機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)快速響應(yīng)能力探討

宋榮軍

摘 要 快速響應(yīng)能力是機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力更多體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)機(jī)動(dòng)時(shí)間和開設(shè)時(shí)間上。機(jī)動(dòng)時(shí)間直接與承載平臺(tái)的機(jī)動(dòng)能力相關(guān)，開設(shè)時(shí)間則與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、信令協(xié)議、網(wǎng)管規(guī)劃、設(shè)備能力等多方面相關(guān)。本文針對(duì)機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的組成和特點(diǎn)，分析了影響網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力的因素，提出了解決方法，綜合多項(xiàng)技術(shù)降低網(wǎng)絡(luò)開通復(fù)雜度，縮短網(wǎng)絡(luò)開設(shè)時(shí)間。

關(guān)鍵詞 機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；快速響應(yīng)能力；開設(shè)時(shí)間

中圖分類號(hào) TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）218-0143-02

1 概述

機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能夠機(jī)動(dòng)部署，適用于搶險(xiǎn)、救災(zāi)、快速軍事部署等應(yīng)用中。特殊條件下，已有通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施損壞、異常，或者時(shí)間緊迫無(wú)法及時(shí)修復(fù)，在缺少固定通信設(shè)施保障的情況下，部署通信網(wǎng)絡(luò)就成了當(dāng)務(wù)之需。此時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)的快速部署就顯得尤為重要，響應(yīng)能力是衡量網(wǎng)絡(luò)機(jī)動(dòng)性的重要指標(biāo)。

2 機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)路構(gòu)成

機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具備兩種能力，一是機(jī)動(dòng)能力，二是通信能力。機(jī)動(dòng)能力依賴于機(jī)動(dòng)平臺(tái)，機(jī)動(dòng)平臺(tái)起到搭載和運(yùn)輸通信設(shè)備作用；通信設(shè)備是組建通信網(wǎng)絡(luò)的基本要素，每種要素都對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有影響。按其在網(wǎng)絡(luò)中的作用可分為路由交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、終端設(shè)備以及安全防護(hù)設(shè)備等。機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成如圖1所示。

其中：

1）路由交換設(shè)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(shè)備是STM交換機(jī)，分組交換的典型設(shè)備是ATM交換機(jī)、IP路由器、IP交換機(jī)等。

2）信道傳輸設(shè)備包括有線傳輸設(shè)備和無(wú)線傳輸設(shè)備等。無(wú)線傳輸設(shè)備包括衛(wèi)星傳輸設(shè)備、散射傳輸設(shè)備、微波傳輸設(shè)備、電臺(tái)傳輸設(shè)備等，有線傳輸設(shè)備又包括光纖傳輸設(shè)備、電纜傳輸設(shè)備等。在機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)動(dòng)響應(yīng)能力影響更大。

3）網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置、監(jiān)控、故障、性能、安全和計(jì)費(fèi)管理等功能。其中，計(jì)費(fèi)功能主要用在商用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中，支持運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)計(jì)費(fèi)，但在應(yīng)急、搶險(xiǎn)救災(zāi)和軍事應(yīng)用中，基本不考慮計(jì)費(fèi)功能。

4）終端設(shè)備分為話音終端、數(shù)據(jù)、圖像以及多媒體終端等。

5）安全防護(hù)設(shè)備包括信道加密設(shè)備、終端加密設(shè)備，以及防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證、訪問控制、入侵檢測(cè)等安全機(jī)制。

3 網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間構(gòu)成

網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力更多體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)機(jī)動(dòng)時(shí)間和開設(shè)時(shí)間上。機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間構(gòu)成如圖2所示。

機(jī)動(dòng)時(shí)間是指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)指定地域的時(shí)間，與平臺(tái)機(jī)動(dòng)能力密切有關(guān)。

網(wǎng)絡(luò)開設(shè)時(shí)間是指到達(dá)指定地域的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從開始準(zhǔn)備到形成網(wǎng)絡(luò)通信能力的時(shí)間，包括基礎(chǔ)供電、設(shè)備架設(shè)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、參數(shù)分發(fā)、參數(shù)加注、網(wǎng)絡(luò)開通等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的快慢，決定著網(wǎng)絡(luò)開設(shè)時(shí)間長(zhǎng)短。具體包括：

1）設(shè)備供電時(shí)間：為了適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，通常采用市電、油機(jī)、蓄電池等多種方式供電，同時(shí)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(shí)長(zhǎng)看，通信節(jié)點(diǎn)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(fā)電機(jī)。

2）設(shè)備架設(shè)時(shí)間。陌生地域獨(dú)立開設(shè)網(wǎng)絡(luò)，各通信節(jié)點(diǎn)間通常采用無(wú)線手段提供傳輸信道，包括衛(wèi)星信道、微波信道、散射信道、光通信信道和各種電臺(tái)信道等。其中衛(wèi)星、微波、散射、光通信信道的無(wú)線發(fā)射/接收采用方向天線，存在天線對(duì)準(zhǔn)需求。通常依賴調(diào)節(jié)升降桿高度、利用人工或者自動(dòng)方式調(diào)節(jié)天線方位和俯仰以實(shí)現(xiàn)天線對(duì)準(zhǔn)。

3）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和參數(shù)分發(fā)加注時(shí)間：設(shè)備正常加電、天線對(duì)準(zhǔn)后，網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行還需要配置各設(shè)備的工作參數(shù)，而設(shè)備工作參數(shù)來源是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃指派、通過參數(shù)分發(fā)和參數(shù)加注實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)加載。網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行依賴于網(wǎng)絡(luò)管理的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，網(wǎng)絡(luò)越大，網(wǎng)管作用越明顯。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃速度、參數(shù)分發(fā)加注速度是制約網(wǎng)絡(luò)快速響應(yīng)的重要因素。

4）網(wǎng)絡(luò)開通時(shí)間是指從設(shè)備參數(shù)加載成功到網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的時(shí)間。包括：設(shè)備識(shí)別時(shí)間、拓?fù)浞€(wěn)定時(shí)間、路由收斂時(shí)間等。這些時(shí)間和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)、信令、路由協(xié)議等密切相關(guān)。

4 影響響應(yīng)時(shí)間因素和解決措施

影響機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)快速響應(yīng)的因素有機(jī)動(dòng)因素，也有通信因素，本文重點(diǎn)關(guān)注通信因素和解決措施。

4.1 天線對(duì)準(zhǔn)

1）影響因素。在陌生地域，遠(yuǎn)距離條件下，依賴人工手段完成無(wú)線設(shè)備的天線對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)時(shí)間的長(zhǎng)短難以把握，急需輔助對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，提升無(wú)線對(duì)準(zhǔn)能力。

2）解決措施。可采用GPS和北斗定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輔助對(duì)準(zhǔn)功能；采用多波束天線、智能天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速捕獲和天線對(duì)準(zhǔn)，即可支持無(wú)線設(shè)備自組網(wǎng)能力，也可提升開設(shè)速度，提高通信距離。前者適合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，后者適合點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的時(shí)分/頻分通信方式。隨著GPS和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的升級(jí)換代，定位精度越來越高，利用定位技術(shù)的天線伺服機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和響應(yīng)能力也可提升。

4.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、參數(shù)分發(fā)和加注

1）影響因素。（1）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的因素：通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃環(huán)節(jié)多、需配置參數(shù)量大，特別是技術(shù)性強(qiáng)的關(guān)鍵參數(shù)過多，這些因素累積導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)配置復(fù)雜、規(guī)劃難度增高；結(jié)果是易出錯(cuò)，規(guī)劃成功率低，導(dǎo)致規(guī)劃時(shí)間過長(zhǎng)。（2）參數(shù)分發(fā)和加注的因素：參數(shù)文件分發(fā)加載依靠人工方式處理，自動(dòng)化程度不高，參數(shù)分發(fā)的效率低。缺乏在線廣域參數(shù)分發(fā)加載手段，尤其是缺乏無(wú)線參數(shù)分發(fā)加載手段，設(shè)備注參時(shí)間過長(zhǎng)，延緩網(wǎng)絡(luò)開設(shè)速度。

2）解決措施。綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)規(guī)劃、參數(shù)優(yōu)化配置等手段，提高網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃效率和分發(fā)加注效率。具體措施包括以下方面。精簡(jiǎn)規(guī)劃參數(shù)：采用設(shè)備互連接口自適應(yīng)、鏈路資源自適應(yīng)等技術(shù)，支持路由交換設(shè)備與無(wú)線鏈路傳輸設(shè)備間以及路由交換設(shè)備與路由交換設(shè)備之間交互鏈路狀態(tài)，可以大幅減少互連接口的參數(shù)規(guī)劃，也可避免接口參數(shù)規(guī)劃錯(cuò)誤，有助于提高規(guī)劃成功率。增強(qiáng)模板化規(guī)劃能力：通過面向用戶的模塊化、流程化、自動(dòng)化的規(guī)劃流程，操作者可根據(jù)典型組網(wǎng)方式，了解網(wǎng)絡(luò)所要規(guī)劃的內(nèi)容，通過少量操作即可完成相應(yīng)規(guī)劃，降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃難度。增強(qiáng)規(guī)劃校驗(yàn)?zāi)芰Γ杭訌?qiáng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃參數(shù)完整性、正確性的自動(dòng)校驗(yàn)?zāi)芰?，避免不必要的查錯(cuò)、糾錯(cuò)時(shí)間，保證生成參數(shù)文件的正確性，能夠提高網(wǎng)絡(luò)開通成功率，從而縮短網(wǎng)絡(luò)開設(shè)時(shí)間。提高參數(shù)分發(fā)和加注效率：采用在線分發(fā)方式，尤其是遠(yuǎn)程和本地的無(wú)線參數(shù)分發(fā)能力，支持參數(shù)文件的在線接收和轉(zhuǎn)發(fā)，減少各設(shè)備工作參數(shù)加載時(shí)間，加快全網(wǎng)參數(shù)分發(fā)與加注速度。

4.3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議

1）影響因素。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次多，網(wǎng)絡(luò)信令、路由協(xié)議種類多，會(huì)導(dǎo)致信令轉(zhuǎn)換、路由重分布、路由聚合等專業(yè)處理過多，極易產(chǎn)生路由不穩(wěn)現(xiàn)象，引起網(wǎng)絡(luò)頻繁動(dòng)蕩，甚至網(wǎng)絡(luò)工作異常，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力。

2）解決措施。在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面，采用通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣和通信帶寬大的信道設(shè)備，減少組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少網(wǎng)絡(luò)層次，使網(wǎng)絡(luò)扁平化；在優(yōu)化協(xié)議方面，統(tǒng)一組網(wǎng)方式，減少路由協(xié)議種類，采用隔離技術(shù)和隔離域間映射和同步技術(shù)應(yīng)對(duì)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，隔離可能出現(xiàn)的路由震蕩，降低全網(wǎng)路由維護(hù)開銷和復(fù)雜性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；采用資源自動(dòng)優(yōu)選技術(shù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)易用性，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)或重組時(shí)，利用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)路由節(jié)點(diǎn)之間的自動(dòng)搜索和鄰居關(guān)系建立，支持網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)重組和網(wǎng)絡(luò)用戶的隨遇接入、即插即用，大幅提升通信響應(yīng)能力。

5 結(jié)論

提升機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)能力是個(gè)系統(tǒng)工程，只有融合多種技術(shù)才能最大限度提升網(wǎng)絡(luò)開設(shè)速度，更好支持網(wǎng)絡(luò)快速機(jī)動(dòng)部署。快速響應(yīng)、靈活部署的機(jī)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用前景廣闊，值得多方位深入研究。

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