移動信息系統應急通信傳輸模式

劉博斐 劉偉 朱雨豪 廖光文

（中電科新型智慧城市研究院有限公司 廣東省深圳市 518000）

1 概述

隨著社會的進步、時代的發展，各種大型文體活動、重要大會及論壇的舉辦越來越多。在這些活動舉辦的同時必然將對舉辦地點周邊區域移動通信系統造成極大壓力，進而對電信運營商、公安警用移動網絡等通信的應急保障能力提出了極大挑戰。

1.1 解析常規應急通信體系

提到移動信息系統應急通信，普通人首先想到的是應急通信車。應急通信車，主要是在應急通信車內加載2G-BTS、3G-NodeB或4G-eNodeB和天線設備，用于因重大活動廣泛聚集（如奧運會、大型戶外晚會等）或突發事件造成某地域通信中斷（如某地區移動通信天線塔臺損壞）等非常規狀況的通信保障。如圖1所示。

撇開傳輸方面的因素，只要是應急通信車能開到的地方，就能在該地點為公眾或專業人員提供應急通信保障服務。正是因為其機動靈活的特點，使得應急通信車成為了公眾對應急通信保障最直觀的認識。而應急通信車加上傳輸系統，也就構成了常規的應急通信保障體系。

1.2 引入應急通信新模式，更好滿足客戶的多元化需求

以應急通信車為核心的常規應急通信體系能夠滿足人們對應急通信的需求，但也有其弊端。最大的弊端就是它的成本。一臺應急通信車價格少則幾十萬，多則上百萬。應急通信車作為應急物資，很大一部分時間里它是閑置的，故而不可能采購很多，但采購少了，又不能應對應急通信的需求。這個矛盾就需要運營商或公安等部門思考應急通信的新模式。

現在的基站設備，無論是3G-NodeB或4G-eNodeB，已經告別了機柜模式，在設計上都采用BBU（室內基帶處理單元）+RRU（射頻拉遠模塊）的模式，而且重量和體積也越來越輕。這就為我們應急通信保障工作的開展提供了新的思路。如圖2所示。

在應急通信保障工作中，應急通信車并不是必須的。可以通過充分利用現有的基站設備資源來開展應急通信保障工作。一臺皮卡車、一臺發電油機、一套BBU和RRU、一套帶抱桿的天線、電源設備，再加上傳輸設備以及必備線纜，我們就可以組成一臺簡易的應急通信車。

這樣一臺應急通信車，不僅能夠發揮專業應急通信車所能發揮的所有作用，而且由于使用運營商的備件資源，故而能夠實現零成本。

2 應急通信傳輸創新模式分析

2.1 應急通信新模式探索必要性

2.1.1 適應發展趨勢

隨著通信技術的飛速發展，現今的通信基站已向小型化、節能化、靈活化發展。本文應急通信的新模式既是建立在這一發展趨勢之上，而且由于所用設備能夠隨時更新，體現了這一新模式也是適應這一發展趨勢的。

2.1.2 符合企業及有關部門需求

圖1：應急通信車

圖2：無線設備小型化

圖3：應急通信案例衛星圖示

圖4：應急通信案例現場圖示

運營商企業或是公安的有關部門都應該考慮如何降本增效。這一新模式使用閑置備品備件，不需要額外掏錢。這正是本文對如何降本增效這一最基本需求的探索和實踐。

2.1.3 可操作易推廣

本文提出的應急通信新模式，由于是使用我們網絡運行所必不可少的備品備件資源，故而能夠保證該新模式的通用。其推廣實施不存在任何問題。

圖5：傳統應急通信傳輸方案

圖6：引入無線網橋

2.2 應急通信各場景應用

針對不同的場景，應急通信做法不一樣，歸納起來就兩種場景：

（1）傳輸光纜可達；

（2）傳輸光纜不可達。

2.2.1 傳輸光纜可達場景應用

在傳輸光纜可達的場景下，一般采用BBU放置在就近基站，通過敷設臨時光纜，進行RRU拉遠的方式來實現應急通信。

下面本文通過一個電信運營商應急通信案例，來介紹一下這一新模式實施應用過程：

某省經信委在某風景區召開了“信息化進企業專項工作會議”。會議所入駐酒店是在一個山坳里，酒店兩側都有小山阻擋。如圖3所示。

該酒店內無4G信號，但會議組織方需要電信運營商提供4G通信服務。收到相應需求后，當地電信運營商分公司立即向上級公司申請調用應急通信車，但上級公司反饋應急通信車都有外勤任務。而在距酒店直線距離500米處，有該電信運營商一處基站。

如圖4所示，通過現場環境分析，該電信運營商決定利用最近基站中的BBU，采用光纖拉遠的方式，在酒店上臨時新建一個RRU，用以為酒店提供4G通信服務。

在經過簡單規劃后，技術人員用2個小時的時間臨時敷設了一條基站至酒店的800米光纜，并開通了局房基站控制器至最近基站的臨時電路，與此同時，技術人員在樓頂安置好了的帶天線和RRU的抱桿，并利用壁掛式開關電源接通市電，為RRU供電。隨后技術人員接通光纜，配置數據，用時不到1個小時，就調測開通了應急通信臨時基站。

從上面的案例，我們可以看到，該新模式的主要做法并不是局限于車中，我們更多的做法是將車單純的作為一個運輸工具，擺脫車的束縛，應急通信的臨時基站選址具有極大靈活性。

2.2.2 傳輸光纜不可達場景應用

在應急通信保障中，核心是傳輸系統，主要的瓶頸也在傳輸系統。傳統上，我們采用與常規應急通信模式一樣的傳輸系統（圖5）：

在光纜不可達的場景下，一般使用微波通信[1]。這在2G時代和3G時代早期都是可行的方案，但在4G時代，由于移動寬帶業務的迅猛發展，移動網絡以語音為主轉向了以數據業務為主。這就需要傳輸能提供E1接口（滿足語音業務）的同時，還要能實現以太網業務的傳輸。為了適應這一新的業務需求，應急通信的模式也要做出相應的轉變。這一新的業務需求在光纜可達的場景下是沒有問題的，問題出在光纜不可達的場景下。

針對城市中光纜敷設困難的光纜不可達的場景，本文進行了相應探索。

如圖6所示，引入無線網橋來傳輸以太網電路。無線網橋采用IEEE 802.11標準，滿足用戶業務的以太網無線接入需求，提供了廉價有效的傳輸手段[2]。例如5.8G無線網橋，可以在幾公里到幾十公里范圍內實現兩點間的無線通信，短距離還可以實現非視距通信。這類設備價格低，安裝快捷方便，而且因為處于ISM頻段，國家無委沒有對其進行統一的分配，因此比較容易獲得批準使用。但傳統無線網橋一般不具備E1接口，只提供以太網接口，故而還是需要一套SDH微波設備來傳輸E1電路。

能否利用無線網橋提供E1服務呢？答案是肯定的。通過E1 over以太網接口轉換器設備，可以在無線網橋建立的以太網鏈路上仿真E1通道。例如以色列REDWIN生產的支持2.4G和5.8G傳輸的RADWIN 2000 C系列，可提供高達300 Mbps的數據吞吐量和最多16路E1/T1信號。如圖7所示。

圖7：帶E1轉換器無線網橋組網

圖8：替代方案一

圖9：替代方案二

該方案對于E1鏈路的時延和抖動都是滿足電信級需求的，唯一缺點是成本相對較高，一套4E1上下行帶寬共200M設備需六萬元左右，而16E1上下行帶寬300M設備需十萬元以上。

為了降低成本，在這里設計兩個替代方案：

替代方案一：

如圖8所示，在傳統網橋與基站和應急通信BBU之間各加入一個分組網設備，來實現E1電路和以太網鏈路在一個無線信道中傳輸。這種組網方式理論上能滿足E1電路對時延和抖動的需求。成本方面一套無線網橋加兩套最低級的分組網設備，大概需三萬元左右，而如果兩套分組網設備利用備件資源，則成本只需一套無線網橋的費用，大約一萬多元。

替代方案二：

如圖9所示，利用E1轉換器[3]和傳統交換機，來實現E1電路和以太網鏈路在一個無線信道中傳輸。該方案相比方案二成本更低，應只需兩萬元左右，但對于E1電路的時延和抖動方面的影響，還需要具體驗證。

我們預期，在光纜不可達場景下，應急通信實踐以上方案，不僅能為用戶提供傳統的語音業務，也能為用戶提供高帶寬數據業務。

3 總結

綜上所述，在移動信息系統應急通信工作中，不能墨守成規，積極探索應急通信的新模式和新方法，因地制宜，滿足日益增長的應急通信需求的同時，切實實現降本增效。