几种应急通信手段现状分析及应急通信体系发展探讨

摘　要：本文对目前无线集群通信、短波通信、微波通信和卫星通信等几种应急通信手段的现状进行了简单分析，阐述了它们各自在应急通信中的使用情况，指出了它们各自的优点和缺点；同时，根据我国几种应急通信手段的现状，从体系发展角度提出了自己的一些意见。

关键词：应急通信； 突发事件；　突发灾害

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）06-172-003

一、引言

随着我国经济的持续高速发展和工业化、城市化进程的不断推进，人流、物流、信息流、资金流高度集聚，由此带来的社会不安定因素也在日益增加，经常会发生各类突发事件，如聚众闹事、生产事故、大型交通事故，甚至暴力犯罪、恐怖袭击等；另一方面，在人类生活中会遇到突发灾害，如必需面对的各类地震、雪灾、洪水、飓风等自然灾害频繁发生。出现突发性事件与灾害，会给社会生活、社会生产和社会稳定造成巨大损失和不良影响。为应对这些突发事件与灾害，综合组织利用各种资源保障救援、紧急救助，采取必要的通信手段或方法被人们称作“应急通信”。

应急通信具有时间的突发性和紧迫性、地点的不确定性、事态严重程度的不可预见性、现场与指挥中心信息的不对称性等特点。因此，应急通信应预防为主，建立起来的应急通信系统应具备小型化、快速部署、节能、可移动性、简单易操作。

目前，应急通信手段主要包括卫星通信、微波通信、超短波通信、短波通信等几种。其中，卫星通信包括C频段、Ku频段、L频段（海事）卫星通信和全球星手机等；微波通信主要包括无线集群通信（含转信通信）和音视频专用传输设备（图传设备）。下面对目前几种应急通信手段的现状进行简单分析，并对应急通信体系发展进行探讨。

二、几种应急通信手段现状分析

1.无线集群通信

无线集群通信源于专网无线调度通信。与专网调度相比，集群调度具有共用载频、共用设施（机房、移动交换机、基站、天线、电源等）、共享通信业务、共享覆盖区、分担费用等优点。它与公众移动电话的不同点在于以组呼为主，用户之间有严格的上下级关系，用户根据不同的优先级占用或抢占无线信道，呼叫接续快（300ms～500ms），且以单工、半双工通信为主要通信方式。紧急呼叫具有最高的优先级，用户按紧急呼叫键后，调度台有声光指示，调度员与组内用户均可听到该用户的讲话。这对指挥员及时了解和掌握突发事件现场情况，非常重要。

但是，集群通信需要建立很多基站，才能形成大范围通信网，而基站间的连接往往通过地下光纤或微波。对于光纤，一旦遇到台风、地震等自然灾害，就会立即中断，短时间内不能恢复通信（若有微波中继，这种情况可得到改善），这也是它的致命缺点。同时，它带宽窄，只能通话和传送短信，不能传输图像。因此，作为局部区域内的通信，集群通信是一种较好的通信手段，但作为指挥中心对远距离突发事件与灾害现场的通信，集群通信的使用局限性较大。

2.短波通信

短波通信是指工作频率为3MHz至30MHz的无线电通信，主要用于传送话音、等幅报和移频报。在传送电话话音时，采用振幅调制和单边带调制。一般分为便携式、车载式和固定式几种。具有体积小、通信距离较远、架设方便、机动灵活、受自然灾害影响小、重量轻、成本低、不需依靠额外的传输介质等优点，功率通常为数瓦至数十瓦。短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制制约的远程通信手段，一旦发生战争或突发灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。即无论那一种通信手段，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比。在山区、戈壁、海洋等地区，超短波通信覆盖不到，而短波通信成为主要依靠的通信手段。与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面，是组成国家、省、市（地）、县、乡通信网的有效手段。

尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，但短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步，这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，使之更加先进和有效，满足新时代应急通信的需要，在突发灾害救援过程中能发挥重要作用，其中以城市无线广播为主，非常适用于县乡一级的应急通信。另外，军用短波电台和业余电台在应急通信中同样能发挥作用。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候、太阳活动的强弱等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，同时，由于电离层经常发生快速的变化，使得收听短波信号经常出现类似海浪般忽大忽小的声音，形成难听的较大噪声，这是收听短波的一种普遍现象，即使在电子线路利用了自动增益来消除这种现象，但是在严重的情况下，仍会感觉出声音忽大忽小。此外，短波通信容易受到干扰，这些干扰包括夏天的雷电、电子日光灯、可控硅调光台灯、电脑、电视机、微波炉、电话线、大马力电机和各种机动车辆的马达、火花放电等。当然，这些干扰也同样会发生在任何频段上，只是短波的电波信号较微弱，而显得更容易受到影响，有时可设法找到这些干扰的来源并尽量避开。还有，短波通信带宽窄，传输数据速率低，不能同时传输话音、数据和图像，即传输的信息量有限。

3.地面微波通信

微波通信是用微波作为载体传送信息的一种通信手段。地面微波中继通信具有通信容量大、传输质量高等优点，但随着光纤通信的出现，微波通信在通信容量、质量方面的优势不复存在。然而，微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、洪灾以及地震等自然灾害，常常伴随着通信光缆的断裂。这时候，微波通信就能够大显身手，通过微波线路跨越高山、水域，迅速组建电路，替代被毁的支线光缆、电缆传输电路，在架设线路困难的地区传输通信信号。另外，在修复移动通信网基站、架设应急无线集群基站、联通交换机之间的E1电路等方面，地面微波也可以发挥重要的作用。

中国开发成功点对多点微波通信系统，其中心站采用全向天线向四周发射，在周围50公里以内，可以有多个点放置用户站，从用户站再分出多路电话分别接至各用户使用。这种点对多点的微波通信系统对于城市郊区、县城至农村村镇或沿海岛屿的用户、对分散的居民点十分适用，较为经济。

但是，微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。同时，由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡, 使用范围也受到一定的局限。此外，中继距离较短（50公里），如实现长途通信，需要建若干个中继站，中继站维护较为麻烦，若发生强台风、地震等灾害，其通信会受到一定影响。

4.卫星通信

卫星通信是（频率在300MHz至300GHz）地球站之间通过通信卫星转发器所进行的微波通信。当遇有紧急情况时，在没有任何地面通信设施的突发事件的当地及现场建立临时的通信链路，可为当地及现场提供临时性的应急通信服务。当遇有突发灾害，如地震、台风、水灾等而导致当地及现场的地面通信设施(如光纤/微波通信网、固定电话网、GSM/CDMA移动通信网、数据/视频传输网等)遭到损害而瘫痪时，可提供备份应急通信服务，以恢复当地及现场的正常通信状态。当遇有特殊情况而使当地及现场的地面通信设施容量不够使用时，可提供补充性的应急通信服务，以缓解当地及现场的通信压力。特别在面积大、地面通信线路不发达的地区，卫星通信手段更能提供性价比最优的解决方案。

与传统的地面通信相比，卫星通信覆盖面积大，不受地理条件限制，地面站设备构成简易、重量轻、体积很小、便于安装、容易操作，模块化结构便于组装，通信质量高，安全可靠，信息输送量相对较大（图像、话音、数据可同时传输），可直接链接用户终端，非常适合在重大突发事件与灾害发生和在地面通信网络瘫痪后保证通信畅通，使上级部门能够在第一时间获取现场信息，指挥相关部门及时开展应急救助工作，从而极大地减少突发事件与灾害造成的损失。

卫星通信主要用于长途通信，是利用高空通信卫星进行的接力通信。通信卫星通常可分为同步通信卫星和非同步通信卫星。其中，高轨道同步通信卫星是运行在约36000km上空的静止卫星。位于印度洋、大西洋、太平洋上空的三颗同步卫星，信号基本可以覆盖全球。通过同步通信卫星可以建立地球站之间的固定传输业务，这些固定业务包括图像、话音、数据等。地球站的组网形式有星状网、网状网和混合网三种。地球站建立形式，对于C频段，有固定式和车载静止式；对于Ku频段，有固定式、车载静止式、车载“动中通”和便携式。

非同步通信卫星为运行在500km至5000km上空中低轨道的非静止通信卫星，其轨道资源丰富，路径衰减小，传输时延短，从而能减小通信卫星和用户终端的体积，且也可降低成本，易于实现全球个人移动通信。运转在这种轨道层面的中、低轨道通信卫星，采用多颗小型卫星组成一个星座，如“铱星”系统、“全球星”系统、“奥德赛”系统、ICO全球系统和海事卫星通信系统，主要用于移动通信和全球定位系统。移动通信的主要业务是话音和数据，亦可以与互联网连接，进一步发展多媒体通信。由于受自然条件的影响极小，因此，移动卫星电话可以作为主要的救灾临时通信设备。

卫星通信虽然在突发事件与灾害的救援中发挥了重要作用，但也充分暴露出我国应急卫星通信系统建设存在的不足，主要表现是：没有自主的卫星移动通信系统，即是使用国外移动卫星电话，数量也不足，特别是县以下各级政府和应急搜救单位；由于缺少资金，不能实现对固定通信卫星的储备；由于受技术水平限制，没有自主的卫星宽带通信系统；由于未统一规划，卫星网络系统未形成规模化的全国网；广泛使用的Ku频段“动中通”体积较大，装车要求较高，带宽还不能完全满足应急通信需求。同时，还存在卫星通信地面设施配套不足、卫星通信地面设备的国产化水平较低等一系列问题。

三、应急通信体系发展探讨

1.做好规划，抓好顶层设计

我国国土面积大，各种突发事件与灾害多，国家统一规划应急通信系统建设很有必要。做好规划，要由国家政府部门统一组织，集公安、消防、人防等政府部门的行政人员和大学、研究所的专家参加，既要有通信专家参加，还要有公安、消防、人防等各种搜救专家参加。要根据全国各地不同地区的地理特点、人员分布特点、城市特点及环境特点等，拟制出符合实际需求的规划，即做好集群通信、短波通信、微波通信、超短波通信和卫星通信几种手段的建设技术方案，明确国家级、市级（地级）、县级和乡级的主备用应急通信手段。设计好全国应急通信主干网的组网形式、拓扑结构、带宽和接口及其它要求，使公安、消防、人防等应急通信系统形成一个独立于公网之外的多个不同功能的专网，具体专网数量的确定，需要进行详细论证，也许公安、消防、人防等需要各自独立建立专网，也可能几个部门合在一起统一建设专网，总之，国家应急通信网建设是一项系统工程，涉及的问题很多，非常复杂和艰巨。

2.制定标准，系统建设规范

从新中国成立以来，我国应急通信系统建设在不断完善之中，对一些突发事件与灾害，应急通信的使用已积累了相当丰富的经验，如汶川大地震中一些地区的应急通信设备在抢险救灾过程中发挥了重要作用。但是，灾区一些地方急通信系统的薄弱环节也体现得淋漓尽致。表现为应急通信设备数量配备不局、设备配备单一、设备互连不上、人员操作不熟练等问题。因此，很有必要清理目前各部门制定的应急通信标准，全国制定统一的应急通信标准，这些标准包括集群通信、短波通信、微波通信、超短波通信和卫星通信设备的生产标准（功能、技术指标等）、工程建设标准（网络结构、业务等）、组织指挥模式标准、使用要求标准等。

2010年1月，CCSA应急通信特设任务组(ST3)在北京召开了第3次会议，审查通过了国家第一部应急通信标准，即“不同紧急情况下应急通信基本业务要求”行标草案送审稿，这标志着我国应急通信系统的建设更加规范。