应急通信基础
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1.1 应急通信简述
• 应急通信是什么？ • 应急通信的定义
– 中文名称： 应急通信 – 英文名称： emergency communication – 定义： 在保障战备、抢险救灾、出现恐怖事件和
通信网故障时，能临时、机动地提供应急服务的通 信方式。 – 应用学科： 通信科技（一级学科）；网络安全 （二级学科） – 由全国科学技术名词审定委员会审定公布
网络拥塞 网络容量与负荷的关系
Network Capacity
Offered Load
Carried Load
应急场景的网络拥塞
• 所谓应急通信的场景，是在突发事件出现以后，因两个因素导 致的网络拥塞：
• 第一个因素是由于通信量的急剧增加，通信网络的通信能力不 足，导致的通信网络拥塞；第二个是由于通信设施的损毁或规 模不足，相对于较大通信请求量的网络通信能力不足，导致的 通信网络拥塞；严重的网络拥塞，最终导致网络瘫痪。
通信话务量和话务工程
交换机
应急场景与网络拥塞
中继线 A 用户线
交换机 C
D
交换机
中继线 交换机
交换机 B
用户线
• 话务工程（Teletraffic Engineering）或流量工程（Traffic Engineering），在网络规划、运营保障中发挥作用；
• 网络资源线路和端口的复用，在业务量急剧增长的情况下， 网络将出现拥塞，甚至瘫痪。
• 网络中心化系统的健壮性（Robustness），相关的特性就是生 存性与抗损毁性（Suvivability），成为重要的指标要求。
• 网络化的组织健壮性受到四个方面的约束：
– Component-Level Constraints（组成部分层级的约束） – System-Level Constraints（系统层级的约束） – Protocols（协议的约束） – Emergent Constraints（应急的约束）
1.2 应急通信的技术特征
• 从技术角度了解，应急场景下通信的技术特征，为什么需要应 急通信系统。
• 关于网络业务流量的基础认知： • 以电话通信为例说明终端、交换机所构成的简单通信网络； • 以一个住宅楼为例说明话务集中比的概念，引入话务量，随机
系统和话务模型、泊松过程，负指数分布，爱尔兰公式、忙时 话务量和呼损等指标； • 公众通信网络中话务集中模型，网络容量/能力和网络成本之间 的关系。通信网络中的规划、设计、建设、运营、优化的各个 环节中，业务流量的变化，网设备和网络链路/路径中的集中比， 成为通信网络中的普遍课题。 • 一般通信系统输入的业务负荷与输出的有效吞吐量之间的关系； 了解线性增长区间；0.7个爱尔兰相关的非线性区间；拥塞和网 络瘫痪。
1.3 应急处理与应急通信
1.3 应急处理与应急通信（1）
• 应急处理的三个环节：事前、事中和事后；应急通 信的在三个环节的对应工作。
• 事前主要包括几个方面：
– 规划、宣传和培训，预案、设计（典型方案）。
• 事中主要包括几个方面：
– 响应，组网、保障、调度和优化，扩容。
• 事后主要包括几个方面：
应急通信指挥系统 关键技术与应用
第一部分
应急通信概述 魏更宇
工学博士
突发事件和应急通信
第一部分 应急通信概述 目录
• 一、应急通信简述
– 1.1 应急通信是什么？ – 1.2 应急通信技术特征 – 1.3 应急处理与应急通信技术
• 二、国内外应急通信的发展
– 2.1 国外应急通信系统的情况 – 2.2 国内应急通信系统的情况 – 2.3 应急通信面临的挑战
1.3 应急处理与应急通信（2）
• 现代应急处理的哲学与渊源
• 1990年代，美军提出的网络中心战 （Network Centric Warfare）； 提出了以网络为中心架构（Network Centric Architecture）的信 息共享和指挥体系，强调了对网络和信息的依赖，强调了快捷 和精确打击。
• 无论是电话网、移动网，还是互联网，或者集群通信、卫星通 信网，都可能出现这种网络拥塞的情况。由于突发事件的偶发 性、用户通信呼叫的自主性和随机性、应急场景时出现网络瘫 痪是大概率事件，甚至是必然事件。
• 应急通信的目的是为了有效地支持应急处理，因此，现代的应 急处理已经从被动响应式，转变为事前、事中和事后三个阶段 的处理。应急通信也需要进行事前、事中和事后的网络通信的 规划和建设。
一般意义的应急通信：
• 应急通信一般指在出现自然的或人为的突 发性紧急情况时，也包括重要节假日、重 要会议等通信需求骤增时，综合利用各种 通信资源，保障救援、紧急救助和必要通 信所需的通信手段和方法；应急通信是一 种具有暂时性的、为应对自然或人为紧急 情况而提供的特殊通信机制。
• 严谨地讲：突发公共事件后，为处置事件 提供的通信保障。
• 网络化的世界，应急能力是一项基本要求。
2.1 国外应急通信系统的情况
• 美国9.11恐怖袭击事件发生后，美国国家应 急通信系统建设全面展开。
– 9.11事件的简要过程； – 第一起飞机撞大厦的时间，求救和逃生的过程； – 第二起飞机撞大厦的时间，求救和逃生的过程； – 纽约的911呼叫中心、警察、消防、医疗急救
• 安抚和建设，保障和网络建设。
• 应急通信应该从网络规划开始。目前是否进行规划、如何进行 规划？
• 网络建设和运营商的资本实力，社会的经济发展水平和应急通 信的需求，国家的法律法规制定情况，政府的规章制度等。
• 应急通信系统的规划，依赖于既有的网络类型、通信能力、技 术水平和积累的经验。目前关于应急通信的网络规划是第一个 薄弱环节。
中心的响应情况，响应及时，积极救援； – 9.11事件的人员损失情况：死亡近三千人。上午（北京时间9月11日晚上），美国纽约和华盛顿及 其他一些城市相继遭受恐怖袭击，下面是遭受袭击的大事记（以下时间为美 国东部时间）：
• 8点45分：一架从波士顿飞往纽约的美国航空公司（American Airlines）的波 音767ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机（航班号Flight 11）遭挟持，撞到了纽约曼哈顿世界贸易中心南侧 大楼，飞机“撕开”了大楼，在大约距地面20层造成滚滚浓烟，并发生爆炸。
