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国外应急通信历经考验走向成熟 信息产业部电信研究院通信信息研究所 杨然 门汝静美国 “911” 事件：新增基站、 线路确保通信位于美国纽约的世贸中心不仅是商业中心，也是美国东部的通信中心之一。世贸中心的南北楼中放置着若干家电信运营商的设备，随着世贸中心的倒塌，其中及周边的通信设施遭到了严重毁坏。临时基站满足无线业务需求纽约地区的无线运营商（AT&T、Nextel、 Sprint、 Verizon 等）虽然只有 5个基站被毁，但却有 160 个基站在“911”当天因为交换机或电源等原因无法正常工作。受到重创的公用通信网在 “911” 事件后承担了高额业务量（在纽约， 移动电话拨打数量平均增加了 400%，个别运营商甚至增加了1000%； 华盛顿增加了 125%）。面对突发事件，美国的电信运营商靠车载基站 （COW） 来恢复通信和提供更多的容量来满足业务需求。恐怖袭击发生 24 小时内， 美国的电信运营商在纽约搭建了 17 个临时基站和中继系统， 来处理高额业务量；在 72 小时内， 160 个基站的 47%的容量复原； 2周后， 无线行业不但提供了 “911” 之前的网络容量，而且还增加了 23%的基站以支持居民和企业恢复生活与工作。华盛顿虽然没有基站受损， 但仍然增加了 10 个基站为五角大楼地区提供额外的容量。此外， 宾夕法尼亚州坠机地点也增加了两个临时基站。增加线路保障固定通信畅通服务于美国东北部（包括纽约）的Verizon 公司是北美当时最大的固网运营商，除了为纽约地区提供公众电话业务外，还担负着华尔街地区的纽约股票交易所和奈奎斯特所有的通信任务， 由于在世贸中心有多种通信设施，其在“911”中损失最大。在曼哈顿，Verizon 有 19 个中心局 （服务于 200 万电话线）， 但由于大部分网络具有备用系统， 恐怖袭击发生后， 这些系统仍可以正常处理 E911 等紧急呼叫。作为应急通信的一部分， Verizon 马上为曼哈顿地区提供了 4000 部免费本地投币电话， 向幸存者提供服务， 还向曼哈顿医院、紧急救助中心调度了额外的电话线。华尔街是美国经济的命脉， 直接关系着美国企业的正常运转。为了不影响股市， Verizon 不遗余力地恢复华尔街网络， 尽快增加了 24 条高速数据链路 （OC原48） 和数千条电话线， 重新调度网络容量，以方便一些交易公司移至新的或临时性办公地点。在 Verizon的努力下， 9 月 17 日，华尔街如期开盘，挽回了一部分人对美国经济的信心。此外，运营商支持的政府优先服务项目也在 “911 事件” 中发挥了重要作用。FCC 从 1998 年开始启动电信业务优先 （TSP） 项目， 对国家安全和应急准备 （NS/EP） 人员提供优先服务和业务恢复。政府应急通信业务 （GETS） 可以在网络拥塞时，跨运营商向 NS/EP提供紧急接入与优先处理。在“911 事件” 中， 共处理了 1.8 万个 GETS 呼叫。美国卡特里娜飓风：打 “有准备的战争”2005 年 8 月 29 日的卡特里那飓风是美国近年来最为严重的自然灾难，随飓风而来的洪水几乎完全淹没了美国城市新奥尔良， 上千人死亡， 数十万人流离失所，造成的经济损失达到创纪录的上千亿美元。政府部门积极应对与 4 年前的 “911 事件” 不同， 对于卡特里那飓风，电信行业打的是一场“有准备的战争” 。由于之前有风暴预警，从政府部门到运营商实际上在风暴之前已经作了一些准备，这些准备工作很好地指导了飓风后的应急通信以及灾难恢复工作。在飓风肆虐之前， FCC 就成立了由数百名员工组成的特别工作组。飓风之后的一周， 该小组每天 24 小时不间断工作，高效地处理与协调各项工作，基本满足了用户、 业界及联邦应急管 理 局 （FEMA， Federal Emergency Management Agency）的需要。从 9 月 1 日起， FCC 采取了多项行动与措施， 保障灾时的应急通信， 帮助受灾地区尽快恢复业务。主要行动包括：第一，对特殊临时授权（STA） 进行流程提速，共批准了 90 项 STA 申请， 以及 100 项临时性频谱授权；对灾区所需的卫星地面与空间站、海缆和国际路由， 实施临时性授权程序；第二，临时放宽三个州的号码政策，要求运营商和号码管理者方便用户号码携带；允许灾区用户延长电话号码的保留时间， 按照原来的规定， 进入 “冷冻” 期的住宅用户号码要在 90 天内分配给其他用户；第三，协调动用电信行业的各方资源（如应急发电机和燃料）， 以满足救灾需求；第四，建立一个网站，公布相关信息（特别是用户信息）， 并包括一些与业余无线电爱好者组织的链接；第五，分配临时性的红十字会800 长途 免费 号码 1 -800 -RED-CROSS（1-800-733-2767）。灾后， FCC 专门召开网络可靠性与互操作性会议，评估损失、总结经验。 2006 年 1 月， FCC 成立了一个由公共安全和电信行业专家组成的独立小组，评估卡特里那飓风对通信造成的影响，并对 FCC 提出建议，以备战灾难， 保障网络的可靠性， 以及如何在公安、 火警、 重大医疗事件等紧急情况下进行重要部门间的通信。FCC 计划整合原来分散在 7 个司、局的国土安全职能，宣布成立新的公共安全/国土安全局，以加强美国通信网应对灾难的能力。国家通信系统 （NSC） 是一个由安全部、联邦应急管理局、 FCC 等 23 个联邦部委和机构组成的联盟体，专门负责与国家安全/应急 （(NS/EP） 准备相关的通信。卡特里那飓风之后， NSC 与业界合作进行了一系列活动以保障通信， 主要包括：第一，发放 1000 张新的政府应急电信业务 （GETS， 网络拥塞时优先提供业务）卡，在飓风期间共完成 4 万个GETS 呼叫；第二，向 4000 个联邦应急官员和NS/EP 用户提供无线优先业务 （WPS） ；第三，向 3000 个用户配置电信业务优先权 （TSP） ；第四，启动共享资源高频无线电计划 （SHARES）。运营商启动应急预案BellSouth 是美国南部的主导本地运营商， 并与 SBC （这两个公司将并入AT&T）一起拥有美国最大的移动公司Cingular。飓风灾难给其造成了巨大的损失， 交换机被淹、 铁塔被刮、 光缆断裂、用户线连不上， 直接损失达 4耀6 亿美元。 BellSouth 虽然在飓风之前就启动了应急预案， 并对发电机、 燃油作了准备，但是飓风灾难的强度超过了预期，由于洪水和安全问题， BellSouth不能对备用发电机即时补充燃油。在FCC 的网络可靠性会议上， BellSouth的网络业务经理总结了经验和教训。首先，运营商和用户对供电系统的依赖性越来越强，电力中断严重影响了通信，不仅网络设施无法正常工作， 而且手机用户也无法充电。其次， 需要对 “911” 呼叫中心在地理位置上进行分散， 改进 “911” 的再选路方案。最后， 交换设备、发电机、 燃油罐需要放到高处， 以防止被水淹没。新技术发挥应急通信优势在 5 年前的 “911 事件” 中， 自由空间光通信 （FSO） 等为迅速恢复高速通信提供了有效的手段。在三年前的飓风灾难中， WiMAX、无线 VoIP 则大显神通， WiFi、 WiMAX 以及免许可证的无线网被用来帮助援救人员和灾民进行通信。特别是 WiMAX 技术， 由于其覆盖半径大，可把灾区的一些临时性WiFi 热点（如救助中心、 避难所） 进行连接，以及在光纤断裂时承担回传线路的作用 。Intel 公司为灾区的一个空军基地快速安装了 WiMAX， 提供 WiFi热点的回程链路，这些 WiFi 热点距Internet 入网点（PoP） 15 公里。飓风之前，美国没有明确的WiMAX 技术政策， 但是考虑到应急的需要， FCC 为他们专门颁发了临时性许可证。飓风中，服务于新奥尔良市政当局的本地交换局出现瘫痪，但是市政府的 LAN 暂时没有中断，新奥尔良市市长 Ray Negrin 通过 Vonage 的 VoIP与布什总统进行了灾后的第一次通话。此外， 在救援工作中， 利用 WiFi 的无线 VoIP 也发挥了重要作用。FCC 还建议建立电视、广播之外的基于 Inter原net 的预警网络， 并希望在今后的应急通信中充分利用基于 IP 的技术。FCC 主席马丁在灾后的讲话中强调：美国需要更可靠和冗余性更好的通信系统，包括更好的紧急情况警报系统。他呼吁美国政府把 Internet 纳入紧急情况警报系统，电信业务提供商需要利用 IP 技术的优势，加强网络能力。马丁提出三个重要建议：第一，建立一个更复杂的警报系统， 此系统使用 Internet 与其他先进技术， 能够尽早地向更多的人告警；第二，应急应答系统要装备先进的无线设备， 要允许跨越多个部门、多个频率进行通信；第三，要充分利用 IP 技术，基于IP 的网络可以承担电信网的备用网络， 可以对电信业务进行再选路。伦敦地铁爆炸：重在解决网络拥塞“双管齐下”应对高话务量伦敦地铁爆炸并没有造成公众网的损毁，但是爆炸发生后，用户纷纷给亲友们拨打电话，这使得英国的电话系统发生了史无前例的拥堵现象。第一颗炸弹于早高峰中的 8： 50爆炸，固定与移动网络流量紧接着快速增长，到上午 11： 00 时达到峰值，是平时的 2 倍。英国最大的移动运营商沃达丰公司表示，爆炸发生后网络通话量增加了 2.5 倍， 短信数量增加了一倍， 这还不包括那些没有连通的呼叫。英国电信公司的网络通话量也增加了一倍，而且迅速增长的话务量已经造成了网络的拥塞。为此， 英国电信的发言人发出告示： 为了维持正常的通信， 用户应该尽可能只打一些短的、 必要的电话。英国其他的全国性移动运营商， 如 Or原ange 和 T-Mobile 等也面临着类似的情形。所有的移动运营商均表示， 伦敦地区的网络通信状况最为糟糕，英国其它地区则遇到了暂时性话务量激增造成网络拥塞的情况。爆炸发生后， 运营商采用了 “呼叫终止 （call gapping） ” 的方式来平息网络拥塞。 “呼叫终止” 就是提前“丢弃” 一部分打往拥塞地区的电话（不影响紧急呼叫 999 业务）， 以降低其他网络的呼入业务量（在某个点，全部呼叫的70豫被拒绝） 。一些移动运营商正是采用这种方法限制了来自固网的接入。除 “呼叫终止”外， 移动运营商还使用“半速率编码” ， 靠降低质量来处理更多的呼叫。另外， 在高需求的 2 个半小时， 还对短信进行了延迟传送。ACCOLC 提供优先通信为了对重要应急响应部门进行 通信保障，英国的移动网有一个特殊的网络管理方案，即接入超载控制（ACCOLC），它对持有 SIM 卡的重要人员提供“特权”接入（类似美国的“优先服务” ，但当 ACCOLC 启动时，网络不再受理公众呼叫）。 “特权” 接入只是在非常特殊的情况下才调用，在相关部门 （称作 “金色” 协调组）的特殊指令 （ “金色” 指令） 下， 由网络运营商进行调用，一般只在特定网络和有限的地区及很短的时间内使用这个方案。在这次七七爆炸事件中，伦敦警察局指挥运营商 O2 在爆炸地点 1 公里范围内调用 ACCOLC， 以方便他们之间的通信。但是， 由于管理上的混乱，除警察局外，其他一些应急响应部门（如伦敦急救队） 和公众的通信却受到了影响， ACCOLC 不但限制了此地区的公众的通话，还对靠公众移动网络进行通信的医疗救护系统等造成很大的麻烦，其教训很值得反思。日本新泻县地震：网络规划防患于未然为了防止通信中断， NTT 在主要交换机之间使用多路由和环形传输线路机制，并采取了 24 小时网络监控，以维护网络和提升业务性能。NTT 还配备了一定的应急通信设施， 如： 可携带的卫星通信地球站、数字移动卫星通信站、 应急用可携带交换系统、 可携WT带移动基站等， 以应对灾难。 此外， NTT的日常通信设施都可以抵御多种自然灾害， 如防水、 防火、 防震、 应对电力中断等。灾难发生后，运营商的网络往往会受到不同程度的破坏，通信容量也可能会降低，而这时又是公众通信的高峰时期， 很容易发生网络拥塞。针对这种问题， NTT 在平时的通信规划和建设中，就为重要通信都专门预留了通道， 并在发生灾难时， 对受灾地区的普通电话进行控制，以保证重要通信的畅通。同时， 引导用户使用“171” 灾难应急消息业务，从而将受灾用户信息存储到该系统中，以供亲友查询他们的消息。NTT 的消息存储设备分布在全国的 50 个地方，最多可以存储800 万条消息。此外， NTT 在 i-mode 互联网业务中，也提供了灾难消息板业务， 受灾地区的用户可以在 i-mode 业务菜单中填写自己的情况，而其他地区的用户可以通过这一平台查询亲友信息。2004 年 10 月 23 日，日