國外應急通信歷經考驗走向成熟 信息產業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中心不僅是商業中心，也是美國東部的通信中心之一。世貿中心的南北樓中放置著若干家電信運營商的設備，隨著世貿中心的倒塌，其中及周邊的通信設施遭到了嚴重毀壞。臨時基站滿足無線業務需求紐約地區的無線運營商（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”當天因為交換機或電源等原因無法正常工作。受到重創的公用通信網在 “911” 事件后承擔了高額業務量（在紐約， 移動電話撥打數量平均增加了 400%，個別運營商甚至增加了1000%； 華盛頓增加了 125%）。面對突發事件，美國的電信運營商靠車載基站 （COW） 來恢復通信和提供更多的容量來滿足業務需求。恐怖襲擊發生 24 小時內， 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， 來處理高額業務量；在 72 小時內， 160 個基站的 47%的容量復原； 2周后， 無線行業不但提供了 “911” 之前的網絡容量，而且還增加了 23%的基站以支持居民和企業恢復生活與工作。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于美國東北部（包括紐約）的Verizon 公司是北美當時最大的固網運營商，除了為紐約地區提供公眾電話業務外，還擔負著華爾街地區的紐約股票交易所和奈奎斯特所有的通信任務， 由于在世貿中心有多種通信設施，其在“911”中損失最大。在曼哈頓，Verizon 有 19 個中心局 （服務于 200 萬電話線）， 但由于大部分網絡具有備用系統， 恐怖襲擊發生后， 這些系統仍可以正常處理 E911 等緊急呼叫。作為應急通信的一部分， Verizon 馬上為曼哈頓地區提供了 4000 部免費本地投幣電話， 向幸存者提供服務， 還向曼哈頓醫院、緊急救助中心調度了額外的電話線。華爾街是美國經濟的命脈， 直接關系著美國企業的正常運轉。為了不影響股市， Verizon 不遺余力地恢復華爾街網絡， 盡快增加了 24 條高速數據鏈路 （OC原48） 和數千條電話線， 重新調度網絡容量，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濟的信心。此外，運營商支持的政府優先服務項目也在 “911 事件” 中發揮了重要作用。FCC 從 1998 年開始啟動電信業務優先 （TSP） 項目， 對國家安全和應急準備 （NS/EP） 人員提供優先服務和業務恢復。政府應急通信業務 （GETS） 可以在網絡擁塞時，跨運營商向 NS/EP提供緊急接入與優先處理。在“911 事件” 中， 共處理了 1.8 萬個 GETS 呼叫。美國卡特里娜颶風：打 “有準備的戰爭”2005 年 8 月 29 日的卡特里那颶風是美國近年來最為嚴重的自然災難，隨颶風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， 數十萬人流離失所，造成的經濟損失達到創紀錄的上千億美元。政府部門積極應對與 4 年前的 “911 事件” 不同， 對于卡特里那颶風，電信行業打的是一場“有準備的戰爭” 。由于之前有風暴預警，從政府部門到運營商實際上在風暴之前已經作了一些準備，這些準備工作很好地指導了颶風后的應急通信以及災難恢復工作。在颶風肆虐之前， FCC 就成立了由數百名員工組成的特別工作組。颶風之后的一周， 該小組每天 24 小時不間斷工作，高效地處理與協調各項工作，基本滿足了用戶、 業界及聯邦應急管 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， 保障災時的應急通信， 幫助受災地區盡快恢復業務。主要行動包括：第一，對特殊臨時授權（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；對災區所需的衛星地面與空間站、海纜和國際路由， 實施臨時性授權程序；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；允許災區用戶延長電話號碼的保留時間， 按照原來的規定， 進入 “冷凍” 期的住宅用戶號碼要在 90 天內分配給其他用戶；第三，協調動用電信行業的各方資源（如應急發電機和燃料）， 以滿足救災需求；第四，建立一個網站，公布相關信息（特別是用戶信息）， 并包括一些與業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）。災后， FCC 專門召開網絡可靠性與互操作性會議，評估損失、總結經驗。 2006 年 1 月， FCC 成立了一個由公共安全和電信行業專家組成的獨立小組，評估卡特里那颶風對通信造成的影響，并對 FCC 提出建議，以備戰災難， 保障網絡的可靠性， 以及如何在公安、 火警、 重大醫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，以加強美國通信網應對災難的能力。國家通信系統 （NSC） 是一個由安全部、聯邦應急管理局、 FCC 等 23 個聯邦部委和機構組成的聯盟體，專門負責與國家安全/應急 （(NS/EP） 準備相關的通信。卡特里那颶風之后， NSC 與業界合作進行了一系列活動以保障通信， 主要包括：第一，發放 1000 張新的政府應急電信業務 （GETS， 網絡擁塞時優先提供業務）卡，在颶風期間共完成 4 萬個GETS 呼叫；第二，向 4000 個聯邦應急官員和NS/EP 用戶提供無線優先業務 （WPS） ；第三，向 3000 個用戶配置電信業務優先權 （TSP） ；第四，啟動共享資源高頻無線電計劃 （SHARES）。運營商啟動應急預案BellSouth 是美國南部的主導本地運營商， 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。颶風災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 雖然在颶風之前就啟動了應急預案， 并對發電機、 燃油作了準備，但是颶風災難的強度超過了預期，由于洪水和安全問題， BellSouth不能對備用發電機即時補充燃油。在FCC 的網絡可靠性會議上， BellSouth的網絡業務經理總結了經驗和教訓。首先，運營商和用戶對供電系統的依賴性越來越強，電力中斷嚴重影響了通信，不僅網絡設施無法正常工作， 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， 交換設備、發電機、 燃油罐需要放到高處， 以防止被水淹沒。新技術發揮應急通信優勢在 5 年前的 “911 事件” 中， 自由空間光通信 （FSO） 等為迅速恢復高速通信提供了有效的手段。在三年前的颶風災難中， WiMAX、無線 VoIP 則大顯神通， WiFi、 WiMAX 以及免許可證的無線網被用來幫助援救人員和災民進行通信。特別是 WiMAX 技術， 由于其覆蓋半徑大，可把災區的一些臨時性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回傳線路的作用 。Intel 公司為災區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 入網點（PoP） 15 公里。颶風之前，美國沒有明確的WiMAX 技術政策， 但是考慮到應急的需要， FCC 為他們專門頒發了臨時性許可證。颶風中，服務于新奧爾良市政當局的本地交換局出現癱瘓，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與布什總統進行了災后的第一次通話。此外， 在救援工作中， 利用 WiFi 的無線 VoIP 也發揮了重要作用。FCC 還建議建立電視、廣播之外的基于 Inter原net 的預警網絡， 并希望在今后的應急通信中充分利用基于 IP 的技術。FCC 主席馬丁在災后的講話中強調：美國需要更可靠和冗余性更好的通信系統，包括更好的緊急情況警報系統。他呼吁美國政府把 Internet 納入緊急情況警報系統，電信業務提供商需要利用 IP 技術的優勢，加強網絡能力。馬丁提出三個重要建議：第一，建立一個更復雜的警報系統， 此系統使用 Internet 與其他先進技術， 能夠盡早地向更多的人告警；第二，應急應答系統要裝備先進的無線設備， 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，基于IP 的網絡可以承擔電信網的備用網絡， 可以對電信業務進行再選路。倫敦地鐵爆炸：重在解決網絡擁塞“雙管齊下”應對高話務量倫敦地鐵爆炸并沒有造成公眾網的損毀，但是爆炸發生后，用戶紛紛給親友們撥打電話，這使得英國的電話系統發生了史無前例的擁堵現象。第一顆炸彈于早高峰中的 8： 50爆炸，固定與移動網絡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，爆炸發生后網絡通話量增加了 2.5 倍， 短信數量增加了一倍， 這還不包括那些沒有連通的呼叫。英國電信公司的網絡通話量也增加了一倍，而且迅速增長的話務量已經造成了網絡的擁塞。為此， 英國電信的發言人發出告示： 為了維持正常的通信， 用戶應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， 倫敦地區的網絡通信狀況最為糟糕，英國其它地區則遇到了暫時性話務量激增造成網絡擁塞的情況。爆炸發生后， 運營商采用了 “呼叫終止 （call gapping） ” 的方式來平息網絡擁塞。 “呼叫終止” 就是提前“丟棄” 一部分打往擁塞地區的電話（不影響緊急呼叫 999 業務）， 以降低其他網絡的呼入業務量（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 提供優先通信為了對重要應急響應部門進行 通信保障，英國的移動網有一個特殊的網絡管理方案，即接入超載控制（ACCOLC），它對持有 SIM 卡的重要人員提供“特權”接入（類似美國的“優先服務” ，但當 ACCOLC 啟動時，網絡不再受理公眾呼叫）。 “特權” 接入只是在非常特殊的情況下才調用，在相關部門 （稱作 “金色” 協調組）的特殊指令 （ “金色” 指令） 下， 由網絡運營商進行調用，一般只在特定網絡和有限的地區及很短的時間內使用這個方案。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 公里范圍內調用 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，其他一些應急響應部門（如倫敦急救隊） 和公眾的通信卻受到了影響， ACCOLC 不但限制了此地區的公眾的通話，還對靠公眾移動網絡進行通信的醫療救護系統等造成很大的麻煩，其教訓很值得反思。日本新瀉縣地震：網絡規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形傳輸線路機制，并采取了 24 小時網絡監控，以維護網絡和提升業務性能。NTT 還配備了一定的應急通信設施， 如： 可攜帶的衛星通信地球站、數字移動衛星通信站、 應急用可攜帶交換系統、 可攜WT帶移動基站等， 以應對災難。 此外， NTT的日常通信設施都可以抵御多種自然災害， 如防水、 防火、 防震、 應對電力中斷等。災難發生后，運營商的網絡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， 很容易發生網絡擁塞。針對這種問題， NTT 在平時的通信規劃和建設中，就為重要通信都專門預留了通道， 并在發生災難時， 對受災地區的普通電話進行控制，以保證重要通信的暢通。同時， 引導用戶使用“171” 災難應急消息業務，從而將受災用戶信息存儲到該系統中，以供親友查詢他們的消息。NTT 的消息存儲設備分布在全國的 50 個地方，最多可以存儲800 萬條消息。此外， NTT 在 i-mode 互聯網業務中，也提供了災難消息板業務， 受災地區的用戶可以在 i-mode 業務菜單中填寫自己的情況，而其他地區的用戶可以通過這一平臺查詢親友信息。2004 年 10 月 23 日，日