些通信網(wǎng)絡(luò)帶寬較窄，不足以支持視頻、圖像等寬帶多媒體業(yè)務(wù)，并且各專(zhuān)業(yè)部門(mén)應(yīng)急通信系統(tǒng)缺少統(tǒng)一規(guī)劃和互通標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)急指揮平臺(tái)很難互聯(lián)。我國(guó)應(yīng)該結(jié)合國(guó)情加快發(fā)展應(yīng)急通信系統(tǒng)，制定相應(yīng)的應(yīng)急通信標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范我國(guó)應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)。與此同時(shí)，應(yīng)為各類(lèi)新技術(shù)提供試驗(yàn)、應(yīng)用基地，促進(jìn)新技術(shù)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，提高應(yīng)急響應(yīng)能力，為構(gòu)建完善、科學(xué)先進(jìn)的應(yīng)急通信體系提供技術(shù)保障。

    在解決交通阻斷對(duì)通信的影響方面，一旦災(zāi)害發(fā)生，無(wú)論多么輕便靈活的應(yīng)急通信手段（如衛(wèi)星手持終端）也都需要在交通恢復(fù)后才可以運(yùn)進(jìn)災(zāi)區(qū)，為了避免通信的恢復(fù)依賴交通恢復(fù)的尷尬局面，只有在災(zāi)難發(fā)生前未雨綢繆，建立災(zāi)害備份通信系統(tǒng)，才可以在災(zāi)后確保通信不致中斷。