从美国纽约的“9.11”事件，到英国伦敦的炸弹恐怖袭击，再到中国汶川的特大震灾，在突如其来的大型自然灾害和突发事件面前，公众通信网络受到了极大的挑战。公众通信网络的技术决定了，在像汶川大地震这样的突发事件中，如果不能合理安排话务流向和流量控制，不但用户会觉得关键时刻电话打不出，省外打不进，甚至影响到应急指挥、救灾、广播等重要部门的通信需要。
同样深受震灾之苦的邻国日本，目前已基本建立起发达、完善的防灾通信网络体系，如中央防灾无线网、防灾互连通信网等，对我国今后进一步完善公众通信网络和应急通信网络颇具借鉴意义。
在全球各地发生的地震、恐怖袭击等突发性大型灾难中，基站、天线、光缆等设备甚至机房直接被损坏，突发的巨大话务量超过了交换设备的设计极限值，是造成网络阻塞的主要原因。
此外，公众通信网是为常态社会生活设计的，其可以通话的资源远远小于用户数量和用户规模。从通过互联网检索到运营商公布的长途电路数据来看，四川联通有约500万用户，出省长途电路2.5万条，中国移动约2000万用户，出省长途电路50万条。四川总计近2500万移动用户中，仅有52.5万用户能够同时使用长途电话。突发型大型灾难发生后，几乎全网几千万用户同时使用电话，能够打通长途的用户最多仅占2.1%。在突发灾难面前，公众通信网往往心有余力不足，面对海量的话务冲击无法满足海量用户呼叫的需要。
此次地震灾区大面积断网的另一个重要原因是，在传输过程中大量使用光缆等有线传输。发生地震这类地质灾害时，光缆等有线传输手段很容易被损坏。中国移动四川省内二级干线光缆总长6039公里，中断3866.5公里，占64%;中国联通西安至成都两条长途光缆中的1条中断。
光缆中断后，维修时间长，在余震中又容易被再次损坏。这次汶川大地震中第一个被抢通的马尔康到理县到汶川通信光缆，在5月16日下午理县突发里氏5.9级强烈余震中再次被震断。采用传统有线传输保证网络连接的工程通信网，往往是一根光纤中断，则全部通信中断。
卫星通信在这次汶川大地震中发挥了积极的作用，但卫星通信资费高，国内卫星电话的通话费每分钟约为2元，海事卫星电话更高达每分钟20元;卫星电话受天气影响较大，信号不稳定，通话延迟时间较长。而且，卫星移动通信容纳的用户更少，大规模使用受限很多，无法规模推广。
公众通信网络如何应对突发大型灾害，是个世界级的难题
社会越发达，对通信特别是移动通信的依赖越严重。当大型自然灾害发生时，庞大的用户数量对通信网络的需求呈爆炸性的增长，而有限的现实通信容量远远不能满足这个需求。如何解决这个问题，即使在美国、英国等通信工业非常发达的国家，也还是一个难题。
2005年7月7日，伦敦遭遇了炸弹爆炸恐怖袭击，手机虽然显示信号满格，但是却无法正常拨打电话。其中，固网运营商BT(英国电信)的话务量为同比时段的两倍；而移动运营商Vodafone公司的话务量爆增250%，短信业务增长了一倍；Cable&Wireless公司经受了较平时近10倍的话务量的冲击，达到每15分钟30万次通话；移动运营商O2公司的当日话务量从通常的700万次通话跃升到1100万次，这增加的400万次通话主要都集中在突发事件发生后的几个小时内。这时，网络遭受的话务冲击是前所未有的。
此次汶川大地震中，灾区的公众通信网络也遇到了前所未有的挑战，灾后几大运营商的网络全线告急。
中国移动有4457个移动基站因断电、光纤中断等原因退出服务;震后大量用户在同一时间拨打手机，话务量较平时高出十倍，中移动四川公司有三台交换机发生拥塞；通往震中地区汶川、理县、茂县、北川、平武的光纤全部中断，汶川、理县、茂县、北川、平武成为通信孤岛。
中国联通的移动通信网络也受到了严重的影响：骨干环网西北环、九环线中断，汶川G、C两网全部中断;阿坝地区G、C两网约200个基站瘫痪；甘肃甘南地区4个县通讯中断;成都主城区的语音是平时的7倍；短信是平时的两倍，短信通信迟缓；陕西靠近四川地区约500个基站中断，8327个基站受灾，因基站退服影响到的用户达150多万户。
当大型灾害发生时，如何保证公众用户能传递有效的通信信息，保证应急通信信息的畅通及平衡网络的容量与话务量的需求，是中国乃至全球运营商亟待思考的问题。
完善应急通信网络的建设
在应对汶川大地震这种突发灾难时，及时、有效的保障通讯是当务之急??震中获得的一些经验教训，从建设和完善公众通信网络和应急防灾网络等全方位入手，提高特殊灾害时期的通信能力。
一、建设防灾通信网络
日本是世界上应急管理最富成效的国家之一，经历了阪神地震、新泻地震等自然灾害后，目前，日本已建立起完善的防灾通信网络，包括中央防灾无线网、防灾互连通信网等。由于自然地理的原因，加上无线通信技术的广泛普及，日本的防灾通信网络基本依托无线通信技术。它的经验和做法，对我们更好地把握应急通信网络的方向和趋势，加快建设步伐不无裨益。
“中央防灾无线网”是日本防灾通信网的“骨架网”。当发生大规模灾害时，或因电信运营商线路中断，或因民众纷纷拨打查询电话而造成通信线路拥塞甚至通信瘫痪时，用这一网[FS:Page]络接收与传输来自紧急灾害对策总部、总理官邸、指定行政机关以及指定公共机关的灾害数据。中央防灾无线网由固定通信线路(包含视频传输线路)、卫星通信线路、移动通信线路所构成。
除了“中央防灾无线网”，为解决出现地震、飓风等大规模灾害的现场通信问题，日本政府专门建成了“防灾互连通信网”，可以在现场迅速让警察署、海上保安厅、国土交通厅、消防厅等各防灾相关机关彼此交换各种现场救灾信息，以更有效地进行灾害的救援和指挥。
二、缩短通话时间，保障更多的人能够通话
在发生地震时，为确认亲属和友人是否平安，通信量会骤然增加。这时最易出问题的是移动电话网络发生拥塞现象。以2004年6.8级的日本新泻地震为例，日本某通信运营商的移动电话网在地震后的6小时内话务量高达平时的45倍，其中大多是从日本各地打往新泻地震灾区，这造成线路严重拥塞。除了线路拥堵，更为致命的是震后承载信息的网络基础设施受损，因断路等设备故障和长期停电致使基站退服，局部地区线路瘫痪。2004年新泻地震后有91个基站停止工作，影响了抗震救灾和用户的正常通信。针对这种情况，日本信息通信研究院就这一课题进行了立项研究。研究人员认为，为保障抗灾、救援、交通、通信、电力供应和维持社会秩序等重要部门的通信畅通，不仅可依照日本通信事业法的规定，对普通用户的通信进行控制，而且可通过限制通话时间减少拥塞。由于缩短了每次通话的时间，可保证有更多的人能够通话。
研究人员通过理论分析和计算机模拟，证明限制通话时间的方案切实可行。在控制通话时间时，要优先保证重要通信，对高优先级的通话基本不进行控制，对普通的移动通信进行限制。对于普通用户，手机短信和留言服务是提倡的应对方法之一。
三、多路接入系统，跨越不同运营商的通信网络
当然，仅用一、两种方法并不能从根本上解决问题。发生地震后，一些基站设备损坏而导致网络中断。然而各运营商通信网的状态各不相同。例如在2004年新泻地震时，有的运营商损坏了61个基站，而有的运营商仅有6个基站停止工作。此外各运营商网络的拥塞情况也各不相同。有的是平常的45倍，有的仅为平常的3、4倍。
从以上情况可知，在异常时期，可跨越不同的运营商的通信网络框架，利用相对不繁忙的线路，来保证重要通信的畅通。
日本信息通信研究院设计开发出了一种多路接入系统，使因基站中断所影响的通话通过使用其他运营商的基站进行传输，保障应急通信，使人命关天的重要通信能够畅通，从而减轻自然灾害的损失。
四、充分发挥广播网络的作用
震灾发生后，公众经受了极大的心理考验，都希望在第一时间获得有效的信息与帮助。因为缺乏其他的渠道，公众通信网络作为唯一的联系通道，承受极大的压力。特别是在我国，移动运营网络都规模巨大，像四川移动，全网约有2000万用户，在这种极端的突发事件面前，即使运营商尽最大的努力，保证了500万用户能够打通电话，可是，还有1500万用户无法打通电话。他们无法获得有效的信息和帮助，这个时候，政府部门启动紧急的广播预案是一个有效的经验。一方面，能够让民众获得有效的信息，另一方面，可以显著地减轻移动通信网络的压力。比如，在日本，每个人都常备一个收音机，收音机是自动激活的，当有紧急广播的时候，收音机会自动响起来播报最新信息。
信息技术发展到今天，实现更高效、更方便的基于手机的灾害广播是可行的。例如，让移动通信的协议支持广播功能，当灾害发生后，移动通信网可以广播及时、准确的灾害短信，且几乎不占用无线资源。再如，通过制定标准，让所有的手机均支持收音机功能，当灾害发生后，手机中的收音机模块自动打开，接收最新的灾害信息。
五、主动宣传 引导公众合理使用公众通信网络
截至目前，地震灾区的余震仍时有发生，稍有风吹草动，特别是传言，会在公众中引起极大的恐慌，从而造成公众通信网络的阻塞。对于公众而言：
首先，信息的获取以广播、政府的通告为主。政府也应该加大利用广播、电视等手段，把有效的信息传递给公众。也可以利用??息。
其次，在突发灾难发生后，用户可以优先使用短信进行沟通和联系，短信尽量的短。在收到短信后也应立即简短回复，让对方知道短信已收到。
再次，打通电话后尽量长话短说，以留出更多的通信资源，让更多的人打通电话。
最后，通信的方式上，可以借助互联网等新型通信手段，如通过QQ、MSN、Email等方式传递信息。
此次发生在四川汶川的8级大地震后，我们看见了各大运营商的快速响应机制，以及保证和恢复震区通信的积极努力。同时我们也应该清醒的认识到，公众通信网络在突发危机面前，发挥的作用是有限的。因此，借鉴其他大型灾害常发生国家的经验，结合我国自身的特点，通过政府来主导，制定一个适合常态社会且适合突发灾害环境的应急通信网络标准，是十分必要和有意义的。
作者：电子科技大学博士生导师、教授唐友喜
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