笔者选取2003年以来云南省发生的5～6级地震震例进行地面通信设施破坏的统计分析,见表1。

由表1可以看出:(1)GPRS、CDMA等基本承受不了海量数据的传输业务,3G业务应引入使用;(2)语音通信基本正常,但在烈度VII度以上区域存在一定盲区;(3)地面网络基本正常;(4)应急通信主体依托地面通信,卫星通信可作为极端条件下的备用手段。

对2003年以来云南省发生的M_S6～7地震震例进行地面通信设施破坏统计分析,见表2。

由表2可以看出:(1)地震造成的地面通信破坏比重大,具有明显的区域性特征,在低烈度区地面通信能保持基本正常;(2)CDMA、GPRS基本不可支撑海量数据传输业务,电信3G业务在低烈度区可正常使用;(3)语音业务除高烈度区外,基本能正常使用;(4)地面网络在VII度及以下区域基本正常;(5)Ⅷ度及其以上区域需要卫星通信支持。

7～8级地震均会造成灾区在数天甚至更长时间内的通信彻底瘫痪。如 1988年 11月 6日云南澜沧—耿马 7.6、7.2级地震和1996年2月3日云南丽江7.0级地震,分别导致澜沧、耿马、丽江 3个县城通信完全中断。1995年 1月 17日日本阪神

7.2级地震致使灾区通信中断,而周围地区通信量激增为平时的 50倍,通信系统处于瘫痪状态。日本政府动用自卫队机载卫星系统才将灾区信息传出。2010年青海玉树7.1级地震造成杂多、襄谦县电信固定网不通:全州44个C网基站中有22个基站退服,218个小灵通基站中有209个退服; 中国移动:全州98个基站有34个正常、64个阻断; 中国联通:全州联通基站37座(其中3G基站4座),地震造成15个基站退服(其中3G基站1座)(李永强等,2007)。经紧急修复,震后第二天,主要区域的通信能保持基本正常。

由以上分析可得出:(1)地震造成的通信设施破坏范围较广,随着科学技术的发展,震后恢复效率明显提高;(2)语音业务在极灾区大范围中断或拥堵,通信成功率偏低;(3)无线网络在

表1 MS5～6地震地面通信设施破坏统计及地面通信业务分析
Tab.1 Statistics of the damaged ground communication equipments and analysis of the ground communication work of MS5～6 earthquakes

表2 MS6～7地震地面通信设施破坏统计及地面通信业务分析
Tab.2 Statistics of the damaged ground communication equipments and analysis of the ground communications work of MS6～7 earthquakes

据不完全统计,在汶川地震中受损的有线交换局为616个,无线基站累计受损16 507个,传输光缆损毁达10 960皮长公里。

由于突发的巨大通话量超过了交换设备的设计极限值,四川全省移动通信的3个交换机全部阻塞,许多人不得不通过短信的方式和家人联系。在地震中,共2 300个移动通信基站受损,一些受灾严重的地区通信完全中断,几大通讯运营商的网络全部告急。

由上可得出推论:在8级以上巨震的影响下,极灾区的通信业务遭受毁灭性破坏,基于地面通信设施的蜂窝移动电话、地面宽带、无线宽带等业务处于全面瘫痪状态。语音、数据、视频会议通信业务全面依赖以卫星信道平台为主的通信保障。

从M_S5～6的地震震例可看出,该震级等级地震造成的通信环境受损普遍轻微,依托灾区现有的地面通信条件即可实现主体应急通信通信保障工作,卫星通信作为备用手段,可支撑极端条件下的通信业务开展。

(1)数据传输业务

发生M_S5～6地震后,震区大部区域地面网络或3G网络一般正常,传输信道推荐以地面宽带网络(ADSL、网通等)、3G技术为主,该方式稳定高效,带宽较宽,传输速率较高,可满足地震灾区海量信息的数据传输业务。在Ⅷ度及其以上极端区域,地面宽带、3G网络存在一定概率的中断,需要VSAT卫星提供网络(图2)。

(2)语音通信业务

发生M_S5～6地震后,蜂窝移动电话的地面基站基本正常,偶有中断现象,或发生通信量剧增导致通信成功率低的情况。因此以蜂窝移动电话为主,海事卫星电话、亚星电话、VSAT卫星电话可在极端区域使用(图3)。

(3)视频业务

可依托地面网络或3G作为信道开展视频会议业务,极端条件下使用VSAT卫星网络(图4)。

从M_S6～7的地震震例可看出,在该震级等级地震下,通信环境受损具有区域性特征,地面通信在VIII度以下区域可正常使用,在VIII度及其以上区域需卫星通信来支撑应急通信业务开展。

(1)数据传输业务

M_S6～7地震对地面网络或3G基站的破坏一般发生在高烈度区,VIII度以下区域选择以地面宽带网络(ADSL、网通等)或3G为主,VIII度及其以上区域可使用VSAT卫星通信网络传输,业务流程参见图2。

图2 应急通信数据传输示意图
Fig.2 Schematic diagram of data transmission of the emergency communication

M_S6～7地震时,蜂窝移动通信基站受损具有区域性特征,Ⅷ度以下区域主要以基于地面基站的蜂窝移动电话通信(通用手机)为主,VIII度及其以上区域使用海事卫星电话、亚星电话、VSAT卫星电话进行语言通信,业务流程参见图3。

图3 应急通信语音通话模式
Fig.3 Voice call mode of the emergency communication

VIII度以下区域视频业务依托地面网络或3G技术开展,VIII度及其以上区域使用VSAT卫星网络,业务流程参见图4。

图4 应急通信视频会议模式
Fig.4 Video conference mode of emergency commumication

从M_S7～8的地震震例可看出,在该震级等级地震下,地面通信设施受损范围较大,卫星通信应全面支撑应急通信主体业务的开展。

(1)数据传输业务

VSAT卫星网络作为数据传输主要手段,在VIII度以下区域可使用地面宽带网络或3G技术,在VIII度及其以上区域则需VSAT卫星通信提供支持,业务流程参见图5。

图5 应急通信数据传输示意图
Fig.5 Schematic diagram of data transmission of emergency communication

在Ⅶ度及其以上区域的语音通信业务以海事卫星电话、亚星电话、VSAT卫星电话为主,在VIII度以下区域可使用基于地面基站的蜂窝移动电话,业务流程参见图6。

图6 应急通信语音通话模式
Fig.6 Voice conference mode of emergency communication

在Ⅶ度及其以上区域的视频业务以VSAT卫星网络为主要方式,在VIII度以下区域可使用地面网络或3G技术,业务流程参见图7。

图7 应急通信视频会议模式
Fig.7 Video conference mode of emergency communication

从M_S8以上的地震震例可看出,在该地震等级地震下,地面通信设施破坏比重大、范围广,卫星通信应全面支撑应急通信主体业务的开展。

(1)数据传输业务

M_S8以上地震下,应急通信工作的开展区域大多属于高烈度区,VSAT卫星应作为数据传输主要手段,在VIII度以下区域可使用地面网络或3G技术进行数据传输,业务流程参见图5。

(2)语音通信业务

M_S8以上地震中,蜂窝移动基站大比例损坏,语音通信涵盖地震所有灾区,在高烈度区应以海事卫星电话、亚星电话、VSAT卫星电话为主,在VIII度以下区域可使用基于地面基站的蜂窝移动电话进行语音通信,业务流程参见图6。

(3)视频业务

高烈度区域的视频业务以VSAT卫星网络为主要方式,在VIII度以下区域可使用地面网络或3G技术,业务流程参见图7。