刘良桂
【应急通信,任重道远】 精选
2021-7-24 21:59
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【应急通信,任重道远】

连日来,河南多地突遭大规模极端强降雨,据工信部官网消息,截至238时,河南全省因暴雨灾害累计退服基站6.19万个,已恢复基站4.43万个(约占72%),仍有退服基站1.76万个(基站总数45.4万个,占基站总数的3.87%)。受损光缆3359条共3500公里,已抢修1599条共2291公里,影响固定网用户数32.6万户,移动网用户数97.7万户。暴雨导致电力供应故障是此次导致大面积基站退服的主要原因。

应该说,经过十几年的建设,我国的移动通信网规模已经位于世界之首,网络覆盖质量也不是一般的好,据说5G信号都上了珠峰,真正实现了任何人可在任何时候、任何地方与任何人进行任何形式的通信,但在重大突发自然灾害面前,比如汶川大地震以及此次的河南的水灾,通信系统屡受重创,给人民生活以及救灾带来诸多不便。

有线供电是当前通信系统的主要供电方式,也成为了当前通信系统的命门之一。为了摆脱市电的束缚,应急通信在理论上已经研究得非常彻底和成熟了,但要付诸于应用还任重道远。常见的应急通信手段有:

1.   移动Ad Hoc网络。Ad-hoc网是一种多跳的、无中心的、自组织无线网络,又称为多跳网(Multi-hop Network)、无基础设施网(Infrastructureless Network)或自组织网(Self-organizing Network)。整个网络没有固定的基础设施,每个节点都是移动的,并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种网络中,由于终端无线覆盖取值范围的有限性,两个无法直接进行通信的用户终端可以借助其它节点进行分组转发。每一个节点同时是一个路由器,它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。

2.   能量收集绿色无线网络。这种网络适合在丘陵、山脉、盆地和岛屿部署,因为在这些特殊的地理环境下,传统仅依靠电网供电的无线网络覆盖几乎不可能,只有通过利用太阳能或者风能或者地热能等绿色能源来发电从而为无线网络基站提供电能。但在网络的部署过程中,很多实际问题需要解决,比如:针对能量到达的动态性以及电池的储能特性,如何保障节点新能源收集和能量消耗之间的平衡;区别于单纯使用新能源的现有研究,如何从时间和空间两个维度研究能量收集绿色无线网络中新能源与电网能源的协同使用,以降低电网能量的需求,保障服务质量。

3.   临时移动基站。比如此次应用在灾区的翼龙无人机,就相当于一个搭载的移动公网基站,可以实现约50平方公里范围长时稳定的连续移动信号覆盖,可以替代原先覆盖该范围退服基站的工作。据报道,截至2120时,空中基站累计接通用户2572个,产生流量1089.89M,单次最大接入用户648个。这是一种很管用也很经济的应急通信方式,相比较而言,低轨卫星或者平流层气球平台也能充当这类角色,但要在地面上控制天上的卫星和气球平台,成本要大得多。

此次河南水灾导致的退服通信基站个数如此之多,确实罕见。这也从一个侧面说明通信基站的建设不仅要考虑全覆盖,而且要考虑基站的抗毁性、鲁棒性等其他因素。除此之外,其他的作为蜂窝通信补充的移动Ad Hoc通信等通信方式能否及时部署,也是考验一个通信系统是否健壮的重要指标。应急通信的发展,还任重道远。

另外,附一个tips:如果洪水或海啸或火灾来临使得手机没有信号,必然是通信基站不能正常工作,但此时有线网往往是正常的,你可以在家用有线网登录各种通信软件保持通信。这是因为,有线网络的交换机在县一级一般都是冗余备份的,而光缆或铜缆一般不会因为洪水出问题,只要交换机和光缆不出问题,正常通信就没有问题;这与地震不一样,地震导致断电不但使得基站退服,此外,地震的巨大能量往往还会损害光缆和铜缆,从而使得有线网无法正常工作。


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