应急通信的过去、现在和未来

来源：鲜枣课堂

作者：小枣君

不久前，国家有关部门发布了2023年全国自然灾害基本情况。根据数据显示，全年各种自然灾害共造成9544.4万人次不同程度受灾，因灾死亡失踪691人，直接经济损失高达3454.5亿元。

《2024气候和自然灾害洞察报告》则显示，2023年，全球损失超过10亿美元的重大自然灾害一共有398起，累计造成了3800亿美元的经济损失，较本世纪的平均水平高出22%。2023年，共有95000人因自然灾害而丧生，这也是2010年以来的最高值。

面对如此触目惊心的数据，相信大家和我一样，心情都是沉重的。

自然灾害是大自然发生的正常现象。以我们人类目前的力量，想要阻止这些现象发生，并不现实。

既然无法阻止，那么，及时进行预警，并且在灾后进行快速应对，就是减少人员和财产损失的最有效手段。

毫无疑问，通信技术在这一过程中，具有至关重要的作用。

今天这篇文章，小枣君就和大家详细聊聊，人类应急通信技术的演进历程。

█ 应急通信的发展史

人类与自然灾害的抗争，早在远古时期就已经开始了。那时候，人类的社会组织松散，生产力水平不高，所以，只能通过基本的呼喊或手势，进行预警和救助消息传递。

商周时代，随着技术的进步，逐渐出现了烽火、狼烟、击鼓、风筝等通信方式。这些方式基于声光效果，通信距离远，可以有效传递自然灾害信息，也可以在外敌入侵时进行及时告警。

烽火戏诸侯的典故，也源于此

唐末宋初，人们发明了使用火药作为动力的火箭，并将其用于紧急情况下的报信手段，也算是一个创新。

后来，随着文字和印刷术的发展和普及，加上邮驿制度的不断完善，我们开始构建起一张覆盖广泛的早期“通信网络”，不仅服务于政府的运作管理，也服务于普通百姓的沟通交流。

政府也会有一些优先级更高的专用邮驿系统，例如八百里加急等，用于传递紧急信息或军报。

古籍中的邮驿

到了近现代，有线电报和电话的出现，让人类通信技术有了跨越式的升级。它们的信息传递即时性，是前所未有的。而且，随着基础设施的不断建设，消息触达能力也持续提升。

基于电报和电话的新型通信网络，逐步取代邮驿等老网络，成为联接世界的工具。它加速了信息的传递速度，在发生灾害等紧急情况时，能够让人们更高效地进行应对，减少损失和伤害。

更伟大的通信革命，来自无线通信技术的诞生。

19世纪末，无线电报被正式发明，将人类带入无线通信时代。

马可尼和他发明的无线电报机

基于无线通信技术，人类的应急救助能力有了显著改进。无线电报诞生后最先应用的场景，就是海上通信。

那时候海难频发，无线电报救了很多人的命。著名的泰坦尼克号，就是因为有无线电报发出的求救信号，才让700余人得以生还，避免了更大损失。

无线通信不依赖于地面传输线路，在应对灾害时有天然优势，很快成为人类应急通信技术的重点发展方向。

20世纪30年代，世界上最早的无线对讲技术出现时，就是用于警察、消防等部门。后来，才有了二战时的步话机。

步话机

上世纪60-70年代，随着社会经济的快速发展，城市人口密度和流动性不断增加。在这种情况下，自然灾害和突发公共事件所造成的人员和经济损失，也越来越难以承受。

在经历了几次重大突发事件后，各发达经济体开始纷纷建立现代应急管理体系，从制度、流程、资金和科技等多个角度，提升包括自然灾害在内的紧急事件应对能力。

那一时期，科技发展日新月异，微波通信、卫星通信、无线对讲通信等技术迅速崛起，给人类提供了更高效、更灵活的应急通信手段。

以当时最流行的对讲机通信为例。现代意义上的对讲机，出现于20世纪60年代，诞生于美国。后来，因其便携实用，逐渐在各个国家普及，成为一种流行的无线通信技术。

对讲机

70-80年代，基于早期的对讲机，发展出了模拟集群技术以及数字集群技术，并形成了iDEN、TETRA等技术标准。很多国家的应急通信无线专网，都是基于这些技术建设的。在一些自然灾害和重要活动中，这些技术发挥了重要作用。

90年代末，我们国家对这些技术也进行了研究和引进，并逐渐形成了自己的无线专网技术标准路线（例如PDT等）。

进入21世纪后，人类的应急通信技术已经获得长足进步。

卫星通信、集群通信等逐渐成为主流的应急通信手段，在重大自然灾害、重要公共事件、大型集会活动的场合中，为紧急救援、指挥调度等工作提供必要的保障和支撑。

2008年，汶川“5·12”地震发生，造成了巨大的生命和财产损失。应急通信管理体系和技术在这次地震中发挥了很大的作用，但是也暴露出很多的问题。

国内对于这些问题给予了更高的重视，并推动进行制度完善和技术升级。

2008年之前的应急通信保障，以城市热点地区突发容量需求保障为主。应急通信保障手段，主要是应急通信基站车、集群通信，少量采用卫星通信。

汶川地震发生后，卫星通信在救灾过程中有出色表现，逐渐受到重视。各级政府以及运营商，都开始积极引进卫星电话、卫星应急通信车、VSAT固定站等设备，提升卫星通信在应急通信技术体系中的比例。

卫星通信

除了卫星之外，在移动通信技术（3G/4G）的不断演进下，通信行业也开始研究，如何发挥这类技术在应急通信场景下的作用和价值。

█ 当代应急通信的挑战与应对

时至今日，如本文开头所说，全球自然灾害的发生频率有所增加，重大公共安全事件也时有发生。

为了将灾害损失降到最低，尽最大限度地保护人们的生命和财产安全，人类开始重新审视应急通信技术的发展路线，探索更多的技术创新，让科技赋能灾害报警和灾后信息重建。

灾害或紧急事故，拥有两大显著特点——不确定性以及复杂性。

不确定性，体现在时间、地点上。

我们不知道什么时候会发生，在哪里发生。因此，在应对时，我们需要足够的可移动性和灵活性，应急通信器材能够做到快速运输、快速部署。

复杂性，则体现在现场的环境和需求上。

灾害可能发生在山区、沙漠、雨林，甚至是海上。现在的应急通信需求，既包括灾民的求救需求，也包括救灾人员的协调需求，还有管理调度需求。除了语音之外，也开始有了视频图像的通信需求。

所以，应急通信手段需要具有很强的稳定性及抗干扰能力，需要能够提供多样化业务，还需要有更强的性能、更大的容量。

近年来，业界针对应急通信手段的创新，主要就是围绕这些特定需求展开的。

在 ITU 的规范下，世界各国相继制定了完善的“空天地三位一体”应急通讯管理体系，以及操作标准规范。

包括定位导航（GNSS）、互联网、物联网、移动通信、卫星通信、云计算、大数据、人工智能、VR/AR等在内的众多ICT先进技术，纷纷被引入应急通信领域，公共构建了“空天地井”一体化应急通信技术体系。

接下来，我们不妨通过业界一流ICT服务提供商中兴通讯的一些案例，来看看这些先进技术，到底是如何在救灾工作发挥关键作用的。

● 游牧式基站

移动通信基站是目前公众使用最多、最为依赖的通信手段。但是，在发生地震、洪灾等自然灾害时，传统基站的电源以及传输资源很容易损坏，导致基站退服（退出服务），进而使得区域内的群众失去手机信号。

在传统基站无法工作的情况下，采用小型化、轻量化基站进行业务快速恢复，就是一种必要手段。

2022年9月5日中午12点52分，四川甘孜州泸定县发生6.8级地震。地震造成雅安市石棉县多处通信设施受损，大量用户失联。

得知消息后，中兴通讯联合中国移动四川公司，紧急调配了5G游牧式基站，运抵石棉震区，进行保障。这是5G游牧式基站首次实际应用于应急抢险场景。

游牧式基站

作为一种小型化基站，5G游牧式基站具有极强的移动性，并支持灵活的部署方式。

它可以支持Relay、Internet、卫星等多种回传方式，采用小型室外柜形态，集成了交转直、环境系统（风扇、散热等）、路由和电池等设备，同时加持可升降天线桅杆、推车等。它体积小巧，可以通过轻型货车进行运输，能够在灾区快速完成架设与开通。

游牧式基站

除了能够给现场群众提供高质量的网络覆盖之外，5G游牧式基站还具有边缘计算能力。

只需将一块单板插入到现网的BBU槽位中，该基站就可以构建本地算力专网，帮助救援人员及指挥中心实现对救援图像、视频、语音等信息的共享，视频业务本地分流时延降低80%，支持20Gbps的处理能力，极大地提升了前线救援指挥速度。

● 无人机基站

最近这些年，无人机技术的快速发展有目共睹。基于它低空低速飞行、可悬停的特性，通信行业也对其进行引进，应用于灾区的应急通信。

业界主要采用多轴多旋翼无人机，吊挂基站，进行区域内的无线信号覆盖。限于无人机的留空能力以及信号回传，早期主要使用系留式无人机，底下总会有一个“尾巴”。

2023年8月，北京门头沟部分山区乡镇受强降雨影响，灾情严重，道路和网络中断。

为支撑保障抢修救灾，迅速打通通信“生命线”，中兴通讯响应工信部紧急调度，迅速投入搭载了三大运营商高空基站的无人机，在北京市通信管理局的协调和部署下，对王平镇、潭柘寺镇周边区域进行应急通信保障。

这款无人机体型相比传统无人机基站有显著不同。它搭载了大载荷长航时无人直升机载应急通信系统，具有多接入方式、多任务能力、宽环境适应度、大容量、广覆盖、长航时等特性。

该无人机可以根据有关要求，在规定区域稳定飞行，可在近80平方公里的范围实现连续6个小时的5G信号覆盖，同时为约2400用户提供语音、短信和上网服务。

在北京门头沟洪灾现场，中兴无人机应急通信系统有效满足了当地防汛救灾指挥通信需求，为恢复公众通信立下大功。

去年11月，在四川省凉山州木里藏族自治县海拔3626米的香格里拉湖试验场举行的「2023高原“三断”场景无人机救援实战验证」中，中兴通讯的这款系统以优异的表现，完成预定科目实战验证和汇报演示任务。

● PWS公共预警系统

前面我们所说的技术手段，主要用于灾后的通信系统重建。事实上，灾情预警，对于减少灾害损失具有更大的作用。

这里，我们就要提到这些年很火的PWS系统，也就是Public Warning System（公共预警系统）。

PWS系统可以发送地震和海啸预警系统（ETWS，Earthquake and Tsunami Warning System）和商用移动警报系统（CMAS，Commercial Mobile Alert System）等告警消息。

当用户的手机收到告警消息时，会自动弹出信息，并播放特定的告警音。基于告警，用户可以及时进行避险和自救。

最近国内的几次地震，都有不少用户收到了相关消息提示，PWS系统受到了广泛关注和好评。

中兴通讯 PWS 系统基于创新业务平台实现，它提供了电信网络应用层的一个综合解决方案，支持多种电信网络协议的接入，例如 INAP、MAP、 WIN、CAP、Diameter、SMPP、CBC-BSC、Iu-BC、SBc、N50 等接口。

作为一个全球化的设备商，中兴通讯对于政府、运营商公共预警的需求有着深刻的理解。他们推出了新一代的PWS系统，能够助力政府、运营商实现紧急预警系统的快速部署，提供高性能可靠的公共预警服务。

以上案例，是中兴通讯通过先进ICT技术进行应急通信赋能的缩影。

这些年来，中兴在2023年甘肃临夏地震、2023年“杜苏芮”台风、2022年雅安地震、2021年河南洪灾、2018年印尼地震、2016年厄瓜多尔地震等多次国内外重大灾害中，迅速响应，积极组织人力和备件资源驰援，为网络抢通和救灾工作顺利开展，做出了巨大贡献，也获得了广泛认可。

他们的应急通信解决方案，都是基于实战经验，结合了自己的技术创新，拥有很强的实用性，能够真正满足一线需求。

█ 最后的话

伽利略说：“科技的真正目的，在于减轻人类生存的苦难。”

从烽火狼烟，到电报电报，再到卫星、5G，毫无疑问，通信技术的发展演进，忠实地遵守了这一宗旨。日益先进的通信技术，不仅推动了社会和文明的进步，也大大改善了人们的生活环境和质量。它所挽救的生命，更是不计其数。

在人类的未来发展中，苦难仍将继续存在。但是，我相信，在像中兴通讯这样的科技企业的不断创新和努力下，科技将变得更加强大，苦难会越来越少。我们终究将实现与自然的和谐相处，构建生生不息的恒久文明。