突发事件中应急通信保障方法研究

2021-03-26左晓云陈明黄炳豪

电子元器件与信息技术 2021年2期

左晓云，陈明，黄炳豪

（中国人民解放军雅安某部队）

0 引言

“5.12”汶川大地震、“4.20”芦山地震，使人民群众的生命财产受到了巨大损失，我部闻令而动，两次深入灾区，最先完成了灾区和外部的通信连接，建立了应急通信保障指挥所，确保灾区和抗震救灾指挥部音视频连接通畅，保障了抗震救灾各项工作顺利进行，得到了上级首长和人民群众的首肯。应急通信保障地位日渐突出，完善应急通信保障的相关手段要求日益迫切，为此，我部对应急通信保障进行了专项研究[1]。

1 应急通信保障概念及特点

应急通信保障为应对自然或人为突发性紧急情况，综合利用各种通信资源，为保障紧急救援和必要通信而提供的一种暂时的、快速相应的特殊通信机制。对部队而言，应急通信保障涉及的业务有：语音、传真、短消息、图像和视频，还有专用的指挥平台，所以要综合利用多种技术，卫星链路、微波链路、有线链路、无线链路，确保通信畅通[2]。

应急通信保障的主要特点主要有：一是突发性，无法预计灾害发生的时间和地点；二是地理环境复杂性，灾害发生时，一般固定电源被毁，无法取电，依靠救援车载发电，这就对应急通信设备要求有较高的电源适配范围，因为环境无法设定，也就要求设备便于携载、转移和展开；三是时限性，要求反应时间足够快，展开迅速，可以快速恢复基本通信。这就要求应急通信设备组网灵活，可以快速部署设置[3]。

2 应急通信保障的手段

2.1 KU波段卫星及北斗手持用户机保障

首先联通KU波段卫星，保障卫星通话正常，迅速将卫星电话接入程控交换机，通过程控交换机保证临时指挥所内局域网电话出局，并可通过自带的RS-232口连接PC电脑，进行简单的报文传送，缺点：报文传送和出局通话不能同时进行，且后方指挥所同样要架设KU波段卫星才可接收报文。北斗手持机可提供全天候、高精度、实时准确的定位服务，可连续传送120个汉字的相关信息，短信时延3S左右，能进行手动、自动和紧急定位，定位时延1S左右。我部两次抗震救灾，迅速通过KU波段卫星和北斗手持机组成临时指挥所应急通信保障，首先确保了与后方指挥所联通，并通过北斗手持机指挥到每一个执行任务的分队[4]。

2.2 通过微波中继保障

微波通信的主要特点有：频带宽，可容纳同时工作的无线电设备多、受外界干扰小，信道稳定可靠、机动性能好，架设到通信车上可迅速机动转移，能克服不利地形带来的影响。一般距离45公里左右需设立一个微波中继站，微波设备主要有模拟和数字之分，模拟微波系统每个收发信机工作在60路以上，数字微波系统应用数字复用设备按时分复用组群，一次群30路，二次群120路等等。微波通信可以再相关口子上加入保密机进行加密和解密，主要保障音视频传输，能快速、准确的将不适合公开的图像、视频等相关数据从现场传送到后方指挥所和领导决策机关。可以完全保障临时指挥所应急通信的话务、音视频、网络需要[5]。

2.3 短波跳频电台组网保障

无线电台主要分为超短波跳频电台和短波自适应跳频电台，其中超短波跳频电台具有语音和数据传输的功能，能满足应急通信保障组成无线网络的需要。跳频电台可以根据跳频表组成各种通信网，需要预先设置调频表，用户根据需要选择某个通信网加入，但不能实现路由的自动切换，需要另一个通信网时，需要更改调频表，且使用跳频电台进行组网，在跳频工作的方式下，电台是进行数字信号传输的，定频信号和信道参数不同，定频信号只要电台频率或通信双方频率相同就可通联，只要频率相同越级接入时也能正常通信。跳频方式则不同，频率表相同就成为了调频方式可实现通联的基本要求，还必须跳频模式相同，也就是网号和跳频密钥一致才能通信。定频多网通信则不同，在跳频中，某个通信网一般占用数十个频率资源，必须采取一定的措施，否则频道的利用率大大降低，且某个频率在各通信网中反复出现，就会出现无限干扰，无法正常通信，因此，采用正交跳频体制，解决了频率重复使用的问题[6]。

频谱多、电台转型多，使用动态路由（RIP），通过实时维护修改，能很好的追加或去掉路由，使用更便捷。而使用无线超短跳频电台组网，则需要关掉跳频电台，重新添加或删除路由，再重启设备。但动态路由在实际操作中，因用户终端需要随时访问，掉跳频电台会不断发送路由信息，造成网络拥塞或频谱资源浪费。此时如果更改动态路由为定时修改路由，又无法满足用户端随时访问的使用需求。因此，我们采用了IP组播通信，每级网络和IP组播组刚好相互对应，一级指挥网作为一组广播组。在抗震救灾的保障中，采用IP网络技术、电台跳频组网、组播技术等，将各个无线局域网切分为多个组播组，任何一个用户可以随加入或退出某个无线局域网，且用户加入一个组播组，即为这个组播组的成员，相关信息就会在这个组播组内传递，非组播组的成员，也可以向该组发送信息，也便于与其它网络互联，与友邻用户达到资源共享，实现网络通信[7]。使用短波跳频电台组网，有利于通信安全保密，加载保密机后，保密能力大大增强，可以架设有一定密级的信息指挥系统。

2.4 有线环境下综合组网保障

在有线环境下，主要考虑业务集成，这样才能迅捷高效，我部使用两个三层交换机综合视频会议、指挥专网、军事综合信息网、IP电话及传真业务，开设方便，效率较高。主要利用Vlan口、Trunk口、Hybird口的相关特性综合组网，完成网络、电话、音视频的保障任务，同时架设一体化平台指挥系统。其中，其他用户节点在条件允许情况下可以是无线传播链路。

3 未来应急通信保障方式展望

应急通信车在应对抢险救灾、处置突发事件中起着重要作用，是最典型、最广泛的应急通信系统平台。其主要特点有：自带电源装置、部署开通迅捷、机动性能高、调度方便、与现有通信网络接入方便，是应急通信保障的首选，它将是未来应急通信保障的关键手段。

3.1 应急通信车的基本功能

应急通信车种类繁多，基本功能包括：伴随保障，保障在途中提供语音、视频和数据业务，若利用卫星业务作为中继站，实现与其他网络连通，保障动中通信；能够在现场独立组网，可以在现场迅速展开，建立自己独立的通信局域网，保障现场需要；能够与现场通信网络互连，组成通信集群；能提供传真、复印、扫描、广播、音视频传送等基本功能；设备要具备可扩展性，通信电子产品更新速度较快，因此设备必须具有一定的可扩展性和可替换性。

3.2 应急通信车设计基本要求

应急通信车应用环境比较特殊，这就要求其传输系统尽可能的选择多种接入手段，可融合光传输、微波传输、无线以太网桥传输、卫星传输、短波传输等手段，适应复杂环境的使用。电源系统的设计必须依靠传输系统设备要求，一般主要有：外接市电供电、油机供电、车载后备电池应急供电、车辆硅整流发电机供电等手段。此外，应急通信车应该有良好的接地系统和防雷系统，车厢和底盘也要有相应的要求。