机动通信网络快速响应能力探讨

宋荣军

摘 要 快速响应能力是机动通信网络的一个重要指标，网络响应能力更多体现在网络机动时间和开设时间上。机动时间直接与承载平台的机动能力相关，开设时间则与网络体系结构、信令协议、网管规划、设备能力等多方面相关。本文针对机动通信网络的组成和特点，分析了影响网络响应能力的因素，提出了解决方法，综合多项技术降低网络开通复杂度，缩短网络开设时间。

关键词 机动通信网络；快速响应能力；开设时间

中图分类号 TN915 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）218-0143-02

1 概述

机动通信网络能够机动部署，适用于抢险、救灾、快速军事部署等应用中。特殊条件下，已有通信网络设施损坏、异常，或者时间紧迫无法及时修复，在缺少固定通信设施保障的情况下，部署通信网络就成了当务之需。此时，通信网络的快速部署就显得尤为重要，响应能力是衡量网络机动性的重要指标。

2 机动通信网路构成

机动通信网络具备两种能力，一是机动能力，二是通信能力。机动能力依赖于机动平台，机动平台起到搭载和运输通信设备作用；通信设备是组建通信网络的基本要素，每種要素都对系统响应时间有影响。按其在网络中的作用可分为路由交换设备、传输设备、网络管理设备、终端设备以及安全防护设备等。机动通信网络设备组成如图1所示。

其中：

1）路由交换设备按照同步方式可分为电路交换（同步方式）和分组交换（也称为异步方式）两种。电路交换的典型设备是STM交换机，分组交换的典型设备是ATM交换机、IP路由器、IP交换机等。

2）信道传输设备包括有线传输设备和无线传输设备等。无线传输设备包括卫星传输设备、散射传输设备、微波传输设备、电台传输设备等，有线传输设备又包括光纤传输设备、电缆传输设备等。在机动通信网络中，无线设备对网络的机动响应能力影响更大。

3）网络管理设备实现网络规划、配置、监控、故障、性能、安全和计费管理等功能。其中，计费功能主要用在商用网络运营中，支持运营商的经营计费，但在应急、抢险救灾和军事应用中，基本不考虑计费功能。

4）终端设备分为话音终端、数据、图像以及多媒体终端等。

5）安全防护设备包括信道加密设备、终端加密设备，以及防火墙、入侵检测系统等，实现用户认证、访问控制、入侵检测等安全机制。

3 网络响应时间构成

网络响应能力更多体现在网络机动时间和开设时间上。机动通信网络响应时间构成如图2所示。

机动时间是指网络设备从出发点到达指定地域的时间，与平台机动能力密切有关。

网络开设时间是指到达指定地域的网络设备从开始准备到形成网络通信能力的时间，包括基础供电、设备架设、网络规划、参数分发、参数加注、网络开通等环节，每个环节的快慢，决定着网络开设时间长短。具体包括：

1）设备供电时间：为了适应复杂环境，通常采用市电、油机、蓄电池等多种方式供电，同时保证多种方式的切换和不间断供电，做到即到即开，方便快捷。从供电时长看，通信节点的主要供电手段一般选用车载柴油电站或者小型化柴油发电机。

2）设备架设时间。陌生地域独立开设网络，各通信节点间通常采用无线手段提供传输信道，包括卫星信道、微波信道、散射信道、光通信信道和各种电台信道等。其中卫星、微波、散射、光通信信道的无线发射/接收采用方向天线，存在天线对准需求。通常依赖调节升降杆高度、利用人工或者自动方式调节天线方位和俯仰以实现天线对准。

3）网络规划和参数分发加注时间：设备正常加电、天线对准后，网络正常运行还需要配置各设备的工作参数，而设备工作参数来源是网络规划指派、通过参数分发和参数加注实现设备参数加载。网络正常运行依赖于网络管理的统一协调，网络越大，网管作用越明显。网络规划速度、参数分发加注速度是制约网络快速响应的重要因素。

4）网络开通时间是指从设备参数加载成功到网络正常运行的时间。包括：设备识别时间、拓扑稳定时间、路由收敛时间等。这些时间和整个网络的体系架构、信令、路由协议等密切相关。

4 影响响应时间因素和解决措施

影响机动通信网络快速响应的因素有机动因素，也有通信因素，本文重点关注通信因素和解决措施。

4.1 天线对准

1）影响因素。在陌生地域，远距离条件下，依赖人工手段完成无线设备的天线对准，对准时间的长短难以把握，急需辅助对准机构，提升无线对准能力。

2）解决措施。可采用GPS和北斗定位技术，实现自动辅助对准功能；采用多波束天线、智能天线技术实现快速捕获和天线对准，即可支持无线设备自组网能力，也可提升开设速度，提高通信距离。前者适合点对点通信方式，后者适合点对多点和多点对多点的时分/频分通信方式。随着GPS和北斗导航卫星的升级换代，定位精度越来越高，利用定位技术的天线伺服机构的自动化程度和响应能力也可提升。

4.2 网络规划、参数分发和加注

1）影响因素。（1）网络规划的因素：通信网络组网方式复杂、网络规划环节多、需配置参数量大，特别是技术性强的关键参数过多，这些因素累积导致了网络配置复杂、规划难度增高；结果是易出错，规划成功率低，导致规划时间过长。（2）参数分发和加注的因素：参数文件分发加载依靠人工方式处理，自动化程度不高，参数分发的效率低。缺乏在线广域参数分发加载手段，尤其是缺乏无线参数分发加载手段，设备注参时间过长，延缓网络开设速度。

2）解决措施。综合运用网络自动规划、参数优化配置等手段，提高网络规划效率和分发加注效率。具体措施包括以下方面。精简规划参数：采用设备互连接口自适应、链路资源自适应等技术，支持路由交换设备与无线链路传输设备间以及路由交换设备与路由交换设备之间交互链路状态，可以大幅减少互连接口的参数规划，也可避免接口参数规划错误，有助于提高规划成功率。增强模板化规划能力：通过面向用户的模块化、流程化、自动化的规划流程，操作者可根据典型组网方式，了解网络所要规划的内容，通过少量操作即可完成相应规划，降低网络规划难度。增强规划校验能力：加强网络规划参数完整性、正确性的自动校验能力，避免不必要的查错、纠错时间，保证生成参数文件的正确性，能够提高网络开通成功率，从而缩短网络开设时间。提高参数分发和加注效率：采用在线分发方式，尤其是远程和本地的无线参数分发能力，支持参数文件的在线接收和转发，减少各设备工作參数加载时间，加快全网参数分发与加注速度。

4.3 网络体系结构和协议

1）影响因素。网络体系结构复杂、层次多，网络信令、路由协议种类多，会导致信令转换、路由重分布、路由聚合等专业处理过多，极易产生路由不稳现象，引起网络频繁动荡，甚至网络工作异常，严重影响网络响应能力。

2）解决措施。在优化网络体系结构方面，采用通信距离远、覆盖范围广和通信带宽大的信道设备，减少组网节点数量、简化网络结构，减少网络层次，使网络扁平化；在优化协议方面，统一组网方式，减少路由协议种类，采用隔离技术和隔离域间映射和同步技术应对拓扑动态变化，隔离可能出现的路由震荡，降低全网路由维护开销和复杂性，增强网络稳定性；采用资源自动优选技术，增强网络易用性，在节点移动或重组时，利用动态路由协议实现路由节点之间的自动搜索和邻居关系建立，支持网络的动态重组和网络用户的随遇接入、即插即用，大幅提升通信响应能力。

5 结论

提升机动通信网络响应能力是个系统工程，只有融合多种技术才能最大限度提升网络开设速度，更好支持网络快速机动部署。快速响应、灵活部署的机动通信网络应用前景广阔，值得多方位深入研究。

参考文献

[1]孙玉.电信网络总体概念讨论[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[2]谭学治.现代应急通信系统介绍.哈尔滨工业大学通信技术研究，2008.

[3]罗蓉媛.军事应急通信系统发展综述.第23届全国通信与信息技术发展研讨会.