国外应急通信发展方向分析
http://www.cction.com 2008-08-12 21:23 中企顾问网
本文导读：美国“911”事件：新增基站、线路确保通信 位于美国纽约的世贸中心不仅是商业中心，也是美国东部的通信中心之一。世贸中心的南北楼中放置着若干家电信运营商的设备，随着世贸中心的倒塌，其中及周边的通信设施遭到了严重毁坏。
美国“911”事件：新增基站、线路确保通信
位于美国纽约的世贸中心不仅是商业中心，也是美国东部的通信中心之一。世贸中心的南北楼中放置着若干家电信运营商的设备，随着世贸中心的倒塌，其中及周边的通信设施遭到了严重毁坏。
临时基站满足无线业务需求
纽约地区的无线运营商(AT&T、Nextel,Sprint、Verizon等)虽然只有5个基站被毁，但却有160个基站在“911”当天因为交换机或电源等原因无法正常工作。受到重创的公用通信网在“911”事件后承担了高额业务量(在纽约，移动电话拨打数量平均增加了400%，个别运营商甚至增加了1000%；华盛顿增加了125%)。
面对突发事件，美国的电信运营商靠车载基站(COW)来恢复通信和提供更多的容量来满足业务需求。恐怖袭击发生24小时内，美国的电信运营商在纽约搭建了17个临时基站和中继系统，来处理高额业务量；在72小时内，160个基站的47%的容量复原；2周后，无线行业不但提供了“911”之前的网络容量，而且还增加了23%的基站以支持居民和企业恢复生活与工作。华盛顿虽然没有基站受损，但仍然增加了10个基站为五角大楼地区提供额外的容量。此外，宾夕法尼亚州坠机地点也增加了两个临时基站。具体见表1。
增加线路保障固定通信畅通
服务于美国东北部(包括纽约)的Verizon公司是北美当时最大的固网运营商，除了为纽约地区提供公众电话业务外，还担负着华尔街地区的纽约股票交易所和奈奎斯特所有的通信任务，由于在世贸中心有多种通信设施，其在“911”中损失最大。在曼哈顿，Verizon有19个中心局(服务于200万电话线)，但由于大部分网络具有备用系统，恐怖袭击发生后，这些系统仍可以正常处理E911等紧急呼叫。作为应急通信的一部分，Verizon马上为曼哈顿地区提供了4000部免费本地投币电话，向幸存者提供服务，还向曼哈顿医院、紧急救助中心调度了额外的电话线。华尔街是美国经济的命脉，直接关系着美国企业的正常运转。为了不影响股市，Verizon不遗余力地恢复华尔街网络，尽快增加了24条高速数据链路(OC-48)和数千条电话线，重新调度网络容量，以方便一些交易公司移至新的或临时性办公地点。在Verizon的努力下，9月17日，华尔街如期开盘，挽回了一部分人对美国经济的信心。
此外，运营商支持的政府优先服务项目也在“911事件”中发挥了重要作用。FCC从1998年开始启动电信业务优先(TSP)项目，对国家安全和应急准备(NS／EP)人员提供优先服务和业务恢复。政府应急通信业务(GETS)可以在网络拥塞时，跨运营商向NS／EP提供紧急接入与优先处理。在“911事件”中，共处理了1.8万个GETS呼叫。
美国卡特里娜飓风：打“有准备的战争”
2005年8月29日的卡特里那飓风是美国近年来最为严重的自然灾难，随飓风而来的洪水几乎完全淹没了美国城市新奥尔良，上千人死亡，数十万人流离失所，造成的经济损失达到创纪录的上千亿美元。
政府部门积极应对
与4年前的“911事件”不同，对于卡特里那飓风，电信行业打的是一场“有准备的战争”。由于之前有风暴预警，从政府部门到运营商实际上在风暴之前已经作了一些准备，这些准备工作很好地指导厂飓风后的应急通信以及灾难恢复工作。
在飓风肆虐之前，FCC就成立了由数百名员下：组成的特别工作组。飓风之后的一周，该小组每天24小时不间断工作，高效地处理与协调各项工作，基本满足了用户、业界及联邦应急管理局(FEMA，Federal Emergency Management Agency)的需要。
从9月1日起，FCC采取了多项行动与措施，保障灾时的应急通信，帮助受灾地区尽快恢复业务。主要行动包括：
第一，对特殊临时授权(STA)进行流程提速，共批准了90项STA申请，以及100项临时性频谱授权；对灾区所需的卫星地面与空间站、海缆和国际路由，实施临时性授权程序；
第二，临时放宽三个州的号码政策，要求运营商和号码管理者方便用户号码携带；允许灾区用户延长电话号码的保留时间，按照原来的规定，进入“冷冻”期的住宅用户号码要在90天内分配给其他用户；
第三，协调动用电信行业的各方资源(如应急发电机和燃料)，以满足救灾需求；
第四，建立一个网站，公布相关信息(特别是用户信息)，并包括一些与业余无线电爱好者组织的链接；
第五，分配临时性的红十字会800长途免费号码1-800-RED—CROSS(1-800-733-2767)。
灾后，FCC专门召开网络可靠性与互操作性会议，评估损失、总结经验。2006年1月，FCC成立了一个由公共安全和电信行业专家组成的独立小组，评估卡特里那飓风对通信造成的影响，并对FCC提出建议，以备战灾难，保障网络的可靠性，以及如何在公安、火警、重大医疗事件等紧急情况下进行重要部门间的通信。FCC计划整合原来分散在7个司、局的国土安全职能，宣布成立新的公共安全／国土安全局，以加强美国通信网应对灾难的能力。
国家通信系统(NSC)是一个由安全部、联邦应急管理局、FCC等23个联邦部委和机构组成的联盟体，专门负责与国家安全／应急((NS／EP)准备相关的通信。卡特里那飓风之后，NSC与业界合作进行了一系列活动以保障通信，主要包括：
第一，发放1000张新的政府应急电信业务(GETS，网络拥塞时优先提供业务)卡，在飓风期间共完成4万个GETSD呼叫；
第二，向4000个联邦应急官员和NS／EP用户提供无线优先业务(WPS)；
第三，向3000个用户配置电信业务优先权(TSP)；
第四，启动共享资源高频无线电计划(SHARES)。
运营商启动应急预案
BellSouth是美国南部的主导本地运营商，并与SBC(这两个公司将并入AT&T)一起拥有美国最大的移动公司Cingular。飓风灾难给其造成厂巨大的损失，交换机被淹、铁塔被刮、光缆断裂、用户线连不上……，直接损失达4—6亿美元。BellSouth虽然在飓风之前就启动了应急预案，并对发电机、燃油作了准备，但是飓风灾难的强度超过了预期，由于洪水和安全问题，BellSouth不能对备用发电机即时补充燃油。在FCC的网络可靠性会议上，BellSouth的网络业务经理总结了经验和教训。
首先，运营商和用户对供电系统的依赖性越来越强，电力中断严重影响了通信，不仅网络设施无法正常千作，而且手机用户也无法充电。
其次，需要对“911”呼叫中心在地理位置上进行分散，改进“911”的再选路方案。
最后，交换设备、发电机、燃油罐需要放到高处，以防止被水淹没。
新技术发挥应急通信优势
在5年前的“911事件”中，自由空间光通信(FSO)等为迅速恢复高速通信提供厂有效的手段。在三年前的飓风灾难中，WiMAX、无线VoIP则大显神通，WiFi、WiMAX以及免许可证的无线网被用来帮助援救人员和灾民进行通信。特别是WiMAX技术，由于其覆盖半径大，可把灾区的一些临时性WiFi热点(如救助中心、避难所)进行连接，以及在光纤断裂时承担回传线路的作用。Intel公司为灾区的一个空军基地快速安装了WiMAX，提供WiFi热点的回程链路，这些WiFi热点距Internet入网点(PoP)15公里。飓风之前，美国没有明确的WiMAX技术政策，但是考虑到应急的需要，FCC为他们专门颁发了临时性许可证。
飓风中，服务于新奥尔良市政当局的本地交换局出现瘫痪，但是市政府的LAN暂时没有中断，新奥尔良市市长BayNegrin通过Vonage的VoIP与布什总统进行了灾后的第一次通话。此外，在救援工作中，利用WiFi的无线VoIP也发挥了重要作用。FCC还建议建立电视、广播之外的基于Inter-net的预警网络，并希望在今后的应急通信中充分利用基于IP的技术。
FCC主席马丁在灾后的讲话中强调：美国需要更可靠和冗余性更好的通信系统，包括更好的紧急情况警报系统。他呼吁美国政府把Internet纳入紧急情况警报系统，电信业务提供商需要利用IP技术的优势，加强网络能力。马丁提出三个重要建议：
第一，建立一个更复杂的警报系统，此系统使用Internet与其他先进技术，能够尽早地向更多的人告警；
第二，应急应答系统要装备先进的无线设备，要允许跨越多个部门、多个频率进行通信；
第三.要充分利用IP技术，基于IP的网络可以承担电信网的备用网络，可以对电信业务进行再选路。
伦敦地铁爆炸：重在解决网络拥塞
“双管齐下”应对高话务量
伦敦地铁爆炸并没有造成公众网的损毁，但是爆炸发生后，用户纷纷给亲友们拨打电话，这使得英国的电话系统发生了史无前例的拥堵现象。第一颗炸弹于早高峰中的8：50爆炸，固定与移动网络流量紧接着快速增长，到上午11：00时达到峰值，是平时的2倍。
英国最大的移动运营商沃达丰公司表示，爆炸发生后网络通话量增加了2.5倍，短信数量增加了一倍，这还不包括那些没有连通的呼叫。英国电信公司的网络通话量也增加厂一倍，而且迅速增长的话务量已经造成了网络的拥塞。为此，英国电信的发言人发出告示：为了维持正常的通信，用户应该尽可能只打一些短的、必要的电话。英国其他的全国性移动运营商，如Or-ange和T-Mobile等也面临着类似的情形。所有的移动运营商均表示，伦敦地区的网络通信状况最为糟糕，英国其它地区则遇到了暂时性话务量激增造成网络拥塞的情况。
爆炸发生后，运营商采用了“呼叫终止(call gapping)”的方式来平息网络拥塞。“呼叫终止”就是提前“丢弃”一部分打往拥塞地区的电话(不影响紧急呼叫999业务)，以降低其他网络的呼入业务量(在某个点，全部呼叫的70%被拒绝)。一些移动运营商正是采用这种方法限制了来自固网的接入。
除“呼叫终止”外，移动运营商还使用“半速率编码”，靠降低质量来处理更多的呼叫。另外，在高需求的2个半小时，还对短信进行了延迟传送。
ACCOLC提供优先通信
为了对重要应急响应部门进行通信保障，英国的移动网有一个特殊的网络管理方案，即接入超载控制(ACCOLC)，它对持有SIM卡的重要人员提供“特权”接入(类似美国的“优先服务”，但当ACCOLC启动时，网络不再受理公众呼叫)。“特权”接入只是在非常特殊的情况下才调用，在相关部门(称作“金色”协调组)的特殊指令(“金色”指令)下，由网络运营商进行调用，一般只在特定网络和有限的地区及很短的时间内使用这个方案。
在这次七七爆炸事件中，伦敦警察局指挥运营商02在爆炸地点1公里范围内调用ACCOLC，以方便他们之间的通信。但是，由于管理上的混乱，除警察局外，其他一些应急响应部门(如伦敦急救队)和公众的通信却受到了影响，ACCOLC不但限制了此地区的公众的通话，还对靠公众移动网络进行通信的医疗救护系统等造成很大的麻烦，其教训很值得反思。
日本新泻县地震：网络规划防患于未然
为了防止通信中断，NTF在主要交换机之间使用多路由和环形传输线路机制，并采取了24小时网络监控，以维护网络和提升业务性能。NTF还配备了一定的应急通信设施，如：可携带的卫星通信地球站、数字移动卫星通信站、应急用可携带交换系统、可携带移动基站等，以应对灾难。此外，NTT的日常通信设施都可以抵御多种自然灾害，如防水、防火、防震、应对电力中断等。
灾难发生后，运营商的网络往往会受到不同程度的破坏，通信容量也可能会降低，而这时又是公众通信的高峰时期，很容易发生网络拥塞。针对这种问题，NTIS在平时的通信规划和建设中，就为重要通信都专门预留了通道，并在发生灾难时，对受灾地区的普通电话进行控制，以保证重要通信的畅通。同时，引导用户使用“171”灾难应急消息业务，从而将受灾用户信息存储到该系统中，以供亲友查询他们的消息。NTT的消息存储设备分布在全国的50个地方，最多可以存储800万条消息。
此外，NTF在i-mode互联网业务中，也提供了灾难消息板业务，受灾地区的用户可以在i-mode业务菜单中填写自己的情况，而其他地区的用户可以通过这一平台查询亲友信息。
2004年10月23日，日本新泻县发生地震后，日本各地打到新泻县的呼叫量达到平时峰值的50倍，但用户在使用了NTT的“171”灾难应急消息和i-mode消息板业务后，呼叫量快速下降(见图1)。
根据NTF的统计，从10月23日～12月24日，使用171灾难应急消息业务录制的消息有11.27万条，查询的消息有24.2万条，总计35.47万条。而从10月23日—12月10日，使用i-mode灾难消息板业务登记的消息有10.56万条，查询的消息有14.25万条，总计24.81万条，对缓解网络拥塞起到了很好的作用。
相关链接
AT&T的多种网络灾害恢复设备
35ESS交换机恢复：交换机恢复功能由一个5ESS活动房屋或3个活动房屋组来提供，每一个活动房屋都可以恢复6万条通信线路。
接入活动房：为接入设备提供AT&T网络的接入点。
AGN(AT&T全球网络)：AGN在全球130个城市部署节点，提供到全球的网络恢复功能，利用降落式(Fly In)恢复集装箱，还可以实现美国国内的AGN架构恢复。
ATM交换机：可以处理而到OC—12的电路交换，净容量可达900T3s。如果增加插件和交换机，处理容量还可以增加一倍。
CNIHub：使用智能光交换(10S)技术，提供市内和城市间的通信业务。通过IOSmesh恢复功能，能快速找出节点，提高恢复性能。
数字接入交叉连接系统(DACS)：提供通信信号的连接点，用于信号整理，并提供从光系统到网络的接口。
数字无线电：包括所有用来恢复数字无线电站点的设备。
DMS交换机：使用了频谱外围模块，可以恢复56000条线路／中继线，并将用户模块能力扩展到240DSls。
DTMS／FASTER：通过卫星恢复受灾地区到AT&T网络操作中心的连接，从而可以进行远程测试，并支持FASTER系统，选取最佳路由。
帧中继交换机：包含数个MGX-1、MGX-45和BPX-8620交换机，恢复能力可以达到48000DSO。
市内网络业务：包括到DCS3门、DCSI／0、SONET和OC3／OCl2／OC48／OCl92等多种网元的交换和传输。
IP能力恢复IP能力恢复活动房由Cisco、Avici和Juniper的大容量路由器组成，总交换能力达到10000T3，最大可以支持OC-192电路交换。使用一个活动房，NDR就可以恢复上千个10Gbps的电路。
光波：光波活动房将本地电子信号转换成光信号。
可携带式无线电塔：用于建立微波转发器或在电缆无法到达的地区作为终端站点使用。
再生活动房：实现信号的放大和再生。
卡特里那飓风给通信网造成的损失
电话业务：300万人的电话业务被中断；
基站塔：1000个基站塔被刮倒；
电话线路：1.1万个电线杆、2.6万段电缆遭到破坏，2.2万条线路瘫痪；
紧急呼叫系统：“911”紧急呼叫系统出现大面积严重故障，共有43个“911”呼叫中心不得不进行“再选路”，不能在第一时间对紧急呼叫做出反应；
电力网：电力网受到冲击，进而影响了电信业务；
中心局：受灾地区的578个中心局有33个不能工作；
无线网：固定网的连接问题快速波及到无线网；
广播站：100个广播站停播。在新奥尔良，飓风过后，只有2个AM和2个FM广播站工作，这些本地的广播站是当地居民在危急时刻仅有的获取新闻的渠道。
