应急通信网络的组成和技术手段分析
QooIC.com 新闻出处：电子市场 | 发布时间：2011/1/14 14:36:54
应急通信网络的构成
一般地，应急通信网络会使用现有的固定有线网、蜂窝移动网、互联网等公众通信网络，也会用到集群、卫星、短波等专用通信网络，广播、电视、报纸等公众传媒网络以及传感网、Ad Hoc网络等现场监控和救援网络。专网在应急通信中基本用于指挥调度，而公网一般用于公众报警、公众之间的交流以及政府对公众的通知等。也就是说，应急通信网络是一种涉及多种通信技术手段的异构网络，其网络构成是多样的和动态变化的。
因此，设计应急通信网络很难有一个统一的、完美的体系架构，需要根据实际需求进行全盘考虑，选择合理的应急通信技术手段，并进行有效整合。一般情况下，首先以应急突发事件后的“残留”设施网络为基础，然后根据需要部署其他网络。
我们可以对常见的通信手段进行比较。固定有线通信网能够提供高速和稳定的通信信道，通话费用较低，适用于大数据量的实时传输，但是受到线缆的限制。移动通信支持动中通，灵活方便，更适合应急通信需求，但其覆盖范围和所能承载的业务有限。卫星网络通信距离远，且不受地面条件的限制，能够快速实现在地面传输手段无法满足的地点之间的通信。但是卫星通信网络建设投入大、传输速率相对较低、通话费用高，仅适用于极端情况下的应急通信。数字集群系统可以实现组呼、单呼、广播以及短消息和分组数据传输业务，适用于应急指挥调度。此外，随着互联网的不断普及，其应急通信能力逐渐得到人们的认可，发挥着重要作用。互联网可以提供包括E-mail、即时通信、文件传输、流媒体在内的多种通信服务，具有网络覆盖范围广、信息传递量大、费用低廉的优点，但是突发情况下容易出现网络拥塞现象。无线自组网是移动通信技术和计算机网络技术融合的产物，具有网络自组织和协同合作特征，非常适合组建应急通信网络来协调各类人员展开救援行动和应对突发事件。无线自组网的典型实例包括Ad Hoc网络、无线传感网和Mesh网络，它们具有鲜明的技术特色和应用领域，在应急通信场合均能发挥重要作用。这些无线自组网技术的有机融合必将大大加强应急突发场合下的通信保障能力。
应急通信保障中的技术选型
应急通信技术并不是独立存在的新技术，而是多种技术在应急方面的应用集成，各类技术通过不同组合满足不同应急通信需求。目前与应急通信相关的技术和应用包括公众通信网、数字集群、无线传感器、Ad Hoc自组织、短波、超短波、微波、视频会议和视频监控、安全和加密、定位、卫星通信、地理信息系统等多个技术领域。选择什么样的技术手段与紧急突发事件的性质紧密相关，并且要考虑通信中断的原因。
通常情况下，通信中断（或阻塞）的原因主要有以下几点：（1）通信基础设施(如光缆、铜缆、无线基站、交换设备、机房)的损坏，使事发地区的通信网络特别是与外界的主要通信干线被切断；（2）供电中断，进而导致通信设施瘫痪；（3）交通中断，应急通信设备和人员难以进入现场；（4）事发地区人们的恐慌和其他地区人们的关注，即使当地通信网络没有受到损坏，也会由于出现远超过当地通信网络设计负荷的呼叫和话务量而导致网络瘫痪，使得紧急的信息难以有效传递。
从应急突发事件的实际情况来看，以上4种情况虽然破坏程度不同，但往往同时发生，从而不仅使事发地区原有的通信网络瘫痪，还使采用应急通信手段紧急恢复通信变得非常困难。其结果往往是事发地区在相当长的时间内无法恢复正常通信。因此，在进行应急通信和灾害备份通信的设计或制定相关预案时，必须慎重考虑中继、电力、交通以及超负荷业务量4个因素的影响。
在长途中继方面，地面光缆和铜缆优势是容量大、性价比高，但易遭地震、水灾等自然灾害的破坏。因此在灾害情况下，采用微波和卫星通信作为中继电路备份是比较好的选择，也可以考虑利用无线自组网技术进行多跳中继。
在电力方面，当灾害导致大规模停电发生时，根据国内外的实际经验来看，很难为所有的无线基站、微波中继塔提供备份供电；而卫星通信由于自成体系，对电力的要求最低，只需事先为相关卫星终端配备一台小型便携发电机即可。无线自组网可以由多部电台临时构成，对电力供应的要求较低。
在解决交通阻断对通信的影响方面，一旦灾害发生，无论多么轻便灵活的应急通信手段（如卫星手持终端）也都需要在交通恢复后才可以运进灾区，为了避免通信的恢复依赖交通恢复的尴尬局面，只有在灾难发生前未雨绸缪，建立灾害备份通信系统，才可以在灾后确保通信不致中断。
关于灾后恐慌引起的网络阻塞对关键通信的影响，目前通常采用两种办法，一是建立政府部门或企业专门的应急指挥通信系统，目前多采用数字集群系统。二是建立政府或企业的卫星灾害备份通信系统。这是因为当卫星通信作为接入网时，电话或数据上星后直接到达设在异地或本地与长话局相连的卫星通信关口站，因此可以避开当地网络阻塞。无线自组网同样能够发挥传递关键通信的作用，且组网快、稳定性高。
针对现有的无线通信技术手段，在用于应急通信时应根据其特点区别对待。短波通信由于其传播特性存在盲区，且信道质量易受电离层变化影响，因此一般不在近距离应急通信中使用。移动通信主要依赖于固定光纤网络系统，在重大突发公共事件中极易瘫痪，在应急通信中只能作为一种备用手段。微波接力通信由于只能进行视距传播，在一些地形比较复杂的地域很难奏效。卫星通信由于不受地形、气候等条件的限制，在应急通信中比较常用，但是卫星通信的信道容量有限，加上通信成本比较高，因此不能用于大范围的紧急救援行动。超短波通信在应急通信中应用较多，这是因为超短波通信的环境适应性强，信道资源丰富，并且超短波通信使用比较方便，其台站设备便于携带与架设。在超短波通信中，集群通信是一种使用非常广泛的手段，这是由于集群通信除了有普通无线电通信的语音功能外，还具备群组呼叫、优先分级、快速接续等功能，适用于指挥调度通信。