隨著通訊網路的發展和廣泛應用,人們對通訊網路的依存也越來越高。然而,突發事故引起的通訊終端也頻繁出現。此次武漢新冠肺炎疫情爆發以來,應急通訊網路系統的構建成為行業內關注的要點。其中,車載應急通訊系統作為應急通訊最為廣泛的一種應用手段,如何在此類突發公共衛生事件中進一步發揮作用,成為在疫情應急通訊應對中亟需面對的問題。
一、應急通訊的現狀和分類
1、應急通訊基本情況
近年來,各行各業基於自身行業需求的不同,紛紛在應急通訊方面加大了投入建設行業內部應急通訊系統,包括水利防汛、交通運輸、公安消防、公共衛生等領域。
目前專網行業應急通訊系統的應用,主要是為了提高出事現場的指揮排程能力,即時實現與指揮中心的通訊,有效提高當地的通訊排程能力。此次武漢新冠肺炎疫情爆發,面對這類突如其來的緊急疫情,牽涉到的武警部隊、衛生、交通、物資管控等部門和機構,在通訊指揮中都需要透過語音、電話、圖形、影片等業務。
應急通訊手段,在突發性自然災害或傳染性公共衛生疾病爆發時,能夠替代地面通訊系統受到破壞時使用,尤其在此次疫情當中,為避免感染者的二次傳染,無線通訊的方式成為重要的通訊渠道,讓醫護人員和應急救援人員得到了安全保障。
2、應急通訊分類
從工作服務型別來分,應急通訊主要包括了日常服務、及時應急(為突發事件提供保障)和戰時應戰。
從應急任務的性質來分,應急通訊可以分為應急服務和應急保障。其中,應急服務可以包括商業社會活動和內部的業務支撐。應急保障主要是體現在社會性的責任,包括重大通訊事故、突發公共衛生事件、戰爭軍事演習等。
從事件的歸屬來看,一是對外的事件保障,二是對內的時間保障。對內又包括了業務支撐、業務重大事故。對外主要是應對突發公共時間、戰爭、突發國事活動和商業活動等。
從功能上來看,應急通訊系統可分為:可獨立組網,即完成各種非常規情況下的應急機動通訊保障任務,替代各種運營商公眾陸地移動網中的故障移動交換局、故障基站(可參考北峰mesh無線自組網系統);此外用以增加各運營商公眾陸地移動網的容量和覆蓋範圍。
二、車載應急通訊系統的結構概況
1、CDMA網路基站子系統的結構
車載應急通訊系統由移動交換子系統和基站子系統組成,也可以根據需要只配置其中的部分網元,其他網元利用所使用地區的陸地移動通訊系統來完成。車載應急通訊系統採用CDMA制式,目前的車載應急通訊系統車身內大多隻配置了移動基站子系統。
CDMA無線子系統包括基站(BTS)、基站控制器(BSC)、分組控制功能實體(PCF)和接入認證(AN-AAA)等節點。
BTC主要負責無線網路管理、無線資源管理及移動性管理。透過碼速變換單元實現8K、13K、8K EVRC語音編碼訊號與64kbit/s PCM訊號的交換,協助完成BSC與MSC間的電路管理。此外,透過控制和支援BTS、MS的功率控制,與PCF配合完成與分組資料有關的無線通道控制功能。
BTS主要負責支援無線介面Um、提供CDMA系統正向和反向各種邏輯通道、提供全向或扇形小區覆蓋、正向通道功率控制和反向通道對MS的功率控制、空間分集和路徑分集接收和軟切換扥功能。
2、傳輸系統的多渠道應用
車載應急通訊系統的傳輸接入方式,可採用PCM 2M傳輸方式、HDSL傳輸方式、微波傳輸方式、光傳輸方式和衛星傳輸方式等。
根據需求型別和服務的定位,應用場景為高突發話務量,對傳輸寬頻的要求較高,且不在很偏遠地域使用的地方,一般採用微波傳輸方式或光傳輸方式加以實現,微波傳輸方式也被車載應急通訊系統廣泛應用。不過應對突發災難、重要任務保障等緊急情況時,往往會面臨傳輸資源匱乏、條件惡劣、微波和光傳輸方式無法使用等情況,配置衛星通訊系統可有效改善這類問題。
以衛星通訊方式為例,簡述應急通訊系統的傳輸原理
衛星車所載BTS的傳輸電路透過衛星電路回傳到各機動局所在地的固定地面站,再透過地面電路排程送到所接入的BSC,但具體送入哪個BSC 將主要取決於突發現場所處位置和BTS所選用的裝置。
選定衛星合適的頻段。由於C頻段屬於衛星通訊與微波通訊共用頻段,在很多地區都有4/6 GHz 微波通訊系統的應用。因此,可能存在的各類干擾較多;另外,相同增益的C頻段天線尺寸較大,不適合車載站的使用,但其受雨衰影響相對較小。Ku頻段作為衛星通訊的專用頻段目前較少存在訊號干擾問題,給固定站選址和車載站選擇使用場地都提供不少便利;Ku頻段的天線尺寸較小,適於車載站的使用,方便於車載站的安裝、運輸和調測,缺點是受雨衰影響較大,需要透過增大系統的餘量來補償雨衰的影響。由於應急通訊車一般是有人值守站,可隨時根據天氣情況調整系統發射功率。從維護、管理的角度出發,建議選擇使用Ku 頻段。
傳輸容量的考慮。衛星傳輸一般應用於常規傳輸手段無法解決的場景,如緊急任務、抗震救險、無覆蓋區,其對話務的需求量不大。一般可按1~2M考慮。
隨著通訊網路的發展和廣泛應用,人們對通訊網路的依存也越來越高。然而,突發事故引起的通訊終端也頻繁出現。此次武漢新冠肺炎疫情爆發以來,應急通訊網路系統的構建成為行業內關注的要點。其中,車載應急通訊系統作為應急通訊最為廣泛的一種應用手段,如何在此類突發公共衛生事件中進一步發揮作用,成為在疫情應急通訊應對中亟需面對的問題。
一、應急通訊的現狀和分類
1、應急通訊基本情況
近年來,各行各業基於自身行業需求的不同,紛紛在應急通訊方面加大了投入建設行業內部應急通訊系統,包括水利防汛、交通運輸、公安消防、公共衛生等領域。
目前專網行業應急通訊系統的應用,主要是為了提高出事現場的指揮排程能力,即時實現與指揮中心的通訊,有效提高當地的通訊排程能力。此次武漢新冠肺炎疫情爆發,面對這類突如其來的緊急疫情,牽涉到的武警部隊、衛生、交通、物資管控等部門和機構,在通訊指揮中都需要透過語音、電話、圖形、影片等業務。
應急通訊手段,在突發性自然災害或傳染性公共衛生疾病爆發時,能夠替代地面通訊系統受到破壞時使用,尤其在此次疫情當中,為避免感染者的二次傳染,無線通訊的方式成為重要的通訊渠道,讓醫護人員和應急救援人員得到了安全保障。
2、應急通訊分類
從工作服務型別來分,應急通訊主要包括了日常服務、及時應急(為突發事件提供保障)和戰時應戰。
從應急任務的性質來分,應急通訊可以分為應急服務和應急保障。其中,應急服務可以包括商業社會活動和內部的業務支撐。應急保障主要是體現在社會性的責任,包括重大通訊事故、突發公共衛生事件、戰爭軍事演習等。
從事件的歸屬來看,一是對外的事件保障,二是對內的時間保障。對內又包括了業務支撐、業務重大事故。對外主要是應對突發公共時間、戰爭、突發國事活動和商業活動等。
從功能上來看,應急通訊系統可分為:可獨立組網,即完成各種非常規情況下的應急機動通訊保障任務,替代各種運營商公眾陸地移動網中的故障移動交換局、故障基站(可參考北峰mesh無線自組網系統);此外用以增加各運營商公眾陸地移動網的容量和覆蓋範圍。
二、車載應急通訊系統的結構概況
1、CDMA網路基站子系統的結構
車載應急通訊系統由移動交換子系統和基站子系統組成,也可以根據需要只配置其中的部分網元,其他網元利用所使用地區的陸地移動通訊系統來完成。車載應急通訊系統採用CDMA制式,目前的車載應急通訊系統車身內大多隻配置了移動基站子系統。
CDMA無線子系統包括基站(BTS)、基站控制器(BSC)、分組控制功能實體(PCF)和接入認證(AN-AAA)等節點。
BTC主要負責無線網路管理、無線資源管理及移動性管理。透過碼速變換單元實現8K、13K、8K EVRC語音編碼訊號與64kbit/s PCM訊號的交換,協助完成BSC與MSC間的電路管理。此外,透過控制和支援BTS、MS的功率控制,與PCF配合完成與分組資料有關的無線通道控制功能。
BTS主要負責支援無線介面Um、提供CDMA系統正向和反向各種邏輯通道、提供全向或扇形小區覆蓋、正向通道功率控制和反向通道對MS的功率控制、空間分集和路徑分集接收和軟切換扥功能。
2、傳輸系統的多渠道應用
車載應急通訊系統的傳輸接入方式,可採用PCM 2M傳輸方式、HDSL傳輸方式、微波傳輸方式、光傳輸方式和衛星傳輸方式等。
根據需求型別和服務的定位,應用場景為高突發話務量,對傳輸寬頻的要求較高,且不在很偏遠地域使用的地方,一般採用微波傳輸方式或光傳輸方式加以實現,微波傳輸方式也被車載應急通訊系統廣泛應用。不過應對突發災難、重要任務保障等緊急情況時,往往會面臨傳輸資源匱乏、條件惡劣、微波和光傳輸方式無法使用等情況,配置衛星通訊系統可有效改善這類問題。
以衛星通訊方式為例,簡述應急通訊系統的傳輸原理
衛星車所載BTS的傳輸電路透過衛星電路回傳到各機動局所在地的固定地面站,再透過地面電路排程送到所接入的BSC,但具體送入哪個BSC 將主要取決於突發現場所處位置和BTS所選用的裝置。
選定衛星合適的頻段。由於C頻段屬於衛星通訊與微波通訊共用頻段,在很多地區都有4/6 GHz 微波通訊系統的應用。因此,可能存在的各類干擾較多;另外,相同增益的C頻段天線尺寸較大,不適合車載站的使用,但其受雨衰影響相對較小。Ku頻段作為衛星通訊的專用頻段目前較少存在訊號干擾問題,給固定站選址和車載站選擇使用場地都提供不少便利;Ku頻段的天線尺寸較小,適於車載站的使用,方便於車載站的安裝、運輸和調測,缺點是受雨衰影響較大,需要透過增大系統的餘量來補償雨衰的影響。由於應急通訊車一般是有人值守站,可隨時根據天氣情況調整系統發射功率。從維護、管理的角度出發,建議選擇使用Ku 頻段。
傳輸容量的考慮。衛星傳輸一般應用於常規傳輸手段無法解決的場景,如緊急任務、抗震救險、無覆蓋區,其對話務的需求量不大。一般可按1~2M考慮。