應(yīng)急通信體系的探討

2008/04/30

• 增強的優(yōu)先級處理。應(yīng)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(yīng)能使用適當(dāng)?shù)募用芎陀脩粽J證技術(shù)防止對通信流量的破壞、控制以及未經(jīng)授權(quán)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(yīng)急通信（身份或位置不會被辨識出來）。


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


• 國際連接。應(yīng)急通信業(yè)務(wù)應(yīng)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(luò)互聯(lián)及互操作，使應(yīng)急用戶建立端到端具有優(yōu)先級的連接。


• 移動性。通信設(shè)施應(yīng)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(wù)、蜂窩、衛(wèi)星或高頻通信）。


• 無處不在。無論位于何處，應(yīng)急通信業(yè)務(wù)都可用于支持國家安全的領(lǐng)導(dǎo)能力和政府機構(gòu)內(nèi)外的應(yīng)急指揮能力。


• 抗毀性。應(yīng)急通信應(yīng)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(wù)。提供語音業(yè)務(wù)。


• 寬帶業(yè)務(wù)。支持寬帶業(yè)務(wù)用于應(yīng)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(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)能力來減少成本（例如使用已有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、利用商用現(xiàn)貨和已有業(yè)務(wù)等）。


• 可靠性。應(yīng)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(wù)質(zhì)量。端到端的QoS應(yīng)符合國際標準的QoS等級和參數(shù)，在域內(nèi)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(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(tǒng)，能夠維護應(yīng)急通信業(yè)務(wù)。


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


• 網(wǎng)絡(luò)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(shè)備必須提供應(yīng)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�。▍^(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(yīng)急準備的重大情況；通信網(wǎng)絡(luò)故障可能升級造成多�。▍^(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�。▍^(qū)、市）多個基礎(chǔ)電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò)通信故障的情況，及需要通信保障應(yīng)急準備的情況；通信網(wǎng)絡(luò)故障可能升級造成該�。▍^(qū)、市）多個基礎(chǔ)電信運營企業(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�。▍^(qū)、市）某基礎(chǔ)電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò)多點通信故障的情況；通信網(wǎng)絡(luò)故障可能升級造成該�。▍^(qū)、市）某基礎(chǔ)電信運營企業(yè)所屬網(wǎng)絡(luò)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�。▍^(qū)、市）某基礎(chǔ)電信運營企業(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(dāng)局和軍方有關(guān)部門的應(yīng)急通信能力以在突發(fā)事件中做出快速有效的反應(yīng)并順利完成指揮控制任務(wù)，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(luò)。作為參考，我們對不同級別的應(yīng)急事件，需要分別考慮對于不同對象的應(yīng)急通信需求，表1所示的是我國通信網(wǎng)絡(luò)的最低應(yīng)急能力需求。

表1　我國通信網(wǎng)絡(luò)的最低應(yīng)急能力需求

2.4　應(yīng)急通信體系的網(wǎng)絡(luò)組成

　　作為一個國家的公眾通信網(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、無線、IP和ATM）和架構(gòu)，支持不同的協(xié)議和業(yè)務(wù)。不同的網(wǎng)絡(luò)類型包括電路交換網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、專用集群網(wǎng)絡(luò)、IP多媒體通信網(wǎng)絡(luò)（見圖1）。目前，國內(nèi)一些大城市自建的數(shù)字集群政務(wù)專網(wǎng)可以作為應(yīng)急通信的指揮平臺，它和公網(wǎng)應(yīng)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　互通的多個通信網(wǎng)絡(luò)

　　這樣的網(wǎng)絡(luò)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(luò)由多個采用不同架構(gòu)、技術(shù)和協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)類型組成，支持不同的用戶業(yè)務(wù)（語音、數(shù)據(jù)和多媒體等）。在這些網(wǎng)絡(luò)中，支持應(yīng)急通信業(yè)務(wù)的優(yōu)先級機制則與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)和協(xié)議相關(guān)，其規(guī)范在不同的標準組織里面來制定。

　　每種網(wǎng)絡(luò)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(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(shù)情況下，公眾都是選用電路交換網(wǎng)絡(luò)（PSTN或移動通信）撥打應(yīng)急部門的緊急號碼及救助熱線的方式來使用應(yīng)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(shù)可以極大地增加受災(zāi)人員獲救的可能性。一些移動接入技術(shù)，如LMDS（本地多點分配業(yè)務(wù)）、WiMAX等，可以通過快速調(diào)動設(shè)備來恢復(fù)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(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(yīng)急通信來說是十分需要的技術(shù)。因此，移動通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)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(luò)覆蓋的地域，非常適合應(yīng)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(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。但是專用數(shù)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(yīng)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(luò)擁塞，專用通信網(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(xiàn)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(yīng)急通信。不僅VoIP業(yè)務(wù)應(yīng)支持應(yīng)急通信，而且各種寬帶業(yè)務(wù)，像視頻廣播、視頻會議及監(jiān)控等多媒體業(yè)務(wù)也會為應(yīng)急通信帶來更多方便。其它一些帶寬需求很低的業(yè)務(wù)，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(yīng)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(yīng)急通信中的作用正在逐漸變得重要�；ヂ�(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�；ヂ�(lián)網(wǎng)已經(jīng)融入國家軍事、經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施等多個方面和領(lǐng)域。在應(yīng)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�，F(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(wù)還可以成為應(yīng)急通信的信息發(fā)布的載體。

　　無論是固定網(wǎng)絡(luò)、移動網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、IP多媒體網(wǎng)絡(luò)，還是互聯(lián)網(wǎng)都具有各自的特點和優(yōu)勢，作為應(yīng)急通信考慮應(yīng)當(dāng)將各種網(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的通信任務(wù)。作為目前應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)體系，主要依靠緊急熱線，政務(wù)信息依靠政務(wù)網(wǎng)絡(luò)來傳遞。作為未來的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，則必須考慮各種網(wǎng)絡(luò)的互補協(xié)調(diào)，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(shù)隨時獲取受災(zāi)民眾的匯報、位置等信息。未來的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)是一個綜合的網(wǎng)絡(luò)體系（見圖3）。

圖3　應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的演進

2.5　應(yīng)急通信的網(wǎng)絡(luò)要求

　　對于應(yīng)急通信業(yè)務(wù)，除了需要考慮在同一類型網(wǎng)絡(luò)或同一網(wǎng)絡(luò)域之內(nèi)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(nèi)需要考慮支持應(yīng)急通信業(yè)務(wù)的因素有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（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(yīng)急通信業(yè)務(wù)的考慮主要有：建立應(yīng)急通信呼叫／會話的信令，支持具有優(yōu)先級的應(yīng)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），不同承載類型的優(yōu)先級機制的互通（例如TDM和IP），支持對于應(yīng)急通信呼叫/會話請求的認證，限制普通電話的網(wǎng)絡(luò)管理功能對于應(yīng)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(yīng)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(luò)之間的互通接口能夠基于標準。例如，不同類型的網(wǎng)絡(luò)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(luò)互通應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)做相應(yīng)的規(guī)范。

圖4　NNI接口

3、結(jié)束語

　　建立合理的應(yīng)急通信體系是關(guān)系國家安全、民計民生的大事。研究應(yīng)急通信的特點、網(wǎng)絡(luò)體系，要充分利用各種通信手段來保證應(yīng)急情況下的通信保障，不僅需要考慮通信網(wǎng)絡(luò)演進的趨勢性影響，還要利用各種新技術(shù)。目前，國家正在建立國家應(yīng)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(yīng)急平臺指揮體系，建立完整的應(yīng)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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