7月21日，郑州市以西40公里处的米河乡断电断网断路，彻底沦为信息孤岛。即便是在移动通信还没有完全断绝的郑州市，人们也发现网络“不行”：刷二维码支付、骑自行车不行、地图导航不行。郑州一线记者告诉记者，只有2G网络稳定，通话和短信不受影响。为什么2G信号稳定？北京邮电大学网络技术研究所李鑫副教授解释说，这是因为2G基站的覆盖半径远大于4G和5G。2G基站的覆盖半径为5-10公里，4G基站为1-3公里，5G只有100-300米。许多基站遭受直接损坏或中断，导致4G和5G覆盖中存在许多盲点。2G的覆盖半径足够大，即使大部分基站无法工作，剩余基站2G信号覆盖的区域依然可以为大量用户提供基本的通话和短信服务。如此极端的灾难，如何打通通讯？答案在于“飘在空中”。21日晚23时，翼龙-2H无人机从贵州安顺机场起飞9小时后，为弥河镇带来了4G信号。手机短信上写着，“受翼龙无人机飞行时间限制，公网恢复时间只有五个小时。”德国莱茵兰-普法尔茨州使用SpaceX的Starlink卫星网络搭建天线来恢复信号。空中基站调动无人机充当临时空中基站，是救灾和应急通信的解决方案之一。此次，翼龙无人机基站在有限的时间内、有限的范围内提供有限的通信服务。地面抢修和空中抢修同步进行。翼龙飞向米河镇通讯中断区域的同时，地面上正在维修基站。21日晚20时许，移动公司冲通一条输电线路，与7个基站恢复通信。不过，随后被大雨冲刷，全部撤退。此时，地面基站虽然可以提供强大的通信服务能力，但不具备恢复条件，无人机可以利用通信卫星信道，将机载移动通信基站接入尚未开通的移动核心网。受自然灾害影响，以在最短时间内恢复通信服务。无人机盘旋在米河镇上空，可在50平方公里范围内提供4G网络服务。半小时后，地面通信设施陆续恢复：23时30分，联通抢接基站；两个多小时后，中国移动卫星通信车也抵达现场开通网络服务。李鑫介绍，无人机基站是现有技术的创新结合。虽然它可以突破地面基站面临的诸多限制，但也受到无人机运载能力、电池寿命、供电能力和卫星通信能力的限制。可用带宽的限制。因此，在服务时间、网络资源、连接质量、服务用户数量等方面与地面基站存在差距。50平方公里的覆盖范围也是综合考虑各种因素和应急通信目标要求后选择的一个平衡点。例如，在本次应急通信任务中，由于时间紧迫，需要快速恢复灾区手机终端的通信服务，因此无人机的飞行高度不能超过手机信号传输的有效距离。同时，固定翼飞机必须保持最低巡航速度才能在空中停留，但机载基站与地面手机终端之间的相对移动速度必须保持在能够为用户提供持续服务的水平，所以无人机不可能飞得太低来增强信号强度。这些制约因素决定了无人机必须在机动性、网络质量、覆盖范围和用户密度之间寻求适当的平衡，而且不太可能为了优化某个目标而打破这种平衡。据中国移动统计，截至21日23时20分，即空中基站开通20分钟后，中国移动基站累计连接用户3572户，产生流量2089.89M，最高一次648个接入用户。也就是说，在这20分钟内，每个用户使用了0.59M的流量，可以发送约30分钟的微信语音消息。作为一种应急通信手段，在地面通信基础设施没有出现大规模瘫痪的情况下，无人机载基站可以快速恢复小范围内少量用户的最低限度通信。比如在米河乡的救灾现场，一架无人机就可以应对。但要为郑州市中心方圆50平方公里范围内的数百万人提供通信服务，远非一架无人机所能胜任。基础通讯“换新”郑州的通讯设施这一次瘫痪了。除了基站进水损坏外，停电也对它造成了很大的影响。如果发生地震，光缆直接被拉断，大面积基础设施瘫痪，恢复难度加大。必须将损坏的光缆挖出并重新连接。这就是2008年汶川地震面临的情况。当时的抢险抢修方案是：有通往灾区的道路，就动用应急通信车；组织突击队携带应急通信设备到汽车不能行驶的地方；如果没有地面通道，则使用陆军直升机空投人员和设备。李新强调，“应急通信手段不能替代通信基础设施，甚至应急通信手段能发挥多大作用，还要看网络基础设施本身的规模、资源储备、技术水平、组织结构、生存能力等。”.“2001年9/11事件后，纽约通讯瘫痪，美国电信运营商采用的解决方案是车载基站，相当于地面基站的完整备份。团队到达后现场，先恢复网络，同时修复光缆，这类似于翼龙无人机应急通信的思路：先用替代方案恢复通信，再抢修地面装备翼龙最早是作为军用侦察打击一体机，翼龙2H是一款多用途无人机，中国移动此前曾针对翼龙无人机进行过应急通信演练，这还是第一次已正式用于抢险救灾，此次无人机抢险救灾并非心血来潮或灵光一现，而是得益于研发等一系列扎实工作中国移动多年前开展的研发、测试、验证，以及成熟的方案、训练有素的队伍、常态化的战备措施。如果热气球和卫星附近的地面核心网也损坏了，怎么办？2017年，波多黎各遭受飓风袭击，地面通讯设施遭到大规模破坏。灾难发生两周后，通讯仍无法恢复。Google的热气球项目ProjectLoon就派上用场了。由于岛上通讯设施全面瘫痪，必须依靠由多个气球携带的基站组成的网络，为地面用户提供通讯服务。气球上的基站通过通信卫星线路连接到不受飓风影响的地面网络。多个热气球穿过对流层并停留在平流层，在空中形成一个网络。平流层大气稳定，垂直气流很少，充分利用风能和太阳能可以使热气球长时间停留。但同时，也带来了另外两个问题。一是平流层距地面10Km。不支持手机直接连接WiFi，需要在地面铺设电线。二是通过算法保证热气球群随时悬停在特定的天空上空。该项目的首席工程师SalvatoreCandido在接受IEEESpectrum采访时对其进行了描述：这在很大程度上是一个计算机科学项目。根据大气条件，需要依次计算出一个接一个释放热球的路线。GoogleBalloons如何运作ProjectLoon的初衷是为偏远和服务欠缺的地区提供互联网服务。然而，今年年初，这个历时九年的项目宣布关闭。这是因为没有办法降低成本，形成有效的商业模式。热气球做不到的，马斯克的星链或许可以。6月，德国政府宣布每户补贴500欧元，帮助基础设施薄弱的农村地区建设天线设备，让居民使用无线网络服务。接入卫星宽带显然比铺设长距离光缆便宜。为了赶上德国的洪水，Starlink的宽带网络系统显示了它的优势。7月20日，莱茵兰-普法尔茨州监管和服务机构表示，已经设置了12个卫星天线，以帮助居民使用互联网。卫星天线将继续建设到35个。马斯克的Starlink本身就有能力为全球用户提供网络服务。在灾难场景中，星链也是一种有效的应急通信解决方案。然而，谷歌Balloon和Starlink方案已经超出了移动终端信号传输距离的限制。因此，它们必须依靠专用地面设备来执行类似于基站的功能，以便用户获得网络服务。在灾害情况下，对于普通居民来说，临时放下地面设备并指导其安装使用并不是一个及时有效的解决方案，而且地面设备也会受到灾区供电的限制。无人机、星链卫星、热气球各有特色。无人机高效及时，但提供的服务范围有限；星链和热情球可以覆盖更大的区域，也更稳定，但需要地面设备的配合。面对自然灾害，除了要有足够的技术储备外，还要看如何利用现有的技术。除了移动无人机和联通卫星，中国电信还有天通卫星电话。河南公司在郑州大学第一附属医院江河医院片区紧急启动天通卫星服务，保障了医院转运调度卫星呼叫的畅通，为11350名患者的及时安全转运发挥了重要作用.
