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)務需能得到超越其它網(wǎng)絡流量的優(yōu)先級。


• 網(wǎng)絡安全。網(wǎng)絡應能使用適當?shù)募用芎陀脩粽J證技術防止對通信流量的破壞、控制以及未經(jīng)授權的訪問。


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


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


• 國際連接。應急通信業(yè)務應可通過國際運營商連接到境外。


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


• 移動性。通信設施應支持可運輸、可重部署，可支持全功能的移動通信（例如個人通信業(yè)務、蜂窩、衛(wèi)星或高頻通信）。


• 無處不在。無論位于何處，應急通信業(yè)務都可用于支持國家安全的領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的需求。


• 語音業(yè)務。提供語音業(yè)務。


• 寬帶業(yè)務。支持寬帶業(yè)務用于應急通信（例如視頻、圖像、Web訪問和多媒體）。


• 可擴展的帶寬。用戶需可管理通信業(yè)務的容量，支持各種帶寬的需求。


• 經(jīng)濟可承受性。需利用已有網(wǎng)絡能力來減少成本（例如使用已有的網(wǎng)絡架構、利用商用現(xiàn)貨和已有業(yè)務等）。


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


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


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


• 計費。對于使用應急通信業(yè)務的用戶可以記賬并提供賬單。


• 網(wǎng)絡演進。NGN演進過程中，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、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(qū)、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)絡故障可能升級造成多省（區(qū)、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(qū)、市）多個基礎電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡通信故障的情況，及需要通信保障應急準備的情況；通信網(wǎng)絡故障可能升級造成該省（區(qū)、市）多個基礎電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡通信故障的情況。



• 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(qū)、市）某基礎電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡多點通信故障的情況；通信網(wǎng)絡故障可能升級造成該省（區(qū)、市）某基礎電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡多點通信故障的情況。



• 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(qū)、市）某基礎電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡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部門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，國防信息系統(tǒng)局推出了全國無線優(yōu)先接入系統(tǒng)（PAS）計劃，以確保全美500個重要人士在危急時刻的通信聯(lián)絡。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)絡的最低應急能力需求。

表1　我國通信網(wǎng)絡的最低應急能力需求

2.4　應急通信體系的網(wǎng)絡組成

　　作為一個國家的公眾通信網(wǎng)絡，它是由多種不同性質的互聯(lián)互通的電信網(wǎng)絡組成，它們基于不同的技術（例如電路交換、無線、IP和ATM）和架構，支持不同的協(xié)議和業(yè)務。不同的網(wǎng)絡類型包括電路交換網(wǎng)絡、衛(wèi)星網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡、專用集群網(wǎng)絡、IP多媒體通信網(wǎng)絡（見圖1）。目前，國內一些大城市自建的數(shù)字集群政務專網(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系。廣播網(wǎng)絡也是公眾通信網(wǎng)的補充，主要用于警示、公告信息的發(fā)布。

圖1　互通的多個通信網(wǎng)絡

　　這樣的網(wǎng)絡分類不是一種嚴格、標準的分類，這樣的分類主要用于說明國家的公眾通信網(wǎng)絡由多個采用不同架構、技術和協(xié)議的網(wǎng)絡類型組成，支持不同的用戶業(yè)務（語音、數(shù)據(jù)和多媒體等）。在這些網(wǎng)絡中，支持應急通信業(yè)務的優(yōu)先級機制則與網(wǎng)絡架構、技術和協(xié)議相關，其規(guī)范在不同的標準組織里面來制定。

　　每種網(wǎng)絡類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)絡的魯棒性和信息承載能力的分析。

圖2　各種通信網(wǎng)絡的魯棒性和信息承載能力分析

　　（1）目前多數(shù)情況下，公眾都是選用電路交換網(wǎng)絡（PSTN或移動通信）撥打應急部門的緊急號碼及救助熱線的方式來使用應急通信，畢竟電路交換網(wǎng)絡承載通信容量較大。但是固定電話受到線纜的限制，并不是任何時間、任何地點都可以使用。

　　（2）由于移動通信具有個人通信的特點，目前政府部門開始通過向民眾發(fā)送短消息來告警或者發(fā)布信息。移動定位技術可以極大地增加受災人員獲救的可能性。一些移動接入技術，如LMDS（本地多點分配業(yè)務）、WiMAX等，可以通過快速調動設備來恢復或增強局部地區(qū)的通信，具有不可替代的作用。一些新的技術如自組網(wǎng)技術，可以快速建立局域的通信網(wǎng)絡，而且網(wǎng)絡自組織、自愈合，容量較大，對于應急通信來說是十分需要的技術。因此，移動通信網(wǎng)絡在應急通信中將逐步占據(jù)主力位置。

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

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

　　（5）廣播網(wǎng)絡是一種單向信息傳播的網(wǎng)絡，從信息承載能力上來看是比較弱的，網(wǎng)絡的魯棒性也不算好，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)絡代表了電信網(wǎng)絡發(fā)展的方向，出現(xiàn)了很多新電信技術、新業(yè)務，可以用于更有效、更便捷、更完善的應急通信。不僅VoIP業(yè)務應支持應急通信，而且各種寬帶業(yè)務，像視頻廣播、視頻會議及監(jiān)控等多媒體業(yè)務也會為應急通信帶來更多方便。其它一些帶寬需求很低的業(yè)務，如即時消息、Presence和E-mail可以用來發(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、移動通信、衛(wèi)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)濟基礎設施等多個方面和領域。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(xiàn)在研究的一個重點是如何在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)緊急呼叫并解決緊急呼叫的定位問題。另外，各種互聯(lián)網(wǎng)服務還可以成為應急通信的信息發(fā)布的載體。

　　無論是固定網(wǎng)絡、移動網(wǎng)絡、衛(wèi)星網(wǎng)絡、IP多媒體網(wǎng)絡，還是互聯(lián)網(wǎng)都具有各自的特點和優(yōu)勢，作為應急通信考慮應當將各種網(wǎng)絡聯(lián)合起來使用，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。作為目前應急通信網(wǎng)絡體系，主要依靠緊急熱線，政務信息依靠政務網(wǎng)絡來傳遞。作為未來的應急通信網(wǎng)絡，則必須考慮各種網(wǎng)絡的互補協(xié)調，互聯(lián)互通。作為民眾，不僅可以通過呼叫中心的方式和政府聯(lián)系，還可以采用即時消息，E-mail，Internet等多種方式和政府聯(lián)系，而政府也可以通過移動通信技術隨時獲取受災民眾的匯報、位置等信息。未來的應急通信網(wǎng)絡是一個綜合的網(wǎng)絡體系（見圖3）。

圖3　應急通信網(wǎng)絡的演進

2.5　應急通信的網(wǎng)絡要求

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

　　（1）在同一網(wǎng)絡內需要考慮支持應急通信業(yè)務的因素有網(wǎng)絡架構（例如集中或分散的網(wǎng)元），特定的接入和網(wǎng)絡信令協(xié)議（例如ISDN，ISUP，SIP或H.323等），承載網(wǎng)絡類型（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)絡邊界的應急通信業(yè)務的考慮主要有：建立應急通信呼叫／會話的信令，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/會話請求的認證，限制普通電話的網(wǎng)絡管理功能對于應急通信呼叫則開放限制。

　　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。

　　理想情況是不同類型的網(wǎng)絡之間的互通接口能夠基于標準。例如，不同類型的網(wǎng)絡之間采用PSTN的互通標準來互通，即傳統(tǒng)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。從長遠來看，不同類型的網(wǎng)絡互通應當采用NGN的SIP呼叫控制信令以及以IP作為承載層。因此，不同網(wǎng)絡中的優(yōu)先級機制也應當做相應的規(guī)范。

圖4　NNI接口

3、結束語

　　建立合理的應急通信體系是關系國家安全、民計民生的大事。研究應急通信的特點、網(wǎng)絡體系，要充分利用各種通信手段來保證應急情況下的通信保障，不僅需要考慮通信網(wǎng)絡演進的趨勢性影響，還要利用各種新技術。目前，國家正在建立國家應急聯(lián)動系統(tǒng)，將逐步實現(xiàn)緊急呼叫和救助熱線號碼的統(tǒng)一。從這一步出發(fā)，整合政府各職能部門的資源，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，也需要社會各方面力量的配合。

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