[NGN] NGN要满足应急通信需求

鹏飞

不管网络如何演进，其作为公众通信平台的定位都不会发生变化，因此其承担的应急通信保障等社会责任也会得到继承。因此，尽管作为网络演进的方向，NGN在网络结构和采用的技术等方面与现有的电路交换网存在很大差别，但NGN仍然是一个公众电信网，因此现有网络中的一些功能需求在NGN网络中仍然适用，而应急通信需求就是其中非常重要的需求之一。     任何形式的公众电信网中的应急通信主要涉及两类用户和三个方向的通信需求。两类用户中，第一类用户是指政府决策机关、职能部门或专业机构，比如消防、医疗、公安等，这一类用户在应急通信中发挥着国家职能，承担指挥协调以及减灾救灾等任务。第二类用户为普通民众，主要是指遭受突发事件影响的公众。三个方向的应急通信需求分别是：公众到政府、机构的应急通信，政府、机构之间的应急通信以及政府、机构到公众的应急通信。
    公众到政府、机构应急通信的主要功能是指公众进行紧急情况的上报。紧急情况包括民众个人遇到的紧急事件（比如个人遭受犯罪侵害）以及危害公众安全的突发事件（比如火警）等。公众到政府、机构的应急通信除了有利于及时发现紧急情况以外，对民众个体的救助也是国家的主要职能之一。
    政府、机构之间的应急通信，主要是指在发生突发事件时，为参与应急处理的各种机构提供通信保障，使其能够发挥职能、协调运作。具体实现的功能包括传达指令、情况汇报以及各机构之间的信息共享等。
    政府、机构到公众的应急通信，主要用于在突发事件中，由政府部门向公众传达信息，以起到告警、组织疏散、安抚等作用。
    在紧急情况出现时，公众之间的通信也是一个通信需求。但是如果突发事件导致网络资源匮乏，那么网络对于公众之间的通信保障只能是尽力而为，因此这方面内容不是应急通信探讨的重点。
    对于NGN来讲，现阶段更多的是讨论公众到政府、机构的应急通信需求，或者可以称为NGN中的紧急呼叫，这是因为：
    （1）政府、机构之间的应急通信对电信网络提出了非常高的要求，比如要求网络应具有非常高的鲁棒性；需要具备优先权保证能力；可以识别应急通信流；能为其分配高优先级，并实现全程全网的通信保障。对于这些要求的满足从现有技术看还很难，而且政府、机构之间的应急通信更多情况下还可以通过专用应急网络实现，比如卫星网络、短波网络、集群网络等。因此，对于NGN下政府、机构之间的应急通信研究得还不够充分，随着技术的发展，在今后有可能成为一个应急通信研究的热点。
    （2）政府、机构到公众的应急通信，除了采用一些具有广播特征的通信手段（比如短信群发）外，更有效的方法还是借助传统媒体来传播信息，比如电视、FM调配、Internet网络等。基于IMS的NGN网络架构没有为这种自上而下广播式的通信方式提供更多支撑，但是当进一步研究NGN提供流媒体服务时，此类型的应急通信应该成为研究内容之一。
    （3）具备紧急呼叫能力是一个公众电信网必须具备的基本能力之一。只有提供了成熟、可靠的紧急呼叫功能，网络才有可能被大规模部署和商用。这对于NGN中实现紧急呼叫的研究是一种很大的动力。
    以IMS为核心的NGN与传统的电信网络在架构上不但存在很大不同，而且也模糊了固定网与移动网的界线。一方面，由于IMS是基于移动通信的需求而提出的，因此它的架构具有天然的移动性，即使应用在固定网络领域，也可能存在游牧或漫游的问题。另一方面，为了保证业务实现的统一性，在IMS架构中明确了由归属地网络为用户提供业务的原则。相对于现有网络而言，NGN网络的这些特性无疑是先进的，但是对于传统的紧急呼叫业务，却带来了很大的挑战。
    紧急呼叫业务的两个主要需求分别是就近接入和呼叫定位：就近接入是指将紧急呼叫接入到与呼叫位置最接近的紧急呼叫处理中心；而呼叫定位是指紧急呼叫处理中心通过某些信息应当能够确定紧急呼叫发生的位置。对于就近接入需求而言，单纯的IMS架构无法满足紧急呼叫业务就近接入的需求，因为当呼叫被路由到归属地网络后，由于归属地和漫游地可能在地理位置上相距甚远，因此也就无法起到其应有的应急作用。对此问题，国际上提出的解决方案是在IMS架构中再引入一种CSCF（会话控制功能），称之为E-CSCF（紧急事件-CSCF）。[tr][tr]
    对于呼叫定位需求而言，由于在NGN中，接入手段是多种多样的，包括了移动接入、固定接入和以固定为基础的无线接入等，因此不同的接入方式需要使用不同的终端定位技术。
    ——移动接入
    移动接入包括GSM和UMTS网络中的终端定位，3GPP都作了比较详细的研究，定义了一套完整的LCS（位置服务）定位业务构架。其主要原理是采用蜂窝定位技术，通过一个客户端、服务器架构，为所有与定位相关的业务提供终端定位信息。E-CSCF在处理紧急呼叫时，可以作为LCS构架的一个客户端，查询到终端的定位信息。现在已经出现的内置GPS的移动终端，可以实现蜂窝+GPS的混合定位。因此可以说，移动网络对终端定位的研究开始得比较早，技术也相对成熟。
    ——固定接入
    对于NGN的固定终端来说，其定位问题有待进一步研究。在传统的固定网络中，并不存在终端的定位问题，因为任何接入网络的终端，其位置都是固定的。在紧急呼叫处理中心只需要保存一张电话号码到终端安装位置的对应表，就可以很快确定发起紧急呼叫的位置。但是NGN网络是一张基于IP的网络，网络只能获知终端的IP地址，而IP网络的特点是IP地址的分配与地理位置之间没有必然关系。因此，为了适应NGN网络下紧急呼叫的需求，必须寻找一套解决方案。
    在IETF的研究工作中，有一套机制是通过对DHCP协议进行扩展，用以解决固定终端的定位问题，并为此制定了多个RFC文件。其主要思路是：IP网络上的设备要求支撑DHCP Relay Agent信息的可选参数，当终端接入网络时，与终端最接近的网络设备应该感知此接入动作并为终端分配Circuit-ID信息。当DHCP服务器为终端分配IP地址时，网络设备作为DHCP的Relay Agent将Circuit-ID传送给DHCP服务器，DHCP服务器获得这个信息后，查询数据库就可以得到终端的当前位置信息。
    这套机制虽然可以解决NGN固定终端的定位问题，但是尚有一些问题存在：首先，这种机制要求网络设备支撑DHCP协议的一些扩展；其次，这套机制还不能很好地解决NAT问题，即所有终端的IP地址都必须由运营商网络上的DHCP服务器直接分配，不能有私网DHCP服务器的存在。这些问题的存在，说明对于NGN网络上固定终端的定位问题，还有许多研究工作要做。
    ——固定接入为基础的无线接入
    基于固定网络的无线接入技术，实际上在网络的某一个点上最终还是要转化成固定接入，因此采用的定位技术和固定终端相同，不同之处在于这些无线接入技术只能定位到无线接入点的地理位置，而且定位精度是无线接入点的覆盖半径。由于这些无线接入点的覆盖半径比移动基站小得多，因此进一步进行精确定位的意义并不大，是可以满足紧急呼叫定位的需求的。