國外應(yīng)急通信歷經(jīng)考驗走向成熟.doc

國外應(yīng)急通信歷經(jīng)考驗走向成熟 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信信息研究所 楊然 門汝靜美國 “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?？植酪u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。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原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)了颶風(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)百名員工組成的特別工作組。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， Federal Emergency Management Agency）的需要。從 9 月 1 日起， FCC 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， FCC 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?？ㄌ乩锬秋Z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GETS 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)難給其造成了巨大的損失， 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耀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)施無法正常工作， 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)高速通信提供了有效的手段。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， FCC 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 Ray Negrin 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原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)通話量也增加了一倍，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原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豫被拒絕） 。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 O2 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， NTT 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。NTT 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WT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， NTT 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， NTT 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