适于灾难发生后应急通信系统的设计.pdf

2008灾害应急与卫星应用研讨会 二、应急通信系统的要求 应急通信系统不同于日常通信系统，主要用于灾难时的应急通信，因此，它必须具备以下特性。 (1)快速部署和易于安装。灾难往往具有突发性，时间对于灾后抢险工作异常宝贵。因此，应 急通信系统必须能够被快速部署和安装，最好能够做到部署安装完毕后上电就能工作。 (2)系统健壮性好。诸如战争、洪水、雪灾和地震(余震)等灾难往往具有持续性，因此要求 应急通信系统的网络健壮性要好。即当系统的部分节点遭到破坏后，数据包能够自动使用备用路由 继续传输。 (3)结构灵活。灾难发生后可能面临着通信量骤增的情况。如果采用常规的单跳网络结构就可 能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。因此，应急通信系统的网络结构要灵活，设备可以通 过不同的节点同时连接到网络，保证网络通信量骡增时不会导致网络性能下降。 (4)支持多种业务。从前一段时问的汶川地震抗震救灾中可看到，我们需要多种信息来保障抢 险救灾的快速进行。这就要求应急通信系统能够提供移动电话业务、高速数据通信业务、无线定位 和寻呼业务等多种业务来保障抢险救灾。 (5)通信系统安全具有必威体育官网网址性。在经济全球化的背景下，随着通信技术的发展，信息安全显得 越来越重要。虽然应急通信系统是用来抢险救灾的临时通信系统，但通信系统是安全性仍不容忽视， 它必须具备一定的抗攻击和抗干扰能力，保证在抢险救灾时安全通信。 三、一种适于灾难发生后的应急通信系统 针对应急通信系统的要求，笔者参考了相关技术资料，提出了一种适用于灾后的应急通信方案。 该应急通信系统融合了卫星通信技术、无线Mesh技术和AdHoc技术的优势，使用无线Mesh技术和 AdHoc技术在陆地上迅速组建无线局域网，然后使用卫星通信技术将各局域网接入公用电话网(PSTN) 和互联网(Internet)，理论上能较好的满足灾后应急通信系统的要求。 1．系统组成和网络结构 整个系统由地球同步(GEO)通信卫星、地球站、无线接入点、无线路由器和终端用户／设备组 成，采用网状拓扑结构，可实现点对点和一点对多点通信。系统组成如图l所示。其中网控中心和 网关事先建在不易发生灾害的地方，并且要在全国各自建立几处备份，以防止灾害发生在网控中心 或网关设立地时导致网络通信中断。 143 2008灾害m急’JI’2J*用¨}¨台 图l系统纽成小意图 “，其打，扑结构呈格栅状，刚络结构如图2所示。州络的架设可以聚用自l一而下f～方法，即先布置 卫星小站和刚关，然后再设置无线接入点和无线路由器，蛀后终端投入使用：也可啦使用自下而上 的架设方法．终端先丌机使用组建AdHoc阿络，然后设霞无线路出器和无线接入点，最后^E置列关 自l架设卫星小站：当然也可使用混合方法架设刚络。 2008灾害m急≮lo星＆月f·0e 圈2无线Mesh刚络刚络结构图 2．系统工作原理 系统中的无线Mesh哪络既可以作为独立的局域州使用，槛币使用n星通信设施情况下实现局域 叫内高速通信，也可以通过通信n星和地面控制中心组成灾区广域网．实现整个灾吒内通信，由灾 医辑无线Mesh网络组成的广域网通过甲星链路和地面州关车门控制中心在多处接八地面公共电话搠 和互联州，实现灾区与非戎医的通信。在整个应急通信系统中，埘控中心和刚关是同定的基础设施， 所以系统必须在多处设有备份。 21无线Mesh网络 线接八点(AP)和完成协议转换．个AP能够在几十皇上百米的范罔内连接多个无线路山器(wR)， APf自主要作用是将无线叫络接八卫星通信了嘲，其次要将井个与wR相连的无线辑户端连接在一起， 使装有无线删卡的终端设蔷能通过^P共享卫星通信了州的资源。AP具有钳能性．在传统AP的基础 上增加了Ad hoc路由选扦功能和刚管功能．实现对无线接^埘络的控制和管理．将传统的钳能性分 散到接^点^P中．提高了嘲络的可延展性，在AP的下层配置wR．为底层怕移动终端设蔷(即用户) 提供分组路由和转拉功能，从AP下载井实现无线广播软件更新。根据斗时可使用的节点配置临时决 定转拉分组信