國外應(yīng)急通信發(fā)展方向分析
http://m.hxud.cn 2008-08-12 21:23 中企顧問網(wǎng)
本文導(dǎo)讀：美國“911”事件：新增基站、線路確保通信 位于美國紐約的世貿(mào)中心不僅是商業(yè)中心，也是美國東部的通信中心之一。世貿(mào)中心的南北樓中放置著若干家電信運營商的設(shè)備，隨著世貿(mào)中心的倒塌，其中及周邊的通信設(shè)施遭到了嚴重毀壞。
美國“911”事件：新增基站、線路確保通信
位于美國紐約的世貿(mào)中心不僅是商業(yè)中心，也是美國東部的通信中心之一。世貿(mào)中心的南北樓中放置著若干家電信運營商的設(shè)備，隨著世貿(mào)中心的倒塌，其中及周邊的通信設(shè)施遭到了嚴重毀壞。
臨時基站滿足無線業(yè)務(wù)需求
紐約地區(qū)的無線運營商(AT&T、Nextel,Sprint、Verizon等)雖然只有5個基站被毀，但卻有160個基站在“911”當(dāng)天因為交換機或電源等原因無法正常工作。受到重創(chuàng)的公用通信網(wǎng)在“911”事件后承擔(dān)了高額業(yè)務(wù)量(在紐約，移動電話撥打數(shù)量平均增加了400%，個別運營商甚至增加了1000%；華盛頓增加了125%)。
面對突發(fā)事件，美國的電信運營商靠車載基站(COW)來恢復(fù)通信和提供更多的容量來滿足業(yè)務(wù)需求。恐怖襲擊發(fā)生24小時內(nèi)，美國的電信運營商在紐約搭建了17個臨時基站和中繼系統(tǒng)，來處理高額業(yè)務(wù)量；在72小時內(nèi)，160個基站的47%的容量復(fù)原；2周后，無線行業(yè)不但提供了“911”之前的網(wǎng)絡(luò)容量，而且還增加了23%的基站以支持居民和企業(yè)恢復(fù)生活與工作。華盛頓雖然沒有基站受損，但仍然增加了10個基站為五角大樓地區(qū)提供額外的容量。此外，賓夕法尼亞州墜機地點也增加了兩個臨時基站。具體見表1。
增加線路保障固定通信暢通
服務(wù)于美國東北部(包括紐約)的Verizon公司是北美當(dāng)時最大的固網(wǎng)運營商，除了為紐約地區(qū)提供公眾電話業(yè)務(wù)外，還擔(dān)負著華爾街地區(qū)的紐約股票交易所和奈奎斯特所有的通信任務(wù)，由于在世貿(mào)中心有多種通信設(shè)施，其在“911”中損失最大。在曼哈頓，Verizon有19個中心局(服務(wù)于200萬電話線)，但由于大部分網(wǎng)絡(luò)具有備用系統(tǒng)，恐怖襲擊發(fā)生后，這些系統(tǒng)仍可以正常處理E911等緊急呼叫。作為應(yīng)急通信的一部分，Verizon馬上為曼哈頓地區(qū)提供了4000部免費本地投幣電話，向幸存者提供服務(wù)，還向曼哈頓醫(yī)院、緊急救助中心調(diào)度了額外的電話線。華爾街是美國經(jīng)濟的命脈，直接關(guān)系著美國企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。為了不影響股市，Verizon不遺余力地恢復(fù)華爾街網(wǎng)絡(luò)，盡快增加了24條高速數(shù)據(jù)鏈路(OC-48)和數(shù)千條電話線，重新調(diào)度網(wǎng)絡(luò)容量，以方便一些交易公司移至新的或臨時性辦公地點。在Verizon的努力下，9月17日，華爾街如期開盤，挽回了一部分人對美國經(jīng)濟的信心。
此外，運營商支持的政府優(yōu)先服務(wù)項目也在“911事件”中發(fā)揮了重要作用。FCC從1998年開始啟動電信業(yè)務(wù)優(yōu)先(TSP)項目，對國家安全和應(yīng)急準備(NS／EP)人員提供優(yōu)先服務(wù)和業(yè)務(wù)恢復(fù)。政府應(yīng)急通信業(yè)務(wù)(GETS)可以在網(wǎng)絡(luò)擁塞時，跨運營商向NS／EP提供緊急接入與優(yōu)先處理。在“911事件”中，共處理了1.8萬個GETS呼叫。
美國卡特里娜颶風(fēng)：打“有準備的戰(zhàn)爭”
2005年8月29日的卡特里那颶風(fēng)是美國近年來最為嚴重的自然災(zāi)難，隨颶風(fēng)而來的洪水幾乎完全淹沒了美國城市新奧爾良，上千人死亡，數(shù)十萬人流離失所，造成的經(jīng)濟損失達到創(chuàng)紀錄的上千億美元。
政府部門積極應(yīng)對
與4年前的“911事件”不同，對于卡特里那颶風(fēng)，電信行業(yè)打的是一場“有準備的戰(zhàn)爭”。由于之前有風(fēng)暴預(yù)警，從政府部門到運營商實際上在風(fēng)暴之前已經(jīng)作了一些準備，這些準備工作很好地指導(dǎo)廠颶風(fēng)后的應(yīng)急通信以及災(zāi)難恢復(fù)工作。
在颶風(fēng)肆虐之前，FCC就成立了由數(shù)百名員下：組成的特別工作組。颶風(fēng)之后的一周，該小組每天24小時不間斷工作，高效地處理與協(xié)調(diào)各項工作，基本滿足了用戶、業(yè)界及聯(lián)邦應(yīng)急管理局(FEMA，F(xiàn)ederal Emergency Management Agency)的需要。
從9月1日起，F(xiàn)CC采取了多項行動與措施，保障災(zāi)時的應(yīng)急通信，幫助受災(zāi)地區(qū)盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)。主要行動包括：
第一，對特殊臨時授權(quán)(STA)進行流程提速，共批準了90項STA申請，以及100項臨時性頻譜授權(quán)；對災(zāi)區(qū)所需的衛(wèi)星地面與空間站、海纜和國際路由，實施臨時性授權(quán)程序；
第二，臨時放寬三個州的號碼政策，要求運營商和號碼管理者方便用戶號碼攜帶；允許災(zāi)區(qū)用戶延長電話號碼的保留時間，按照原來的規(guī)定，進入“冷凍”期的住宅用戶號碼要在90天內(nèi)分配給其他用戶；
第三，協(xié)調(diào)動用電信行業(yè)的各方資源(如應(yīng)急發(fā)電機和燃料)，以滿足救災(zāi)需求；
第四，建立一個網(wǎng)站，公布相關(guān)信息(特別是用戶信息)，并包括一些與業(yè)余無線電愛好者組織的鏈接；
第五，分配臨時性的紅十字會800長途免費號碼1-800-RED—CROSS(1-800-733-2767)。
災(zāi)后，FCC專門召開網(wǎng)絡(luò)可靠性與互操作性會議，評估損失、總結(jié)經(jīng)驗。2006年1月，F(xiàn)CC成立了一個由公共安全和電信行業(yè)專家組成的獨立小組，評估卡特里那颶風(fēng)對通信造成的影響，并對FCC提出建議，以備戰(zhàn)災(zāi)難，保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以及如何在公安、火警、重大醫(yī)療事件等緊急情況下進行重要部門間的通信。FCC計劃整合原來分散在7個司、局的國土安全職能，宣布成立新的公共安全／國土安全局，以加強美國通信網(wǎng)應(yīng)對災(zāi)難的能力。
國家通信系統(tǒng)(NSC)是一個由安全部、聯(lián)邦應(yīng)急管理局、FCC等23個聯(lián)邦部委和機構(gòu)組成的聯(lián)盟體，專門負責(zé)與國家安全／應(yīng)急((NS／EP)準備相關(guān)的通信。卡特里那颶風(fēng)之后，NSC與業(yè)界合作進行了一系列活動以保障通信，主要包括：
第一，發(fā)放1000張新的政府應(yīng)急電信業(yè)務(wù)(GETS，網(wǎng)絡(luò)擁塞時優(yōu)先提供業(yè)務(wù))卡，在颶風(fēng)期間共完成4萬個GETSD呼叫；
第二，向4000個聯(lián)邦應(yīng)急官員和NS／EP用戶提供無線優(yōu)先業(yè)務(wù)(WPS)；
第三，向3000個用戶配置電信業(yè)務(wù)優(yōu)先權(quán)(TSP)；
第四，啟動共享資源高頻無線電計劃(SHARES)。
運營商啟動應(yīng)急預(yù)案
BellSouth是美國南部的主導(dǎo)本地運營商，并與SBC(這兩個公司將并入AT&T)一起擁有美國最大的移動公司Cingular。颶風(fēng)災(zāi)難給其造成廠巨大的損失，交換機被淹、鐵塔被刮、光纜斷裂、用戶線連不上……，直接損失達4—6億美元。BellSouth雖然在颶風(fēng)之前就啟動了應(yīng)急預(yù)案，并對發(fā)電機、燃油作了準備，但是颶風(fēng)災(zāi)難的強度超過了預(yù)期，由于洪水和安全問題，BellSouth不能對備用發(fā)電機即時補充燃油。在FCC的網(wǎng)絡(luò)可靠性會議上，BellSouth的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)經(jīng)理總結(jié)了經(jīng)驗和教訓(xùn)。
首先，運營商和用戶對供電系統(tǒng)的依賴性越來越強，電力中斷嚴重影響了通信，不僅網(wǎng)絡(luò)設(shè)施無法正常千作，而且手機用戶也無法充電。
其次，需要對“911”呼叫中心在地理位置上進行分散，改進“911”的再選路方案。
最后，交換設(shè)備、發(fā)電機、燃油罐需要放到高處，以防止被水淹沒。
新技術(shù)發(fā)揮應(yīng)急通信優(yōu)勢
在5年前的“911事件”中，自由空間光通信(FSO)等為迅速恢復(fù)高速通信提供廠有效的手段。在三年前的颶風(fēng)災(zāi)難中，WiMAX、無線VoIP則大顯神通，WiFi、WiMAX以及免許可證的無線網(wǎng)被用來幫助援救人員和災(zāi)民進行通信。特別是WiMAX技術(shù)，由于其覆蓋半徑大，可把災(zāi)區(qū)的一些臨時性WiFi熱點(如救助中心、避難所)進行連接，以及在光纖斷裂時承擔(dān)回傳線路的作用。Intel公司為災(zāi)區(qū)的一個空軍基地快速安裝了WiMAX，提供WiFi熱點的回程鏈路，這些WiFi熱點距Internet入網(wǎng)點(PoP)15公里。颶風(fēng)之前，美國沒有明確的WiMAX技術(shù)政策，但是考慮到應(yīng)急的需要，F(xiàn)CC為他們專門頒發(fā)了臨時性許可證。
颶風(fēng)中，服務(wù)于新奧爾良市政當(dāng)局的本地交換局出現(xiàn)癱瘓，但是市政府的LAN暫時沒有中斷，新奧爾良市市長BayNegrin通過Vonage的VoIP與布什總統(tǒng)進行了災(zāi)后的第一次通話。此外，在救援工作中，利用WiFi的無線VoIP也發(fā)揮了重要作用。FCC還建議建立電視、廣播之外的基于Inter-net的預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，并希望在今后的應(yīng)急通信中充分利用基于IP的技術(shù)。
FCC主席馬丁在災(zāi)后的講話中強調(diào)：美國需要更可靠和冗余性更好的通信系統(tǒng)，包括更好的緊急情況警報系統(tǒng)。他呼吁美國政府把Internet納入緊急情況警報系統(tǒng)，電信業(yè)務(wù)提供商需要利用IP技術(shù)的優(yōu)勢，加強網(wǎng)絡(luò)能力。馬丁提出三個重要建議：
第一，建立一個更復(fù)雜的警報系統(tǒng)，此系統(tǒng)使用Internet與其他先進技術(shù)，能夠盡早地向更多的人告警；
第二，應(yīng)急應(yīng)答系統(tǒng)要裝備先進的無線設(shè)備，要允許跨越多個部門、多個頻率進行通信；
第三.要充分利用IP技術(shù)，基于IP的網(wǎng)絡(luò)可以承擔(dān)電信網(wǎng)的備用網(wǎng)絡(luò)，可以對電信業(yè)務(wù)進行再選路。
倫敦地鐵爆炸：重在解決網(wǎng)絡(luò)擁塞
“雙管齊下”應(yīng)對高話務(wù)量
倫敦地鐵爆炸并沒有造成公眾網(wǎng)的損毀，但是爆炸發(fā)生后，用戶紛紛給親友們撥打電話，這使得英國的電話系統(tǒng)發(fā)生了史無前例的擁堵現(xiàn)象。第一顆炸彈于早高峰中的8：50爆炸，固定與移動網(wǎng)絡(luò)流量緊接著快速增長，到上午11：00時達到峰值，是平時的2倍。
英國最大的移動運營商沃達豐公司表示，爆炸發(fā)生后網(wǎng)絡(luò)通話量增加了2.5倍，短信數(shù)量增加了一倍，這還不包括那些沒有連通的呼叫。英國電信公司的網(wǎng)絡(luò)通話量也增加廠一倍，而且迅速增長的話務(wù)量已經(jīng)造成了網(wǎng)絡(luò)的擁塞。為此，英國電信的發(fā)言人發(fā)出告示：為了維持正常的通信，用戶應(yīng)該盡可能只打一些短的、必要的電話。英國其他的全國性移動運營商，如Or-ange和T-Mobile等也面臨著類似的情形。所有的移動運營商均表示，倫敦地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)通信狀況最為糟糕，英國其它地區(qū)則遇到了暫時性話務(wù)量激增造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況。
爆炸發(fā)生后，運營商采用了“呼叫終止(call gapping)”的方式來平息網(wǎng)絡(luò)擁塞。“呼叫終止”就是提前“丟棄”一部分打往擁塞地區(qū)的電話(不影響緊急呼叫999業(yè)務(wù))，以降低其他網(wǎng)絡(luò)的呼入業(yè)務(wù)量(在某個點，全部呼叫的70%被拒絕)。一些移動運營商正是采用這種方法限制了來自固網(wǎng)的接入。
除“呼叫終止”外，移動運營商還使用“半速率編碼”，靠降低質(zhì)量來處理更多的呼叫。另外，在高需求的2個半小時，還對短信進行了延遲傳送。
ACCOLC提供優(yōu)先通信
為了對重要應(yīng)急響應(yīng)部門進行通信保障，英國的移動網(wǎng)有一個特殊的網(wǎng)絡(luò)管理方案，即接入超載控制(ACCOLC)，它對持有SIM卡的重要人員提供“特權(quán)”接入(類似美國的“優(yōu)先服務(wù)”，但當(dāng)ACCOLC啟動時，網(wǎng)絡(luò)不再受理公眾呼叫)。“特權(quán)”接入只是在非常特殊的情況下才調(diào)用，在相關(guān)部門(稱作“金色”協(xié)調(diào)組)的特殊指令(“金色”指令)下，由網(wǎng)絡(luò)運營商進行調(diào)用，一般只在特定網(wǎng)絡(luò)和有限的地區(qū)及很短的時間內(nèi)使用這個方案。
在這次七七爆炸事件中，倫敦警察局指揮運營商02在爆炸地點1公里范圍內(nèi)調(diào)用ACCOLC，以方便他們之間的通信。但是，由于管理上的混亂，除警察局外，其他一些應(yīng)急響應(yīng)部門(如倫敦急救隊)和公眾的通信卻受到了影響，ACCOLC不但限制了此地區(qū)的公眾的通話，還對靠公眾移動網(wǎng)絡(luò)進行通信的醫(yī)療救護系統(tǒng)等造成很大的麻煩，其教訓(xùn)很值得反思。
日本新瀉縣地震：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃防患于未然
為了防止通信中斷，NTF在主要交換機之間使用多路由和環(huán)形傳輸線路機制，并采取了24小時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，以維護網(wǎng)絡(luò)和提升業(yè)務(wù)性能。NTF還配備了一定的應(yīng)急通信設(shè)施，如：可攜帶的衛(wèi)星通信地球站、數(shù)字移動衛(wèi)星通信站、應(yīng)急用可攜帶交換系統(tǒng)、可攜帶移動基站等，以應(yīng)對災(zāi)難。此外，NTT的日常通信設(shè)施都可以抵御多種自然災(zāi)害，如防水、防火、防震、應(yīng)對電力中斷等。
災(zāi)難發(fā)生后，運營商的網(wǎng)絡(luò)往往會受到不同程度的破壞，通信容量也可能會降低，而這時又是公眾通信的高峰時期，很容易發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。針對這種問題，NTIS在平時的通信規(guī)劃和建設(shè)中，就為重要通信都專門預(yù)留了通道，并在發(fā)生災(zāi)難時，對受災(zāi)地區(qū)的普通電話進行控制，以保證重要通信的暢通。同時，引導(dǎo)用戶使用“171”災(zāi)難應(yīng)急消息業(yè)務(wù)，從而將受災(zāi)用戶信息存儲到該系統(tǒng)中，以供親友查詢他們的消息。NTT的消息存儲設(shè)備分布在全國的50個地方，最多可以存儲800萬條消息。
此外，NTF在i-mode互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，也提供了災(zāi)難消息板業(yè)務(wù)，受災(zāi)地區(qū)的用戶可以在i-mode業(yè)務(wù)菜單中填寫自己的情況，而其他地區(qū)的用戶可以通過這一平臺查詢親友信息。
2004年10月23日，日本新瀉縣發(fā)生地震后，日本各地打到新瀉縣的呼叫量達到平時峰值的50倍，但用戶在使用了NTT的“171”災(zāi)難應(yīng)急消息和i-mode消息板業(yè)務(wù)后，呼叫量快速下降(見圖1)。
根據(jù)NTF的統(tǒng)計，從10月23日～12月24日，使用171災(zāi)難應(yīng)急消息業(yè)務(wù)錄制的消息有11.27萬條，查詢的消息有24.2萬條，總計35.47萬條。而從10月23日—12月10日，使用i-mode災(zāi)難消息板業(yè)務(wù)登記的消息有10.56萬條，查詢的消息有14.25萬條，總計24.81萬條，對緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞起到了很好的作用。
相關(guān)鏈接
AT&T的多種網(wǎng)絡(luò)災(zāi)害恢復(fù)設(shè)備
35ESS交換機恢復(fù)：交換機恢復(fù)功能由一個5ESS活動房屋或3個活動房屋組來提供，每一個活動房屋都可以恢復(fù)6萬條通信線路。
接入活動房：為接入設(shè)備提供AT&T網(wǎng)絡(luò)的接入點。
AGN(AT&T全球網(wǎng)絡(luò))：AGN在全球130個城市部署節(jié)點，提供到全球的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能，利用降落式(Fly In)恢復(fù)集裝箱，還可以實現(xiàn)美國國內(nèi)的AGN架構(gòu)恢復(fù)。
ATM交換機：可以處理而到OC—12的電路交換，凈容量可達900T3s。如果增加插件和交換機，處理容量還可以增加一倍。
CNIHub：使用智能光交換(10S)技術(shù)，提供市內(nèi)和城市間的通信業(yè)務(wù)。通過IOSmesh恢復(fù)功能，能快速找出節(jié)點，提高恢復(fù)性能。
數(shù)字接入交叉連接系統(tǒng)(DACS)：提供通信信號的連接點，用于信號整理，并提供從光系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的接口。
數(shù)字無線電：包括所有用來恢復(fù)數(shù)字無線電站點的設(shè)備。
DMS交換機：使用了頻譜外圍模塊，可以恢復(fù)56000條線路／中繼線，并將用戶模塊能力擴展到240DSls。
DTMS／FASTER：通過衛(wèi)星恢復(fù)受災(zāi)地區(qū)到AT&T網(wǎng)絡(luò)操作中心的連接，從而可以進行遠程測試，并支持FASTER系統(tǒng)，選取最佳路由。
幀中繼交換機：包含數(shù)個MGX-1、MGX-45和BPX-8620交換機，恢復(fù)能力可以達到48000DSO。
市內(nèi)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)：包括到DCS3門、DCSI／0、SONET和OC3／OCl2／OC48／OCl92等多種網(wǎng)元的交換和傳輸。
IP能力恢復(fù)IP能力恢復(fù)活動房由Cisco、Avici和Juniper的大容量路由器組成，總交換能力達到10000T3，最大可以支持OC-192電路交換。使用一個活動房，NDR就可以恢復(fù)上千個10Gbps的電路。
光波：光波活動房將本地電子信號轉(zhuǎn)換成光信號。
可攜帶式無線電塔：用于建立微波轉(zhuǎn)發(fā)器或在電纜無法到達的地區(qū)作為終端站點使用。
再生活動房：實現(xiàn)信號的放大和再生。
卡特里那颶風(fēng)給通信網(wǎng)造成的損失
電話業(yè)務(wù)：300萬人的電話業(yè)務(wù)被中斷；
基站塔：1000個基站塔被刮倒；
電話線路：1.1萬個電線桿、2.6萬段電纜遭到破壞，2.2萬條線路癱瘓；
緊急呼叫系統(tǒng)：“911”緊急呼叫系統(tǒng)出現(xiàn)大面積嚴重故障，共有43個“911”呼叫中心不得不進行“再選路”，不能在第一時間對緊急呼叫做出反應(yīng)；
電力網(wǎng)：電力網(wǎng)受到?jīng)_擊，進而影響了電信業(yè)務(wù)；
中心局：受災(zāi)地區(qū)的578個中心局有33個不能工作；
無線網(wǎng)：固定網(wǎng)的連接問題快速波及到無線網(wǎng)；
廣播站：100個廣播站停播。在新奧爾良，颶風(fēng)過后，只有2個AM和2個FM廣播站工作，這些本地的廣播站是當(dāng)?shù)鼐用裨谖＜睍r刻僅有的獲取新聞的渠道。
