移动信息系统应急通信传输模式

刘博斐 刘伟 朱雨豪 廖光文

（中电科新型智慧城市研究院有限公司 广东省深圳市 518000）

1 概述

随着社会的进步、时代的发展，各种大型文体活动、重要大会及论坛的举办越来越多。在这些活动举办的同时必然将对举办地点周边区域移动通信系统造成极大压力，进而对电信运营商、公安警用移动网络等通信的应急保障能力提出了极大挑战。

1.1 解析常规应急通信体系

提到移动信息系统应急通信，普通人首先想到的是应急通信车。应急通信车，主要是在应急通信车内加载2G-BTS、3G-NodeB或4G-eNodeB和天线设备，用于因重大活动广泛聚集（如奥运会、大型户外晚会等）或突发事件造成某地域通信中断（如某地区移动通信天线塔台损坏）等非常规状况的通信保障。如图1所示。

撇开传输方面的因素，只要是应急通信车能开到的地方，就能在该地点为公众或专业人员提供应急通信保障服务。正是因为其机动灵活的特点，使得应急通信车成为了公众对应急通信保障最直观的认识。而应急通信车加上传输系统，也就构成了常规的应急通信保障体系。

1.2 引入应急通信新模式，更好满足客户的多元化需求

以应急通信车为核心的常规应急通信体系能够满足人们对应急通信的需求，但也有其弊端。最大的弊端就是它的成本。一台应急通信车价格少则几十万，多则上百万。应急通信车作为应急物资，很大一部分时间里它是闲置的，故而不可能采购很多，但采购少了，又不能应对应急通信的需求。这个矛盾就需要运营商或公安等部门思考应急通信的新模式。

现在的基站设备，无论是3G-NodeB或4G-eNodeB，已经告别了机柜模式，在设计上都采用BBU（室内基带处理单元）+RRU（射频拉远模块）的模式，而且重量和体积也越来越轻。这就为我们应急通信保障工作的开展提供了新的思路。如图2所示。

在应急通信保障工作中，应急通信车并不是必须的。可以通过充分利用现有的基站设备资源来开展应急通信保障工作。一台皮卡车、一台发电油机、一套BBU和RRU、一套带抱杆的天线、电源设备，再加上传输设备以及必备线缆，我们就可以组成一台简易的应急通信车。

这样一台应急通信车，不仅能够发挥专业应急通信车所能发挥的所有作用，而且由于使用运营商的备件资源，故而能够实现零成本。

2 应急通信传输创新模式分析

2.1 应急通信新模式探索必要性

2.1.1 适应发展趋势

随着通信技术的飞速发展，现今的通信基站已向小型化、节能化、灵活化发展。本文应急通信的新模式既是建立在这一发展趋势之上，而且由于所用设备能够随时更新，体现了这一新模式也是适应这一发展趋势的。

2.1.2 符合企业及有关部门需求

图1：应急通信车

图2：无线设备小型化

图3：应急通信案例卫星图示

图4：应急通信案例现场图示

运营商企业或是公安的有关部门都应该考虑如何降本增效。这一新模式使用闲置备品备件，不需要额外掏钱。这正是本文对如何降本增效这一最基本需求的探索和实践。

2.1.3 可操作易推广

本文提出的应急通信新模式，由于是使用我们网络运行所必不可少的备品备件资源，故而能够保证该新模式的通用。其推广实施不存在任何问题。

图5：传统应急通信传输方案

图6：引入无线网桥

2.2 应急通信各场景应用

针对不同的场景，应急通信做法不一样，归纳起来就两种场景：

（1）传输光缆可达；

（2）传输光缆不可达。

2.2.1 传输光缆可达场景应用

在传输光缆可达的场景下，一般采用BBU放置在就近基站，通过敷设临时光缆，进行RRU拉远的方式来实现应急通信。

下面本文通过一个电信运营商应急通信案例，来介绍一下这一新模式实施应用过程：

某省经信委在某风景区召开了“信息化进企业专项工作会议”。会议所入驻酒店是在一个山坳里，酒店两侧都有小山阻挡。如图3所示。

该酒店内无4G信号，但会议组织方需要电信运营商提供4G通信服务。收到相应需求后，当地电信运营商分公司立即向上级公司申请调用应急通信车，但上级公司反馈应急通信车都有外勤任务。而在距酒店直线距离500米处，有该电信运营商一处基站。

如图4所示，通过现场环境分析，该电信运营商决定利用最近基站中的BBU，采用光纤拉远的方式，在酒店上临时新建一个RRU，用以为酒店提供4G通信服务。

在经过简单规划后，技术人员用2个小时的时间临时敷设了一条基站至酒店的800米光缆，并开通了局房基站控制器至最近基站的临时电路，与此同时，技术人员在楼顶安置好了的带天线和RRU的抱杆，并利用壁挂式开关电源接通市电，为RRU供电。随后技术人员接通光缆，配置数据，用时不到1个小时，就调测开通了应急通信临时基站。

从上面的案例，我们可以看到，该新模式的主要做法并不是局限于车中，我们更多的做法是将车单纯的作为一个运输工具，摆脱车的束缚，应急通信的临时基站选址具有极大灵活性。

2.2.2 传输光缆不可达场景应用

在应急通信保障中，核心是传输系统，主要的瓶颈也在传输系统。传统上，我们采用与常规应急通信模式一样的传输系统（图5）：

在光缆不可达的场景下，一般使用微波通信[1]。这在2G时代和3G时代早期都是可行的方案，但在4G时代，由于移动宽带业务的迅猛发展，移动网络以语音为主转向了以数据业务为主。这就需要传输能提供E1接口（满足语音业务）的同时，还要能实现以太网业务的传输。为了适应这一新的业务需求，应急通信的模式也要做出相应的转变。这一新的业务需求在光缆可达的场景下是没有问题的，问题出在光缆不可达的场景下。

针对城市中光缆敷设困难的光缆不可达的场景，本文进行了相应探索。

如图6所示，引入无线网桥来传输以太网电路。无线网桥采用IEEE 802.11标准，满足用户业务的以太网无线接入需求，提供了廉价有效的传输手段[2]。例如5.8G无线网桥，可以在几公里到几十公里范围内实现两点间的无线通信，短距离还可以实现非视距通信。这类设备价格低，安装快捷方便，而且因为处于ISM频段，国家无委没有对其进行统一的分配，因此比较容易获得批准使用。但传统无线网桥一般不具备E1接口，只提供以太网接口，故而还是需要一套SDH微波设备来传输E1电路。

能否利用无线网桥提供E1服务呢？答案是肯定的。通过E1 over以太网接口转换器设备，可以在无线网桥建立的以太网链路上仿真E1通道。例如以色列REDWIN生产的支持2.4G和5.8G传输的RADWIN 2000 C系列，可提供高达300 Mbps的数据吞吐量和最多16路E1/T1信号。如图7所示。

图7：带E1转换器无线网桥组网

图8：替代方案一

图9：替代方案二

该方案对于E1链路的时延和抖动都是满足电信级需求的，唯一缺点是成本相对较高，一套4E1上下行带宽共200M设备需六万元左右，而16E1上下行带宽300M设备需十万元以上。

为了降低成本，在这里设计两个替代方案：

替代方案一：

如图8所示，在传统网桥与基站和应急通信BBU之间各加入一个分组网设备，来实现E1电路和以太网链路在一个无线信道中传输。这种组网方式理论上能满足E1电路对时延和抖动的需求。成本方面一套无线网桥加两套最低级的分组网设备，大概需三万元左右，而如果两套分组网设备利用备件资源，则成本只需一套无线网桥的费用，大约一万多元。

替代方案二：

如图9所示，利用E1转换器[3]和传统交换机，来实现E1电路和以太网链路在一个无线信道中传输。该方案相比方案二成本更低，应只需两万元左右，但对于E1电路的时延和抖动方面的影响，还需要具体验证。

我们预期，在光缆不可达场景下，应急通信实践以上方案，不仅能为用户提供传统的语音业务，也能为用户提供高带宽数据业务。

3 总结

综上所述，在移动信息系统应急通信工作中，不能墨守成规，积极探索应急通信的新模式和新方法，因地制宜，满足日益增长的应急通信需求的同时，切实实现降本增效。