機動通信網絡快速響應能力探討

宋榮軍

摘 要 快速響應能力是機動通信網絡的一個重要指標，網絡響應能力更多體現在網絡機動時間和開設時間上。機動時間直接與承載平臺的機動能力相關，開設時間則與網絡體系結構、信令協議、網管規劃、設備能力等多方面相關。本文針對機動通信網絡的組成和特點，分析了影響網絡響應能力的因素，提出了解決方法，綜合多項技術降低網絡開通復雜度，縮短網絡開設時間。

關鍵詞 機動通信網絡；快速響應能力；開設時間

中圖分類號 TN915 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）218-0143-02

1 概述

機動通信網絡能夠機動部署，適用于搶險、救災、快速軍事部署等應用中。特殊條件下，已有通信網絡設施損壞、異常，或者時間緊迫無法及時修復，在缺少固定通信設施保障的情況下，部署通信網絡就成了當務之需。此時，通信網絡的快速部署就顯得尤為重要，響應能力是衡量網絡機動性的重要指標。

2 機動通信網路構成

機動通信網絡具備兩種能力，一是機動能力，二是通信能力。機動能力依賴于機動平臺，機動平臺起到搭載和運輸通信設備作用；通信設備是組建通信網絡的基本要素，每種要素都對系統響應時間有影響。按其在網絡中的作用可分為路由交換設備、傳輸設備、網絡管理設備、終端設備以及安全防護設備等。機動通信網絡設備組成如圖1所示。

其中：

1）路由交換設備按照同步方式可分為電路交換（同步方式）和分組交換（也稱為異步方式）兩種。電路交換的典型設備是STM交換機，分組交換的典型設備是ATM交換機、IP路由器、IP交換機等。

2）信道傳輸設備包括有線傳輸設備和無線傳輸設備等。無線傳輸設備包括衛星傳輸設備、散射傳輸設備、微波傳輸設備、電臺傳輸設備等，有線傳輸設備又包括光纖傳輸設備、電纜傳輸設備等。在機動通信網絡中，無線設備對網絡的機動響應能力影響更大。

3）網絡管理設備實現網絡規劃、配置、監控、故障、性能、安全和計費管理等功能。其中，計費功能主要用在商用網絡運營中，支持運營商的經營計費，但在應急、搶險救災和軍事應用中，基本不考慮計費功能。

4）終端設備分為話音終端、數據、圖像以及多媒體終端等。

5）安全防護設備包括信道加密設備、終端加密設備，以及防火墻、入侵檢測系統等，實現用戶認證、訪問控制、入侵檢測等安全機制。

3 網絡響應時間構成

網絡響應能力更多體現在網絡機動時間和開設時間上。機動通信網絡響應時間構成如圖2所示。

機動時間是指網絡設備從出發點到達指定地域的時間，與平臺機動能力密切有關。

網絡開設時間是指到達指定地域的網絡設備從開始準備到形成網絡通信能力的時間，包括基礎供電、設備架設、網絡規劃、參數分發、參數加注、網絡開通等環節，每個環節的快慢，決定著網絡開設時間長短。具體包括：

1）設備供電時間：為了適應復雜環境，通常采用市電、油機、蓄電池等多種方式供電，同時保證多種方式的切換和不間斷供電，做到即到即開，方便快捷。從供電時長看，通信節點的主要供電手段一般選用車載柴油電站或者小型化柴油發電機。

2）設備架設時間。陌生地域獨立開設網絡，各通信節點間通常采用無線手段提供傳輸信道，包括衛星信道、微波信道、散射信道、光通信信道和各種電臺信道等。其中衛星、微波、散射、光通信信道的無線發射/接收采用方向天線，存在天線對準需求。通常依賴調節升降桿高度、利用人工或者自動方式調節天線方位和俯仰以實現天線對準。

3）網絡規劃和參數分發加注時間：設備正常加電、天線對準后，網絡正常運行還需要配置各設備的工作參數，而設備工作參數來源是網絡規劃指派、通過參數分發和參數加注實現設備參數加載。網絡正常運行依賴于網絡管理的統一協調，網絡越大，網管作用越明顯。網絡規劃速度、參數分發加注速度是制約網絡快速響應的重要因素。

4）網絡開通時間是指從設備參數加載成功到網絡正常運行的時間。包括：設備識別時間、拓撲穩定時間、路由收斂時間等。這些時間和整個網絡的體系架構、信令、路由協議等密切相關。

4 影響響應時間因素和解決措施

影響機動通信網絡快速響應的因素有機動因素，也有通信因素，本文重點關注通信因素和解決措施。

4.1 天線對準

1）影響因素。在陌生地域，遠距離條件下，依賴人工手段完成無線設備的天線對準，對準時間的長短難以把握，急需輔助對準機構，提升無線對準能力。

2）解決措施。可采用GPS和北斗定位技術，實現自動輔助對準功能；采用多波束天線、智能天線技術實現快速捕獲和天線對準，即可支持無線設備自組網能力，也可提升開設速度，提高通信距離。前者適合點對點通信方式，后者適合點對多點和多點對多點的時分/頻分通信方式。隨著GPS和北斗導航衛星的升級換代，定位精度越來越高，利用定位技術的天線伺服機構的自動化程度和響應能力也可提升。

4.2 網絡規劃、參數分發和加注

1）影響因素。（1）網絡規劃的因素：通信網絡組網方式復雜、網絡規劃環節多、需配置參數量大，特別是技術性強的關鍵參數過多，這些因素累積導致了網絡配置復雜、規劃難度增高；結果是易出錯，規劃成功率低，導致規劃時間過長。（2）參數分發和加注的因素：參數文件分發加載依靠人工方式處理，自動化程度不高，參數分發的效率低。缺乏在線廣域參數分發加載手段，尤其是缺乏無線參數分發加載手段，設備注參時間過長，延緩網絡開設速度。

2）解決措施。綜合運用網絡自動規劃、參數優化配置等手段，提高網絡規劃效率和分發加注效率。具體措施包括以下方面。精簡規劃參數：采用設備互連接口自適應、鏈路資源自適應等技術，支持路由交換設備與無線鏈路傳輸設備間以及路由交換設備與路由交換設備之間交互鏈路狀態，可以大幅減少互連接口的參數規劃，也可避免接口參數規劃錯誤，有助于提高規劃成功率。增強模板化規劃能力：通過面向用戶的模塊化、流程化、自動化的規劃流程，操作者可根據典型組網方式，了解網絡所要規劃的內容，通過少量操作即可完成相應規劃，降低網絡規劃難度。增強規劃校驗能力：加強網絡規劃參數完整性、正確性的自動校驗能力，避免不必要的查錯、糾錯時間，保證生成參數文件的正確性，能夠提高網絡開通成功率，從而縮短網絡開設時間。提高參數分發和加注效率：采用在線分發方式，尤其是遠程和本地的無線參數分發能力，支持參數文件的在線接收和轉發，減少各設備工作參數加載時間，加快全網參數分發與加注速度。

4.3 網絡體系結構和協議

1）影響因素。網絡體系結構復雜、層次多，網絡信令、路由協議種類多，會導致信令轉換、路由重分布、路由聚合等專業處理過多，極易產生路由不穩現象，引起網絡頻繁動蕩，甚至網絡工作異常，嚴重影響網絡響應能力。

2）解決措施。在優化網絡體系結構方面，采用通信距離遠、覆蓋范圍廣和通信帶寬大的信道設備，減少組網節點數量、簡化網絡結構，減少網絡層次，使網絡扁平化；在優化協議方面，統一組網方式，減少路由協議種類，采用隔離技術和隔離域間映射和同步技術應對拓撲動態變化，隔離可能出現的路由震蕩，降低全網路由維護開銷和復雜性，增強網絡穩定性；采用資源自動優選技術，增強網絡易用性，在節點移動或重組時，利用動態路由協議實現路由節點之間的自動搜索和鄰居關系建立，支持網絡的動態重組和網絡用戶的隨遇接入、即插即用，大幅提升通信響應能力。

5 結論

提升機動通信網絡響應能力是個系統工程，只有融合多種技術才能最大限度提升網絡開設速度，更好支持網絡快速機動部署?？焖夙憫?、靈活部署的機動通信網絡應用前景廣闊，值得多方位深入研究。

參考文獻

[1]孫玉.電信網絡總體概念討論[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2]譚學治.現代應急通信系統介紹.哈爾濱工業大學通信技術研究，2008.

[3]羅蓉媛.軍事應急通信系統發展綜述.第23屆全國通信與信息技術發展研討會.