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通信专家李进良谈突发事件中公众移动通信网络

  目前我国移动电话越来越多,普及率越来越高,人们对于公众移动通信网络的依赖性也越来越强,手机已经成为人们生活中不可或缺的重要工具。5月12日四川汶川发生8.0级特大地震,灾区的人们纷纷拿起手机,迫切的希望与亲朋好友沟通交流,却发现关键时候,手机很难打通。

人们不禁产生了疑问:在突发事件中,公众移动通信到底能够起到什么作用?为什么平时畅通无阻的网络在关键时候却不通了?带着这些疑问,记者采访了业界著名通信专家李进良。

  记者:512四川汶川大地震的损害之大,波及范围之广是前所未有的,我们的公众通信网络受到了极大的挑战。据了解,地震发生的几个小时后,四川的手机接通率下降到日常平均值的一半左右。为什么平时畅通无阻的电话,关键时候打不通呢?

  李进良:和专用应急通信网络不同,公众通信网络包括我们常说的固定电话网、移动电话网。它在设计之初就有一个“收敛比”的概念。顾名思义,收敛比是指可以同时接通电话的数量和用户数的比例,这个比例是基于一定的统计学上的方法统计出来的。在固定电话网络中,收敛比一般为1:4,比如说一个固定网络通信网络运营商一共有100万用户,那么只有25万人能够同时打通电话。在公众移动通信网络中,这个收敛比会更低一些,收敛比一般要达到1:20左右,也就是100万用户只有5万人同时打通电话。而专用应急通信网络中,收敛比最高可以做到1:1,也就是说,每个用户都能够同时接通电话。相比于专用应急通信网络,公众电话网络的设计是在满足人们日常通信需求和运营商经营成本之间的一个平衡。

  不仅如此,在公众电话网中,长途电路数量也是根据用户的呼叫习惯和方式,进行规划配置的。简单地说,也是按照用户的使用概率,进行统计分析,实际配置的资源,也是远远小于实际的用户数的。在紧急情况下,突发使用网络的用户数大大超过通信系统可以接通的数量,就导致长途电话不通。

  这次汶川大地震过后,在成都等地,主要还是因为要打电话的人远远多于通信系统能够接通的数量,而导致电话无法接通。比如,四川省全省配置了五十万条出省的长途电路,这就意味着,四川省几千万人口只有五十万人能够同时作为主叫和被叫打通长途电话。但是地震发生后,当时四川移动运营商的话务量上升到日常的10倍以上,全国拨打四川的呼叫次数为平时的17倍,其中广东部分地区拨打四川甚至为平时的近1000倍。成千上万的人,同时借助公众通信网络联系,于是人们普遍感觉到电话没有平时好打,总是打不通。

  记者:这种情况下,是否意味着移动网络更难以打通电话?

  李进良:移动网络和固定网络技术上是完全不同的,理论上讲,固定网络用户的数量可以无限大,而移动网络受制于无线频率有限的原因,在同样的覆盖范围内,能够同时接通的电话数量是有限的。在技术上,运营商往往选择在单位面积里多部署基站的方式,来增加可容纳的用户数量。由于覆盖的方式很象蜜蜂的巢,因此也被称作蜂窝移动网络。从覆盖的角度来说,基站当然越多越好,但是基站越多,网络就越复杂,基站之间的干扰也更严重,因此,组建一个大规模的移动网络在技术上往往是困难和复杂的。

  例如在成都市区,一个基站大概能够覆盖0.3平方公里左右,平均按12载频来配置,也就是有96个信道,其中包含了12个公共信道和84个业务信道,也就是说最多同时只能容纳84个人同时通话。正常情况下,用户在同一时刻拨打电话的可能性非常之小,所以理论上,这样的通信能力,是可以满足大约支持1800个左右手机用户通信的需求。在紧急情况下,这1800个用户都要使用移动网络,可是只有84个人能够打通或者接听电话。

  像这次地震,所有的人都从室内跑到开阔的地方,每个人都要通过手机通信,这时,用户数量远远超过1800,而通信信道还是84个,接通一个电话,就成为一件非常困难的事情了。于是就出现了这样的情况:用户越多的地方,电话就越难打通。用户规模越大的网络,受到的影响也越大。

  记者:也就是说公众通信网络的资源是有限的,在突发事件中无法满足所有需求,那请问一下李教授,这种情况下,能够有什么办法尽快恢复通信呢?

  李进良:当到达通信网络的需要接通的用户请求,远远超过系统所能够接通的能力时,为了保证通信网络的安全,避免系统完全中断服务,通信网络系统会自动启动一个“流量控制”机制:通信系统会放弃处理部分呼叫,保证系统通过的呼叫按照设计容量得到正常的处理,这也是保证通信设备继续运转的一种自我调节的能力。这个机制和我们日常生活中,看到的红绿灯很类似,通过延长某个方向红灯的时间,来缓解车流量太大的压力。

  无论是无线基站还是核心交换网都会在发生拥塞时根据各自的处理能力,启动流量控制处理,简称“流控”。按照业务接入和处理的顺序,首先是无线网路进行拥塞控制,对于被流控的呼叫不会送到核心网,没有被无线流控的呼叫到达核心网后,会根据核心网拥塞情况再次进行流控处理,只有两者都判断通过的呼叫才能成功的接通。

  通常这种情况下,人们第一次电话打不通,是习惯于不停的继续拨打,直到打通为止。在紧急情况下,这种行为提高了业务请求,恶化了高话务量的状态,甚至在有些特殊情况下,会最终导致通信系统完全中断。例如在2001年的9•11恐怖袭击中,纽约和华盛顿特区的有线、无线商业电信系统都受到损害。 “谁也不知道指望什么”。在飞机撞楼之后数小时里,美国纽约地区的常规通信陷入了前所未有的困境:固定电话、移动电话、寻呼机都因严重超负荷而无法使用。离事件中心五十英里范围内的电话都拨不出去,互联网服务也出现了大塞车现象。在这之后的一段时间里,由于持续大量的呼叫涌入,曼哈顿地区的电话“经常要拨十五至二十遍才能接通”。

  记者:那么国外运营商在面临突发事件时,一般会采取哪些措施?

  李进良:这样的例子很多。比如2005年,在英国伦敦发生了震惊世界的爆炸案,短短几个小时,伦敦的四个地铁及车站发生爆炸。因为无法劝阻公众像浪潮一样的拨打电话,英国警方命令当地移动通信运营商停止给爆炸车站方圆1公里内的所有公众用户提供移动服务,导致这些用户接近5个小时无法通过手机与外界联系。因为运营商只有这样才能保障警方以及相关部门的通信畅通无阻。

  再比如2005年美国的卡特里娜飓风,当时包括佛罗里达州在内的两个州通信系统严重损毁,由于拥塞等情况的出现,300万用户电话呼叫困难,2500多万个呼救电话无法接通。

  公众通信网络在突发事件面前都是非常脆弱的。这就好比一条高速公路,原本的设计是八车道通行,突发事件发生后,成千上万的车辆都堵在收费站,都要开进去,结果是谁也走不了。在突发事件面前,全球运营商面临着一样的风险和挑战。

  记者:我可以理解为什么在成都等地,有时候电话能打通,有时候打不通了,那么在汶川、青川这些重灾区电话不通是因为什么原因呢?

  李进良:在汶川、青川这些重灾区,基站遭到很严重的损毁,“皮之不存,毛将焉附”,机房倒塌了、电源没电了,网络自然通不了。

  基站是一个复杂的系统,包括机房外的铁塔、天线,还包括基站主设备及电源、传输、蓄电池等配套设备,哪个部分出问题都是不行的。此次地震中,除了有铁塔、天线等的损坏导致基站不能通话外,一个很重要的原因就是传输光缆完全中断,光缆中间有一处断了,就会造成这条光缆所带的多个基站不能工作。电源的中断也是一个原因,由于地震造成了电力系统的大面积损毁,而基站的蓄电池的供电时间是比较有限的。在地震发生后,基站的话务量激增,比平时用电更多。很多人还没有打通电话,蓄电池已经没电了。在发生这些严重损坏的情况下,需要及时的抢险修复。

  在此次大地震之后的抢险救灾工作中,几大运营商都发挥了积极的作用,他们冒着生命危险,不怕流血牺牲,奋勇赶赴一线重灾区,全力以赴的修复通信,让重灾区的人民在很短的时间内恢复了通信,让抗震救灾的工作得以有序的展开。当时的情况下,抢通就是抢救生命啊!这次,中国移动就有一名优秀工程师,在抢通灾区通信设施的过程中不幸殉职。

  记者:的确,在这次抗震救灾过程中,各大运营商都涌现出了一批不怕牺牲、勇于奉献的英雄,历史将铭记他们。

  我想问你一个问题,公众通信网络在面对突发事件时,您也提到由于体制、技术等原因,会发生大面积拥塞的情况,那么我们有没有相应的补救措施呢?

  李进良:有的,在交通运输通畅的情况下,应急通信可以通过卫星中继加应急通信车的手段,来满足大型活动和突发事件中的通信需求。地震之后,中国移动和中国联通都迅速从成都以及各省调集了几十辆应急通信车紧急开往灾区。但毕竟应急通信车数量是有限的,只能解决部分问题,如果发生类似地震这种重大的自然灾害,覆盖面大,受害人口多,应急通信车的覆盖面积、容量等都不能完全满足需求。

  所以建设一套独立的应急通信网络是非常有必要的。刚才我说过应急通信网络的收敛比可以达到为1:1。这套系统虽然平时成本高,基本没有经济效益,但是关键时刻能够发挥巨大的作用,体现巨大社会效益。

  我认为该网络应该由政府为主导,对应急通信系统的建设进行宏观调控和合理布局,综合各运营商的意见,结合不同的特点形成各种方案,以较低的成本,建设数字集群等多种应急通信系统相结合、能够反应迅速、抗毁性强的系统。政府可以把应急通信系统分配给各运营商使用,并制定相应的管理方案。在遇到紧急情况时,政府迅速启动应急预案,统一调度各应急通信设施,从而达到最佳的应急效果。毕竟,公众通信网络在这种突发事件面前还是十分脆弱的。

  记者:谢谢李教授,您认为在这样的关键时刻,我们公众能够做什么?

  李进良:在目前我国还缺乏专用应急通信系统的情况下,我们公众首先应该减少不必要的电话,长话短说,这样就可以把有限的通信资源留给更需要的人。在遇到打不通的情况下,要避免不停的重拨,如果可以,尽量短信联系,以节省通信系统的资源,毕竟短信消耗的资源是远远小于通话的。这次,中国移动以及很多业界知名的专家非常及时的号召用户减少不必要的电话,将宝贵的信道资源留给最需要的人,我们可以看到,这些呼吁带来了良好的效果。

  

(责任编辑:Ann)

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