應急通信體系的探討

2008/04/30

• 增強的優(yōu)先級處理。應急通信業(yè)務(wù)需能得到超越其它網(wǎng)絡(luò )流量的優(yōu)先級。


• 網(wǎng)絡(luò )安全。網(wǎng)絡(luò )應能使用適當的加密和用戶(hù)認證技術(shù)防止對通信流量的破壞、控制以及未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)。


• 不可跟蹤。能夠保證某些用戶(hù)能夠在不被追蹤的情況下使用應急通信（身份或位置不會(huì )被辨識出來(lái)）。


• 可恢復性。遭到破壞后，根據優(yōu)先級，業(yè)務(wù)必須能夠被重新配置，修復或恢復到所需的業(yè)務(wù)級別。


• 國際連接。應急通信業(yè)務(wù)應可通過(guò)國際運營(yíng)商連接到境外。


• 互操作。與各種運營(yíng)商通信網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)及互操作，使應急用戶(hù)建立端到端具有優(yōu)先級的連接。


• 移動(dòng)性。通信設施應支持可運輸、可重部署，可支持全功能的移動(dòng)通信（例如個(gè)人通信業(yè)務(wù)、蜂窩、衛星或高頻通信）。


• 無(wú)處不在。無(wú)論位于何處，應急通信業(yè)務(wù)都可用于支持國家安全的領(lǐng)導能力和政府機構內外的應急指揮能力。


• 抗毀性。應急通信應具魯棒性，保證支持各種情況下生存用戶(hù)的需求。


• 語(yǔ)音業(yè)務(wù)。提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。


• 寬帶業(yè)務(wù)。支持寬帶業(yè)務(wù)用于應急通信（例如視頻、圖像、Web訪(fǎng)問(wèn)和多媒體）。


• 可擴展的帶寬。用戶(hù)需可管理通信業(yè)務(wù)的容量，支持各種帶寬的需求。


• 經(jīng)濟可承受性。需利用已有網(wǎng)絡(luò )能力來(lái)減少成本（例如使用已有的網(wǎng)絡(luò )架構、利用商用現貨和已有業(yè)務(wù)等）。


• 可靠性。應能按需要和指標參數精確地和不間斷地通信，保證用戶(hù)放心使用。


• 業(yè)務(wù)質(zhì)量。端到端的QoS應符合國際標準的QoS等級和參數，在域內和網(wǎng)間互通情況下都能夠符合用戶(hù)期望。在必要情況下，可降低業(yè)務(wù)質(zhì)量使用。


• 管理。業(yè)務(wù)／網(wǎng)絡(luò )提供商需具有OSS系統，能夠維護應急通信業(yè)務(wù)。


• 計費。對于使用應急通信業(yè)務(wù)的用戶(hù)可以記賬并提供賬單。


• 網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)。NGN演進(jìn)過(guò)程中，必須支持標準保證任何網(wǎng)元的互操作和可靠性。NGN設備必須提供應急通信的需求，例如連接、優(yōu)先級業(yè)務(wù)、安全和QoS。

• Ⅰ級（特別重大）：因特別重大突發(fā)公共事件引發(fā)的，有可能造成多省（區、市）通信故障或大面積骨干網(wǎng)中斷、通信樞紐樓遭到破壞等情況，及需要通信保障應急準備的重大情況；通信網(wǎng)絡(luò )故障可能升級造成多省（區、市）通信故障或大面積骨干網(wǎng)中斷的情況。


• Ⅱ級（重大）：因重大突發(fā)公共事件引發(fā)的，有可能造成該省（區、市）多個(gè)基礎電信運營(yíng)企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò )通信故障的情況，及需要通信保障應急準備的情況；通信網(wǎng)絡(luò )故障可能升級造成該省（區、市）多個(gè)基礎電信運營(yíng)企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò )通信故障的情況。



• Ⅲ級（較大）：因較大突發(fā)公共事件引發(fā)的，有可能造成該省（區、市）某基礎電信運營(yíng)企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò )多點(diǎn)通信故障的情況；通信網(wǎng)絡(luò )故障可能升級造成該省（區、市）某基礎電信運營(yíng)企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò )多點(diǎn)通信故障的情況。



• Ⅳ級（一般）：因一般突發(fā)公共事件引發(fā)的，有可能造成該省（區、市）某基礎電信運營(yíng)企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò )局部通信故障的情況。美國在“911”恐怖襲擊發(fā)生后，為了保證國家指揮當局和軍方有關(guān)部門(mén)的應急通信能力以在突發(fā)事件中做出快速有效的反應并順利完成指揮控制任務(wù)，國防信息系統局推出了全國無(wú)線(xiàn)優(yōu)先接入系統（PAS）計劃，以確保全美500個(gè)重要人士在危急時(shí)刻的通信聯(lián)絡(luò )。作為參考，我們對不同級別的應急事件，需要分別考慮對于不同對象的應急通信需求，表1所示的是我國通信網(wǎng)絡(luò )的最低應急能力需求。

表1　我國通信網(wǎng)絡(luò )的最低應急能力需求

2.4　應急通信體系的網(wǎng)絡(luò )組成

　　作為一個(gè)國家的公眾通信網(wǎng)絡(luò )，它是由多種不同性質(zhì)的互聯(lián)互通的電信網(wǎng)絡(luò )組成，它們基于不同的技術(shù)（例如電路交換、無(wú)線(xiàn)、IP和ATM）和架構，支持不同的協(xié)議和業(yè)務(wù)。不同的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型包括電路交換網(wǎng)絡(luò )、衛星網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、專(zhuān)用集群網(wǎng)絡(luò )、IP多媒體通信網(wǎng)絡(luò )（見(jiàn)圖1）。目前，國內一些大城市自建的數字集群政務(wù)專(zhuān)網(wǎng)可以作為應急通信的指揮平臺，它和公網(wǎng)應該是互相補充的關(guān)系。廣播網(wǎng)絡(luò )也是公眾通信網(wǎng)的補充，主要用于警示、公告信息的發(fā)布。

圖1　互通的多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )

　　這樣的網(wǎng)絡(luò )分類(lèi)不是一種嚴格、標準的分類(lèi)，這樣的分類(lèi)主要用于說(shuō)明國家的公眾通信網(wǎng)絡(luò )由多個(gè)采用不同架構、技術(shù)和協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型組成，支持不同的用戶(hù)業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、數據和多媒體等）。在這些網(wǎng)絡(luò )中，支持應急通信業(yè)務(wù)的優(yōu)先級機制則與網(wǎng)絡(luò )架構、技術(shù)和協(xié)議相關(guān)，其規范在不同的標準組織里面來(lái)制定。

　　每種網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型從魯棒性和信息承載能力上具有很大的差異。從圖2可以看到各種網(wǎng)絡(luò )的魯棒性和信息承載能力的分析。

圖2　各種通信網(wǎng)絡(luò )的魯棒性和信息承載能力分析

　　（1）目前多數情況下，公眾都是選用電路交換網(wǎng)絡(luò )（PSTN或移動(dòng)通信）撥打應急部門(mén)的緊急號碼及救助熱線(xiàn)的方式來(lái)使用應急通信，畢竟電路交換網(wǎng)絡(luò )承載通信容量較大。但是固定電話(huà)受到線(xiàn)纜的限制，并不是任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以使用。

　　（2）由于移動(dòng)通信具有個(gè)人通信的特點(diǎn)，目前政府部門(mén)開(kāi)始通過(guò)向民眾發(fā)送短消息來(lái)告警或者發(fā)布信息。移動(dòng)定位技術(shù)可以極大地增加受災人員獲救的可能性。一些移動(dòng)接入技術(shù)，如LMDS（本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)）、WiMAX等，可以通過(guò)快速調動(dòng)設備來(lái)恢復或增強局部地區的通信，具有不可替代的作用。一些新的技術(shù)如自組網(wǎng)技術(shù)，可以快速建立局域的通信網(wǎng)絡(luò )，而且網(wǎng)絡(luò )自組織、自愈合，容量較大，對于應急通信來(lái)說(shuō)是十分需要的技術(shù)。因此，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )在應急通信中將逐步占據主力位置。

　　（3）衛星通信不受一般緊急事件的影響，能夠覆蓋到大范圍沒(méi)有地面通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋的地域，非常適合應急通信廣度的需求。缺點(diǎn)是衛星通信的容量有限，使用成本高。

　　（4）專(zhuān)用數字集群網(wǎng)作為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )必然不如公眾通信網(wǎng)絡(luò )那樣健壯，其通信容量也不大。但是專(zhuān)用數字集群網(wǎng)絡(luò )作為獨立的指揮網(wǎng)絡(luò )，有很多公眾通信網(wǎng)絡(luò )不具備的優(yōu)勢，如響應速度、群組指揮等，而且不會(huì )受公眾通信的干擾。例如暴雨造成交通癱瘓，往往會(huì )伴隨局部地區的公眾通信網(wǎng)絡(luò )擁塞，專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò )則不受影響。

　　（5）廣播網(wǎng)絡(luò )是一種單向信息傳播的網(wǎng)絡(luò )，從信息承載能力上來(lái)看是比較弱的，網(wǎng)絡(luò )的魯棒性也不算好，但是作為信息發(fā)布最便捷、快速的方式，還是具有不可替代的作用。

　　（6）IP多媒體網(wǎng)絡(luò )代表了電信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的方向，出現了很多新電信技術(shù)、新業(yè)務(wù)，可以用于更有效、更便捷、更完善的應急通信。不僅VoIP業(yè)務(wù)應支持應急通信，而且各種寬帶業(yè)務(wù)，像視頻廣播、視頻會(huì )議及監控等多媒體業(yè)務(wù)也會(huì )為應急通信帶來(lái)更多方便。其它一些帶寬需求很低的業(yè)務(wù)，如即時(shí)消息、Presence和E-mail可以用來(lái)發(fā)送短小的命令及交互控制信息。尤其在僅有有限帶寬可以使用的情況下，它們可以作為應急通信的補充手段。

　　（7）與固定通信、移動(dòng)通信、衛星通信相比，互聯(lián)網(wǎng)在應急通信中的作用正在逐漸變得重要。互聯(lián)網(wǎng)的通信功能已經(jīng)在發(fā)揮重大的作用，不僅支持E-mail，QQ，消息之類(lèi)的文字通信，還支持視頻、圖像等多媒體信息的傳送。互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)融入國家軍事、經(jīng)濟基礎設施等多個(gè)方面和領(lǐng)域。在應急通信方面，互聯(lián)網(wǎng)具有很好的自愈合、路由迂回的能力，并且能夠承載大容量信息。現在研究的一個(gè)重點(diǎn)是如何在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現緊急呼叫并解決緊急呼叫的定位問(wèn)題。另外，各種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)還可以成為應急通信的信息發(fā)布的載體。

　　無(wú)論是固定網(wǎng)絡(luò )、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )、衛星網(wǎng)絡(luò )、IP多媒體網(wǎng)絡(luò )，還是互聯(lián)網(wǎng)都具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢，作為應急通信考慮應當將各種網(wǎng)絡(luò )聯(lián)合起來(lái)使用，優(yōu)勢互補、相互協(xié)作，以便更好地完成更復雜的通信任務(wù)。作為目前應急通信網(wǎng)絡(luò )體系，主要依靠緊急熱線(xiàn)，政務(wù)信息依靠政務(wù)網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳遞。作為未來(lái)的應急通信網(wǎng)絡(luò )，則必須考慮各種網(wǎng)絡(luò )的互補協(xié)調，互聯(lián)互通。作為民眾，不僅可以通過(guò)呼叫中心的方式和政府聯(lián)系，還可以采用即時(shí)消息，E-mail，Internet等多種方式和政府聯(lián)系，而政府也可以通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)隨時(shí)獲取受災民眾的匯報、位置等信息。未來(lái)的應急通信網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)綜合的網(wǎng)絡(luò )體系（見(jiàn)圖3）。

圖3　應急通信網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)

2.5　應急通信的網(wǎng)絡(luò )要求

　　對于應急通信業(yè)務(wù)，除了需要考慮在同一類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )或同一網(wǎng)絡(luò )域之內發(fā)生的情況，還要考慮跨越網(wǎng)絡(luò )邊界發(fā)生的情況。

　　（1）在同一網(wǎng)絡(luò )內需要考慮支持應急通信業(yè)務(wù)的因素有網(wǎng)絡(luò )架構（例如集中或分散的網(wǎng)元），特定的接入和網(wǎng)絡(luò )信令協(xié)議（例如ISDN，ISUP，SIP或H.323等），承載網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型（例如TDM，ATM或IP等），信令、承載網(wǎng)和管理的交互。

　　（2）支持跨越網(wǎng)絡(luò )邊界的應急通信業(yè)務(wù)的考慮主要有：建立應急通信呼叫／會(huì )話(huà)的信令，支持具有優(yōu)先級的應急通信呼叫能夠在承載層連接，不同網(wǎng)絡(luò )信令協(xié)議的優(yōu)先級機制的互通（例如ISUP和SIP），不同信令傳送協(xié)議的優(yōu)先級機制的互通（例如MTP和基于IP的傳送），不同承載類(lèi)型的優(yōu)先級機制的互通（例如TDM和IP），支持對于應急通信呼叫/會(huì )話(huà)請求的認證，限制普通電話(huà)的網(wǎng)絡(luò )管理功能對于應急通信呼叫則開(kāi)放限制。

　　圖4所示的是通用的NNI（Network-to-Network Interface）接口的參考模型，它包括信令接口和用戶(hù)媒體接口。信令接口包括呼叫控制協(xié)議和呼叫控制信令傳送協(xié)議。媒體接口包括承載和承載傳送協(xié)議。如果承載控制信令和呼叫控制信令是分離的，還應有承載控制到呼叫控制功能的接口。

　　理想情況是不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )之間的互通接口能夠基于標準。例如，不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )之間采用PSTN的互通標準來(lái)互通，即傳統的No.7協(xié)議作為呼叫控制信令，采用TDM中繼作為承載層的互通。從長(cháng)遠來(lái)看，不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )互通應當采用NGN的SIP呼叫控制信令以及以IP作為承載層。因此，不同網(wǎng)絡(luò )中的優(yōu)先級機制也應當做相應的規范。

圖4　NNI接口

3、結束語(yǔ)

　　建立合理的應急通信體系是關(guān)系國家安全、民計民生的大事。研究應急通信的特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò )體系，要充分利用各種通信手段來(lái)保證應急情況下的通信保障，不僅需要考慮通信網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的趨勢性影響，還要利用各種新技術(shù)。目前，國家正在建立國家應急聯(lián)動(dòng)系統，將逐步實(shí)現緊急呼叫和救助熱線(xiàn)號碼的統一。從這一步出發(fā)，整合政府各職能部門(mén)的資源，建立可靠的應急平臺指揮體系，建立完整的應急通信保障體系。這不僅需要高層的高瞻遠矚，也需要社會(huì )各方面力量的配合。

中國聯(lián)通網(wǎng)站