衛(wèi)星寬帶在應(yīng)急通信和災(zāi)害備份中的應(yīng)用

　　2008年春天發(fā)生的南方雪災(zāi)和5.12汶川大地震，對(duì)我國(guó)應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信體系提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。在這兩場(chǎng)巨大的自然災(zāi)害中，災(zāi)區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)基本上伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施(如光纜、銅纜、無(wú)線基站、交換設(shè)備、機(jī)房)的損壞以及電力供應(yīng)的中斷而癱瘓。不光如此，由于災(zāi)害同時(shí)帶來(lái)的交通中斷，導(dǎo)致平時(shí)準(zhǔn)備的應(yīng)急通信預(yù)案也由于器材、車輛和人員無(wú)法進(jìn)入而難以實(shí)施。因此兩場(chǎng)災(zāi)害的共同點(diǎn)就是，在災(zāi)害剛剛發(fā)生，外界最需要了解災(zāi)情，災(zāi)區(qū)最希望向上級(jí)報(bào)告受災(zāi)情況的關(guān)鍵時(shí)刻，通信無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。之所以如此，一個(gè)重要的原因就是我國(guó)缺乏災(zāi)害備份通信系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)。

　　1、關(guān)于應(yīng)急通信與災(zāi)害備份通信的異同

　　理論上，災(zāi)害備份通信也應(yīng)當(dāng)從屬于廣義的應(yīng)急通信，但在這里，為了強(qiáng)調(diào)災(zāi)害備份系統(tǒng)的重要性，我們更愿意把兩者分開(kāi)來(lái)闡述。

　　本文對(duì)應(yīng)急通信(狹義)的定義是指：在發(fā)生重大災(zāi)害導(dǎo)致當(dāng)?shù)卦型ㄐ旁O(shè)施受損毀的情況下，通過(guò)某種臨時(shí)通信手段恢復(fù)當(dāng)?shù)氐耐ㄐ?或在特殊情況下,根據(jù)政府指令或需要在原本就沒(méi)有通信手段的地區(qū)提供臨時(shí)通信手段的行為。以下所提“應(yīng)急通信”均是狹義的概念。

　　對(duì)于災(zāi)害備份通信，主要是指在構(gòu)建和設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)，在采用主流通信手段的同時(shí)，利用某種通信手段作為主流通信手段的備份和補(bǔ)充，當(dāng)主流通信手段因某種災(zāi)害而中斷時(shí)，能夠使用備份手段繼續(xù)保障最基本通信需求的行為。

　　應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信的共同點(diǎn)在于它們都是在主流通信手段因?yàn)?zāi)害或其它原因阻斷的情況下為受災(zāi)地區(qū)或單位提供臨時(shí)通信聯(lián)系的手段。不同點(diǎn)則在于應(yīng)急通信往往是在原有通信手段中斷之后，再采用其它手段恢復(fù)通信包括恢復(fù)主流通信網(wǎng)絡(luò)。因此應(yīng)急通信的性質(zhì)主要屬于亡羊補(bǔ)牢；而災(zāi)害備份通信是在災(zāi)害發(fā)生之前就為主流通信手段發(fā)生中斷的可能作好準(zhǔn)備，以保障相關(guān)地區(qū)或單位的通信在受到災(zāi)害影響時(shí)，能夠不受阻斷并保持最低限度的對(duì)外聯(lián)系。因此災(zāi)害通信備份的性質(zhì)更多的屬于未雨綢繆。應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信之間的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是相輔相成，都不可或缺。

　　2、關(guān)于自然災(zāi)害造成通信網(wǎng)絡(luò)阻斷的主要原因分析

　　根據(jù)2008年春天發(fā)生的南方雪災(zāi)和5.12汶川大地震的實(shí)際情況來(lái)看，自然災(zāi)害導(dǎo)致通信中斷的原因主要以下4點(diǎn)。

　　(1)災(zāi)害導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施(如光纜、銅纜、無(wú)線基站、交換設(shè)備、機(jī)房)的損壞,使災(zāi)區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)特別是與外界的主要通信干線被切斷；

　　(2)災(zāi)害導(dǎo)致供電中斷,導(dǎo)致通信設(shè)施癱瘓；

　　(3)災(zāi)害導(dǎo)致交通同時(shí)中斷，使預(yù)先準(zhǔn)備的應(yīng)急通信設(shè)備和人員難以進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)；

　　(4)災(zāi)害造成受災(zāi)地區(qū)人們的恐慌，使得即使當(dāng)?shù)赝ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)沒(méi)有受到損壞，也會(huì)由于大量的、遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)?shù)亟尤刖W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)負(fù)荷的呼叫和話務(wù)量而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。使得最緊急的信息難以送出。

　　同時(shí)，根據(jù)兩次災(zāi)害的實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)災(zāi)害剛剛發(fā)生時(shí)，以上4個(gè)事件雖然程度不同，但往往同時(shí)發(fā)生，不光使得災(zāi)區(qū)原有的通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓，同時(shí)使得采用應(yīng)急通信手段緊急恢復(fù)災(zāi)區(qū)通信也變得相當(dāng)困難，其結(jié)果就是災(zāi)區(qū)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)正常通信從而與外界隔絕。

　　3、關(guān)于應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信的手段分析

　　根據(jù)上面的分析，在進(jìn)行應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信的設(shè)計(jì)或制定相關(guān)預(yù)案時(shí)，都必須慎重考慮中繼、電力、交通以及超負(fù)荷業(yè)務(wù)量等4個(gè)因素的影響。

　　目前應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信可用的手段包括有線和無(wú)線兩大類，其中，有線的方法主要通過(guò)迂回路由或鋪設(shè)臨時(shí)電路等方法提供，無(wú)線的方法又可以細(xì)分為分為數(shù)字集群、無(wú)線蜂窩、無(wú)線LAN、WiMAX、微波、以及衛(wèi)星通信等，其中衛(wèi)星通信的手段又可以細(xì)分成衛(wèi)星移動(dòng)通信、IDR、VSAT以及 IPSTAR衛(wèi)星寬帶等。同時(shí)根據(jù)運(yùn)輸方法，衛(wèi)星通信又可以分為手持、車載、便攜以及固定終端等幾類。

　　以上幾種手段的比較。

　　(1)在長(zhǎng)途中繼方面，地面光纜和銅纜優(yōu)勢(shì)是容量大，性價(jià)比高，但易遭地震、水災(zāi)等自然災(zāi)害的破壞。因此在災(zāi)害情況下，采用微波和衛(wèi)星通信作為中繼電路備份是比較好的選擇；

　　(2)在電力方面，當(dāng)災(zāi)害導(dǎo)致大規(guī)模停電發(fā)生時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，除了精心設(shè)計(jì)的集群系統(tǒng)(如美國(guó)911事件中的NEXTEL)有可能采用備份方法為基站供電以外，其他無(wú)線系統(tǒng)由于規(guī)模導(dǎo)致的成本問(wèn)題，很難為所有的無(wú)線基站、微波中繼塔提供備份供電；而衛(wèi)星通信由于自成體系，對(duì)電力的要求最低。只需要事先為相關(guān)衛(wèi)星終端配備一臺(tái)小型便攜發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)能電池，就可以在災(zāi)難發(fā)生時(shí)為相關(guān)地區(qū)或單位提供基本的對(duì)外聯(lián)絡(luò)；

　　(3)在解決交通阻斷對(duì)通信的影響方面，一旦災(zāi)害發(fā)生，無(wú)論多么輕便靈活的應(yīng)急通信手段(包括衛(wèi)星手機(jī))也都需要在交通恢復(fù)后(包括采用非常規(guī)的運(yùn)輸手段，如這次地震災(zāi)害中動(dòng)用的直升機(jī))才可以運(yùn)進(jìn)災(zāi)區(qū)，為了避免通信的恢復(fù)依賴交通恢復(fù)的尷尬局面，只有在災(zāi)難發(fā)生前未雨綢繆，建立災(zāi)害備份通信系統(tǒng) ，才可以在災(zāi)后確保通信不致中斷；
　　(4)關(guān)于災(zāi)后恐慌引起的網(wǎng)絡(luò)阻塞對(duì)關(guān)鍵通信的影響，目前為止只有兩種辦法，一是建立政府部門或企業(yè)專門的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，不和民用網(wǎng)絡(luò)有任何關(guān)聯(lián)，目前多采用數(shù)字集群系統(tǒng)；另外就是建立政府或企業(yè)的衛(wèi)星災(zāi)害備份通信系統(tǒng)，這是因?yàn)楫?dāng)衛(wèi)星通信作為接入網(wǎng)時(shí)，由于和當(dāng)?shù)氐慕尤刖W(wǎng)(無(wú)論有線還是無(wú)線)沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)，電話或數(shù)據(jù)上星后直接到達(dá)設(shè)在異地或本地與長(zhǎng)話局相連的衛(wèi)星通信關(guān)口站，因此可以避免災(zāi)后恐慌引起的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)阻塞。

　　綜上所述，衛(wèi)星通信是應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信最適用的手段。在平時(shí)，單純拿衛(wèi)星通信與地面電信業(yè)務(wù)相比，衛(wèi)星通信無(wú)論是在容量還是性價(jià)比上都是處于劣勢(shì)，但當(dāng)災(zāi)害發(fā)生，光纜被地震、洪水毀壞，地面無(wú)線通信因基站損毀、停電或負(fù)荷過(guò)重而停止工作的時(shí)候，當(dāng)受災(zāi)地區(qū)急需報(bào)告災(zāi)情、外部急需了解災(zāi)區(qū)情況的時(shí)候，衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)，特別是經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)、事先配備的衛(wèi)星災(zāi)害備份通信系統(tǒng)將能夠確保關(guān)鍵信息的上情下達(dá)，從而拯救更多的生命和財(cái)產(chǎn)。

　　4、IPSTAR衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)在災(zāi)備通信和應(yīng)急通信中的應(yīng)用

　　4.1、IPSTAR寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成

　　中國(guó)衛(wèi)星通信集團(tuán)公司引進(jìn)的IPSTAR系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)投入實(shí)際運(yùn)營(yíng)的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，IPSTAR衛(wèi)星于2005年8月發(fā)射，隨后投入使用，使我國(guó)進(jìn)入寬帶衛(wèi)星通信的新時(shí)代，可在中國(guó)大陸提供12Gbit/s的傳輸能力。該IPSTAR系統(tǒng)完全基于IP進(jìn)行設(shè)計(jì)，是一個(gè)全I(xiàn)P的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)衛(wèi)通運(yùn)營(yíng)的IPSTAR系統(tǒng)由建設(shè)在北京、上海、廣州的3個(gè)IPSTAR關(guān)口站系統(tǒng)和遍布在全國(guó)各地的IPSTAR端站組成。

　　IPSTAR關(guān)口站系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心交換節(jié)點(diǎn)，為IPSTAR端站提供互聯(lián)網(wǎng)接入、VoIP電話交換和各種內(nèi)容提供服務(wù)。3個(gè)關(guān)口站之間建立光纜或其它通信介質(zhì)連接，進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的運(yùn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍的通信交換能力。

　　IPSTAR關(guān)口站與國(guó)內(nèi)主要互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)連接，使得IPSTAR用戶繞開(kāi)了地面網(wǎng)絡(luò)的多重路由器連接，每個(gè)IPSTAR用戶與骨干網(wǎng)的距離大大縮短，可以充分保證互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸的質(zhì)量。IPSTAR關(guān)口站配置了先進(jìn)的VoIP平臺(tái)，可為所有IPSTAR用戶提供基于SIP的IP語(yǔ)音服務(wù)，同時(shí)通過(guò)IPSTAR關(guān)口站與公共電話網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通接口，可實(shí)現(xiàn)與普通固定電話和移動(dòng)電話之間的相互通信。

　　4.2、IPSTAR寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在災(zāi)備通信和應(yīng)急通信中的應(yīng)用

　　在衛(wèi)星通信手段中，每一種通信手段都有著自己的特點(diǎn)，例如衛(wèi)星移動(dòng)通信具有靈活，輕便，易攜帶的特點(diǎn)，適用于應(yīng)急通信的場(chǎng)合，但只適合于個(gè)人通信。IDR通信容量大，適用于為無(wú)線蜂窩或地面接入網(wǎng)絡(luò)提供通信干線，但由于它的價(jià)格、體積、重量和耗電，缺乏靈活和機(jī)動(dòng)性，不易全面推廣。VSAT往往是以專網(wǎng)的形式出現(xiàn)，系統(tǒng)容量有限，除了用于公共電信服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，一般和主流電信網(wǎng)絡(luò)隔離，有些VSAT通信主站設(shè)在本省，受災(zāi)時(shí)也容易受災(zāi)害波及。而 IPSTAR衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是容量大，最多可以容納幾十萬(wàn)用戶，其設(shè)計(jì)本身就是提供公共電信服務(wù)，由于其基于IP的特性，一個(gè)終端在災(zāi)區(qū)內(nèi)可以同時(shí)提供話音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)木C合電信服務(wù)，同時(shí)重量和體積適宜于運(yùn)輸和攜帶。

　　IPSTAR衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)的主要應(yīng)用形式如下。

　　1、衛(wèi)星寬帶電話

　　中國(guó)衛(wèi)通通過(guò)整合相關(guān)通信資源，利用先進(jìn)的軟交換技術(shù)可提供基于IPSTAR寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的寬帶電話。

　　IPSTAR衛(wèi)星寬帶用于應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信時(shí)，有以下特點(diǎn)：

　　IPSTAR每終端既可以同時(shí)提供2-8路電話,也可以作為中繼電路同時(shí)提供最高達(dá)64路的中繼線路.

　　IPSTAR作為主叫可以通過(guò)中國(guó)衛(wèi)通的NGN網(wǎng)絡(luò)接入PSTN,PLMN等公眾通信網(wǎng)絡(luò).

　　IPSTAR可以提供被叫號(hào)碼被PSTN和PLMN直接呼叫。

　　2、互聯(lián)網(wǎng)接入

　　IPSTAR寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)基于IP技術(shù)，使用一個(gè)衛(wèi)星端站就可將多臺(tái)電腦連入互聯(lián)網(wǎng)，如下圖所示

　　3、視頻傳輸

　　IPSTAR寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)可提供高達(dá)2Mbps的上傳能力，通過(guò)配置攝像裝置和編解碼設(shè)備，可將受災(zāi)地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)施傳到指揮部，以進(jìn)行救災(zāi)的組織。

　　(1)衛(wèi)星單跳，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)回傳

　　(2)衛(wèi)星單跳，通過(guò)地面專線

　　(3)衛(wèi)星雙跳

　　4.數(shù)據(jù)傳輸

　　類似于視頻傳輸，IPSTAR寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)還可以傳輸各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，如水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。同樣，傳輸方式也有衛(wèi)星單跳傳輸和衛(wèi)星雙跳傳輸兩種。

　　(1)衛(wèi)星單跳，通過(guò)專線的數(shù)據(jù)傳輸

　　(2)衛(wèi)星雙跳數(shù)據(jù)傳輸
　(一)IPSTAR寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)在地震救災(zāi)中的應(yīng)用事例

　　1.映秀鎮(zhèn)的通信統(tǒng)合應(yīng)用

　　中國(guó)衛(wèi)通通過(guò)便攜式IPSTAR 衛(wèi)星寬帶終端在映秀鎮(zhèn)與某集團(tuán)軍救災(zāi)指揮部間建立了衛(wèi)星寬帶應(yīng)急通信系統(tǒng)，第一個(gè)將映秀鎮(zhèn)的救助畫面實(shí)時(shí)傳回到四川省抗震救災(zāi)指揮中心，為救災(zāi)指揮部及時(shí)準(zhǔn)確地指揮災(zāi)區(qū)救援、衛(wèi)生防疫及災(zāi)后重建工作提供了通信保障；同時(shí)也為在災(zāi)區(qū)采訪的各新聞媒體提供了新聞、圖片的衛(wèi)星上網(wǎng)回傳手段；為幾千名救災(zāi)人員和受災(zāi)群眾提供了免費(fèi)衛(wèi)星IP電話服務(wù)。

　　2.為媒體和電視臺(tái)等提供視頻回傳

　　在四川救災(zāi)工作中，為央視網(wǎng)絡(luò)提供災(zāi)區(qū)網(wǎng)絡(luò)直播；為上海東方衛(wèi)視、成都電視臺(tái)等媒體提供視頻直播、視頻回傳和信息傳送通道。

　　中國(guó)衛(wèi)通技術(shù)人員隨央視國(guó)際網(wǎng)絡(luò)和新聞?lì)l道記者趕赴德陽(yáng)綿竹縣尊道小學(xué)和尊道沈陽(yáng)醫(yī)院，通過(guò)衛(wèi)星雙向視頻語(yǔ)音系統(tǒng)，進(jìn)行“我在現(xiàn)場(chǎng)”網(wǎng)上直播。

　　3.唐家山堰塞湖視頻監(jiān)測(cè)

　　在唐家山堰塞湖搶險(xiǎn)過(guò)程中，為唐家山堰塞湖指揮部架設(shè)10個(gè)無(wú)人值守衛(wèi)星寬帶水情監(jiān)控點(diǎn)，將所有水域水文災(zāi)情視頻圖像傳到綿陽(yáng)避險(xiǎn)疏散指揮部和國(guó)務(wù)院，為搶險(xiǎn)救災(zāi)工作快速?zèng)Q策和指揮提供了科學(xué)準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。

　　通過(guò)寬帶衛(wèi)星傳送的唐家山堰塞湖水情視頻監(jiān)控情況

　　總之，在經(jīng)歷了年初的南方雪災(zāi)和五月的四川汶川大地震后，痛定思痛，我國(guó)的應(yīng)急通信系統(tǒng)特別是災(zāi)害備份通信系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)當(dāng)或已經(jīng)引起了各級(jí)政府部門和相關(guān)單位的重視。鑒于經(jīng)受了四川抗震救災(zāi)工作考驗(yàn)的IPSTAR衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢(shì)，它必將在我國(guó)今后應(yīng)急通信和災(zāi)害備份通信系統(tǒng)的建設(shè)中發(fā)揮出它獨(dú)特的作用。