2020-02-25 17:11:47
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信息時(shí)代，通信已經(jīng)成為人們工作、生活中不可或缺的重要組成部分。尤其在重大自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，更加凸顯出通信的關(guān)鍵作用。作為和水力、電力一樣的重要基礎(chǔ)設(shè)施，通信是報(bào)告災(zāi)情、組織實(shí)施救援必不可少的技術(shù)手段?？梢哉f，保障災(zāi)難發(fā)生后的通信暢通，就是保住了災(zāi)區(qū)救援、盡量降低災(zāi)害損失的生命線。
出現(xiàn)突發(fā)性緊急情況時(shí)，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，被人們稱作“應(yīng)急通信”。應(yīng)急通信并不是獨(dú)立存在的新技術(shù)，而是很多技術(shù)在應(yīng)急方面的特殊應(yīng)用。面對不同的緊急情況，需要的應(yīng)急通信技術(shù)手段也不盡相同。
一個(gè)完整的應(yīng)急通信過程通常涉及應(yīng)急指揮中心、公眾通信網(wǎng)/專用通信網(wǎng)、現(xiàn)場三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：公眾通信網(wǎng)/專用通信網(wǎng)是應(yīng)急通信的網(wǎng)絡(luò)支撐，用于緊急情況報(bào)警、應(yīng)急指揮中心與現(xiàn)場的通信連接等; 應(yīng)急通信現(xiàn)場要保障指揮通信，通常以無線方式為主，使用集群、衛(wèi)星、應(yīng)急通信車等技術(shù)手段，快速部署通信網(wǎng)絡(luò)，提供通信保障。
就地震、水旱等自然災(zāi)害來說，首先要做的一般就是通過應(yīng)急手段保障指揮通信; 同時(shí)，對自然災(zāi)害可能引發(fā)的通信網(wǎng)絡(luò)本身故障造成的通信中斷，需要啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，利用各種管理和技術(shù)手段盡快恢復(fù)通信，保證用戶正常使用通信業(yè)務(wù)。在通信恢復(fù)后，需要保障重要通信和指揮通信、應(yīng)急指揮中心與救援現(xiàn)場間的通信暢通; 及時(shí)疏通災(zāi)害地區(qū)通信網(wǎng)的話務(wù)量，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證正常使用; 此外，可通過互聯(lián)網(wǎng)、短信等通信方式及時(shí)向外發(fā)布信息。
一、無線集群通信
無線集群通信源于專網(wǎng)無線調(diào)度通信。與專網(wǎng)調(diào)度相比，集群調(diào)度具有共用載頻、共用設(shè)施(機(jī)房、移動(dòng)交換機(jī)、基站、天線、電源等)、共享覆蓋區(qū)、共享通信業(yè)務(wù)、分擔(dān)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。
無線集群通信與公眾移動(dòng)電話的不同點(diǎn)在于: 集群通信以組呼為主，用戶之間有嚴(yán)格的上下級關(guān)系，用戶根據(jù)不同的優(yōu)先級占用或搶占無線信道，呼叫接續(xù)快(300ms～500ms)，且以單工、半雙工通信為主要通信方式。
(1)組呼為主
無線集群通信可以進(jìn)行一對一的選呼，但以一對多的組呼為主。集群手機(jī)面板上有一個(gè)選擇通話組的旋鈕，用戶使用前先調(diào)好自己所屬的通話小組，開機(jī)后即處在組呼狀態(tài)。一個(gè)調(diào)度臺可以管理多個(gè)通話小組，在一個(gè)通話組內(nèi)所有的手機(jī)均處于接收狀態(tài)，只要調(diào)度員點(diǎn)擊屏幕組名或組內(nèi)某個(gè)用戶按PTT鍵講話，組內(nèi)用戶均可聽到。調(diào)度員可對部分組或全部組發(fā)起群呼(廣播)。
(2)不同的優(yōu)先級
調(diào)度員可以強(qiáng)插或強(qiáng)拆組內(nèi)任意一個(gè)用戶的講話，且不同用戶有不同的優(yōu)先級，信道全忙時(shí)，高優(yōu)先級用戶可強(qiáng)占低優(yōu)先級用戶所占的信道。
(3)按鍵講話
在無線集群通信中，其無線終端帶有PTT(Push To Talk)發(fā)送講話鍵，按下PTT鍵時(shí)打開發(fā)信機(jī)關(guān)閉收信機(jī)，松開PTT鍵時(shí)關(guān)閉發(fā)信機(jī)打開收信機(jī)。
(4)單工、半雙工為主
無線集群通信中為節(jié)省終端電池與少占用戶信道，用戶間通話以單工、半雙工為主。
(5)呼叫接續(xù)快
從用戶按下PTT講話鍵到接通話路時(shí)間短，但對指揮命令而言，若漏去一兩個(gè)字，有可能會(huì)造成重大事故。
(6)緊急呼叫
無線集群終端帶有緊急呼叫鍵，緊急呼叫具有最高的優(yōu)先級。用戶按緊急呼叫鍵后，調(diào)度臺有聲光指示，調(diào)度員與組內(nèi)用戶均可聽到該用戶的講話。
無線集群通信技術(shù)在正常情況下，用于公安、交通、大型企業(yè)等的通信聯(lián)絡(luò); 在戰(zhàn)爭、災(zāi)難等情況下，則可用于應(yīng)急指揮、調(diào)度。在抗震救災(zāi)工作中，無線集群通信可用于指揮、調(diào)度災(zāi)區(qū)的救援、醫(yī)護(hù)、安置、公安、物質(zhì)供應(yīng)、后勤等各部門的工作，從而使災(zāi)區(qū)的搶救工作得以有序進(jìn)行。
二、無線電臺
無線電臺在救災(zāi)過程中也能發(fā)揮重要作用，其中以城市廣播為主。此外，軍用無線電臺和個(gè)人電臺(業(yè)余電臺)同樣能發(fā)揮作用。
通過城市FM和AM廣播，無線電臺可以向受災(zāi)群眾傳送外界的關(guān)心，同時(shí)受災(zāi)群眾通過收音機(jī)也可以了解到當(dāng)?shù)氐氖転?zāi)和救災(zāi)狀況。雖然無線電臺并不能進(jìn)行對講通信，但也能間接起到災(zāi)區(qū)與外界互動(dòng)的作用。
通過軍用和個(gè)人業(yè)余無線電臺也可以進(jìn)行應(yīng)急通信。其中業(yè)余無線電臺簡稱業(yè)余電臺( Amateur Radio station)，是經(jīng)過國家主管部門正式批準(zhǔn)，業(yè)余無線電愛好者為了試驗(yàn)收發(fā)信設(shè)備、進(jìn)行技術(shù)交流和探討、通信訓(xùn)練和比賽而設(shè)立的電臺，只設(shè)收信設(shè)備者為業(yè)余收信臺，簡稱“SWL”(Short wave listener)。目前在全世界范圍約有300多萬部業(yè)余無線電臺，且絕大部分是個(gè)人業(yè)余電臺。
短波電臺受自然條件影響很小，因此可以作為重要的救災(zāi)臨時(shí)通信設(shè)備。短波在應(yīng)急通信中非常適用: 適合縣鄉(xiāng)一級的應(yīng)急通信需要，不需依靠額外的傳輸介質(zhì)，且傳輸距離可達(dá)幾百公里，機(jī)動(dòng)性好、成本低。
三、衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信是地球站之間通過通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器所進(jìn)行的微波通信。面對地震、臺風(fēng)、水災(zāi)等自然災(zāi)害，衛(wèi)星通信能夠發(fā)揮不可替代的重要作用，在陸地、海纜通信傳輸系統(tǒng)中斷，以及其他通信線纜未鋪設(shè)到之處，它能幫助人們實(shí)現(xiàn)信息傳輸。由于受自然條件的影響極小，因此衛(wèi)星電話等通信手段可以作為主要的救災(zāi)臨時(shí)通信設(shè)備。
衛(wèi)星通信工作在微波波段，主要用于長途通信，利用高空衛(wèi)星進(jìn)行接力通信。
通信衛(wèi)星通?？煞譃橥酵ㄐ判l(wèi)星和非同步通信衛(wèi)星。其中，高軌道同步通信衛(wèi)星是運(yùn)行在約36000km上空的靜止衛(wèi)星。位于印度洋、大西洋、太平洋上空的三顆同步衛(wèi)星，信號基本可以覆蓋全球。衛(wèi)星的高度高，要求地球站發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率也要大、接收機(jī)靈敏度要高，天線增益高。一些覆蓋一個(gè)地區(qū)或國家的通信衛(wèi)星高度則可以低一些。
非同步通信衛(wèi)星為運(yùn)行在500～1500km上空的非靜止通信衛(wèi)星，采用多顆小型衛(wèi)星組成一個(gè)星座，如果能夠?qū)崿F(xiàn)在世界任何地方上空都能看到其中一顆星，則這個(gè)星際通信就可覆蓋全球。低軌道通信衛(wèi)星主要用于移動(dòng)通信和全球定位系統(tǒng)。
衛(wèi)星通信的主要業(yè)務(wù)包括衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)、衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)和VSAT業(yè)務(wù)。
(1)衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)
衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)使用固定地點(diǎn)的地球站開展地球站之間的傳輸業(yè)務(wù)。提供固定業(yè)務(wù)的衛(wèi)星一般使用對地靜止軌道衛(wèi)星，包括國際、區(qū)域和國內(nèi)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在其覆蓋范圍內(nèi)提供通信與廣播業(yè)務(wù)。覆蓋我國的國內(nèi)衛(wèi)星包括中星1、6、6B、9、20、22號，中國鑫諾1、3號，亞洲1A、2、3S、4號，亞太1、2R號等十幾顆靜止衛(wèi)星。
在應(yīng)對地震等災(zāi)害時(shí)，帶有衛(wèi)星地球站的應(yīng)急通信車可以利用國內(nèi)靜止衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器，給災(zāi)區(qū)對外界的通信和電視轉(zhuǎn)播提供臨時(shí)傳輸通道。
(2)衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)
衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)與地面移動(dòng)通信業(yè)務(wù)相似，可以提供移動(dòng)臺與移動(dòng)臺之間、移動(dòng)臺與公眾通信網(wǎng)用戶之間的通信。國際上目前可以使用的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要包括兩類: 對地靜止軌道(GEO)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要用于船舶通信，也可用于陸地通信，其中波束覆蓋到我國的系統(tǒng)有國際海事衛(wèi)星系統(tǒng)和亞洲蜂窩衛(wèi)星系統(tǒng); 非靜止軌道(NGEO)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)目前覆蓋全球的只有三個(gè)—“銥星”、“全球星”和軌道通信系統(tǒng)。
(3)VSAT業(yè)務(wù)
甚小天線地球站(VSAT)系統(tǒng)，是指由天線口徑小、并用軟件控制的大量地球站所構(gòu)成的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)。VSAT系統(tǒng)將傳輸與交換結(jié)合在一起，可以提供點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸和組網(wǎng)通信。VSAT系統(tǒng)大量用于專網(wǎng)通信、應(yīng)急通信、遠(yuǎn)程教育和“村村通”工程等領(lǐng)域。
地震中，通過臨時(shí)架設(shè)VSAT網(wǎng)絡(luò)，可以在已修復(fù)的移動(dòng)通信基站或臨時(shí)架設(shè)的小基站與移動(dòng)交換機(jī)之間提供臨時(shí)通信鏈路，恢復(fù)災(zāi)區(qū)的移動(dòng)通信。
四、地面微波通信
微波通信是用微波作為載體傳送信息的一種通信手段。微波是指波長1m～1mm或頻率為300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波。
地面微波中繼通信具有通信容量大、傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但隨著光纖通信的出現(xiàn)，微波通信在通信容量、質(zhì)量方面的優(yōu)勢不復(fù)存在。然而，在地震、洪水等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，常常伴隨著通信光纜的斷裂; 這時(shí)候，微波通信就能夠大顯身手，通過微波線路跨越高山、水域，迅速組建電路，替代被毀的支線光纜、電纜傳輸電路，在架設(shè)線路困難的地區(qū)傳輸通信信號。另外，在修復(fù)公眾網(wǎng)基站、架設(shè)應(yīng)急無線集群基站、聯(lián)通交換機(jī)之間的E1電路等方面，地面微波也可以發(fā)揮重要的作用。
要建立一套全方位、立體的應(yīng)急通信體系，需要充分利用各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢，針對不同需求，靈活組織協(xié)調(diào)。目前，應(yīng)急通信體系建設(shè)已經(jīng)在全球范圍獲得了各國政府的高度重視。ITU、IETF、ATIS等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也在積極進(jìn)行應(yīng)急通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究。我國也正式啟動(dòng)了應(yīng)急通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究，針對個(gè)人緊急情況和公眾緊急情況分析應(yīng)急通信的需求，對緊急業(yè)務(wù)路由和定位、公網(wǎng)支持應(yīng)急通信、集群通信、視頻監(jiān)控、無線自組織、安全等各個(gè)方面進(jìn)行研究。
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