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圖 2.2、3GPP Release 5 架構
圖 2.3、3GPP Release 7 架構
2.2、應急通訊系統種類
應急通訊系統使用時機
在災害初期原有通訊系統由於災害發生而無法使用，但災害初期是受困人員存活率最高 的時候，快速建置一個應急通訊系統可在此時提供倖存者及救災人員所需的通訊服務，
隨著時間的推移，電信公司將會逐步修復原有的行動通訊系統，而應急通訊系統的作用
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也會慢慢下降直到所有基地台修復完成，如圖 2.4 所示。
圖 2.4、應急通訊系統使用時機
我們以 1.1.5 所歸納的需求，檢視分析現有應急通訊系統的適用性。
2.2.1、專用高抗災通信平臺
專用高抗災通信平臺[51][52]為國家通訊傳播委員會於莫拉克風災後，協調地方政府與 電信業者共同出資，就偏鄉通訊設施進行改善，於高雄那瑪夏、茂林、桃源、六龜、杉 林、鳳山等 6 處，以「消防救災體系與行動通信系統結合」、「整合光纖、微波、衛星鏈 路形成多重中繼傳輸備援路由」及「加強電力備援系統」等設計理念完成之應急通訊平 臺。其佈建的方法為在災前預先佈建強固機房並於特定基地台佈建衛星、微波等無線通 訊設備，以確保政府救災體系緊急通訊順暢。
優點：
災前即已佈建完成，災難發生時，馬上就可以使用。
系統可靠性高。
結合行動通信系統與消防救災體系。
缺點：
由於成本過高，佈建數量極為有限，無法全面佈建，僅能佈建於少數具高潛 在危險的特定區域。
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2.2.2、無線對講機 (Walkie-Talkie)
無線對講機(俗稱 Walkie-Talkie)是一種手持的雙向無線電收發器，使用免執照的 ISM 頻 道，同時間只有一位使用者可以廣播語音訊息(半雙工) [23]。無線對講機不需佈建通訊 網路，只要雙方擁有無線對講機即可進行通話。
優點：
不需佈建通訊網路即可使用。
體積小、重量輕，可隨身攜帶。
電池充電後可長時間使用。
電波所及範圍內即使不知道對方身份、地點也可通訊。
缺點：
在世界很多地方普及率低，例如：台灣在八八水災中，政府花了 7/14 天從廠 商借得 240/1052 支無線對講機，太少也太慢。
需要簡單學習才能使用，緊急時無經驗之使用者必須在短時間內讀懂說明書，
自行學習使用，尤其是普及率低的地方。
沒有優先分級能力。
2.2.3、業餘無線電 (Amateur radio)
業餘無線電[9][19]，俗稱火腿(Ham radio)，與無線對講機相似，但通訊的距離較遠。其 原理為通過無線電進行訊號傳輸，早期使用長波段，因為長波段能量損失小且能繞過障 礙物，但由於長波的天線設備龐大、昂貴、通訊量小，後期使用能藉電離層反射的短波，
使得無線電設備價錢大幅降低，一般使用者也有能力使用，因此短波成為業餘愛好者的 使用主流。
優點：
不需佈建通訊網路即可使用。
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電波所及範圍內即使不知道對方身份、地點亦可大範圍廣播通訊，適合做訊息 發佈。
限制：
普及率低，擁有業餘無線電設備的民眾非常稀少。
使用困難，需要執照方能操作，但擁有執照的人員數量稀少，例如：在八八水 災中，7 天之後第一座業餘無線電台才架設完成。
行動力低。
2.2.4、行動衛星通訊 (Satellite mobile phone)
1990 年 代 數 個 使 用 非 同 步 衛 星 的 行 動 衛 星 通 訊 系 統 被 提 出 ， 例 如 GSM 的 衛 星 版—Motorola 的銥計劃(Iridium)、IS-95 的衛星版—Qualcomm 的全球通(Globalstar)，主 要提供語音以及低速率資料傳輸服務[44]。
為 了 降 低 延 遲 時 間 ， 避 免 通 話 受 到 干 擾 ， 行 動 衛 星 通 訊 大 多 使 用 軌 道 高 度 10,000~20,000km 的中軌道衛星搭配 750~2,000km 的低軌道衛星通訊系統。衛星就像不 斷移動的基地台，一般而言，中軌道衛星繞行地球一周約為 6 個小時，而低軌道衛星繞 行地球一周則約為 100 分鐘。由於衛星高掛於太空中，不受地震等天災影響，在災害來 臨時，成為一個可靠的應急通訊系統，但因其使用頻段較高，易受惡劣天候影響。衛星 造價高昂且使用者數量稀少，導致通話費用極高，雖然行動衛星通訊手持設備可以僅操 作在衛星通訊模式，但因通話費用因素，一般皆為衛星/地面蜂巢式雙模手持設備，在地 面蜂巢式行動通訊系統的服務範圍內，優先使用地面蜂巢式行動通訊系統，否則使用含 蓋範圍廣的行動衛星通訊系統，如銥計劃和全球通[27][44]。
銥計劃 (Iridium)：銥計劃為包含 11 個衛星軌道平面，66 顆衛星的行動衛星通訊系 統。每顆衛星重 689 公斤，衛星間可以彼此通訊。運作於 2001 年 3 月，提供語音、傳 真、資料和 GPS (Global Positioning System)服務，採用分頻多工結合分時多工技術及
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QPSK 調變技術。
全球通 (Globalstar)：全球通開始營運於 2000 年春天，為一包含 6 個衛星軌道平面，
48 顆衛星的行動衛星通訊系統。全球通每顆衛星重 450 公斤，衛星間彼此無法通訊。提 供語音、傳真、資料、GPS 和 paging 服務，使用分碼多工技術和 QPSK 調變技術。
優點：
覆蓋面廣，通訊距離遠。
不受地震等天災、地理條件影響限制。
可隨身攜帶。
易於實現多點通訊、具有優良的廣播特性。
限制：
價格高昂。
普及率非常低。
易受氣候影響。
2.2.5、專業用集群通訊系統 (Trunking radio)
由早期的專用無線電調度系統逐漸發展形成的，系統中每一個無線設備都會透過一個或 多個中繼站來把訊息發散出去，這種通訊系統主要用於對戶外作業的移動用戶提供調度 與指揮控制等服務，具有普通無線電通訊的語音、數據等功能外，還具備群組呼叫、優 先分級、快速接續等能力[46]。其作法是由中央控制器集中控制和管理系統中的每一個 頻段，以動態方式迅速的把空閒頻段分配出去，用戶群會呈現樹狀結構，常用於指揮調 度通訊，例如：美規的 Project 25[1]以及歐規的 TETRA[2]應急通訊系統。由於需專業人 員架設，一般未經訓練的民眾不會使用。因此，主要使用者為軍、警或專業救難團隊。
Project 25：APCO (Association of Public-safety Communications Officials-international) 於 1989 年推動的計劃(簡稱 P25)，制定了相關標準來提供服務以及各廠商互連相容能力
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(Multi-vendor interoperability)，以求找到符合公共安全與關鍵性任務需求之解決方案，
P25 具備支援類比/數位(analog/digital)之中繼集群模式，在小於 200 個使用者時或小規模 地方政府受限於預算時才採用類比模式，否則通常採用數位中繼集群模式。
TETRA (Terrestrial Trunking Radio)：又稱 Trans-European Trunking Radio，為專 業移動無線電(Professional Mobile Radio，PMR)和雙向收發器(Walkie-Talkie)規範，類似 於 P25 為專門設計用於公共安全與關鍵性任務需求之無線電通訊規範，除了以公共安全 (Public safety)與關鍵性任務需求之解決方案為考量設計外，也提供給鐵路運輸列車服務 和捷運系統無線電通訊服務等大眾交通系統。與 P25 不一樣地方為 TETRA 只提供數位 式中繼集群模式。
優點：
通訊網路架設快。
涵蓋範圍廣。
可靠性高。
限制：
話機數量有限。
需經專業訓練才會使用。
適用於特定使用者，主要為軍、警或專業救難團隊。
因體積、重量過大無法空投，如果交通系統癱瘓，不易運送至災區。
2.2.6、移動基地台 (Cell on wheels)
移動基地台實際上就是一個可移動的通訊系統，透過開到現場的車載平台，搭建通訊網 路，實際處理現場傳輸來的語音、影像、圖片等數據，實現現場各種不同規格、不同頻 段通訊網路的交換，構成統一的應急指揮平台。
由於移動式基地台具有架設速度快、運用靈活、調度方便、自帶電源設備等特點，
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因此，在大多數天然災害、突發事件和重大事件發生的情況下，應急通訊車通常是現場 應急通訊的首選方式之一，但專業設備需專人操作，且成本高昂無法大量佈署，導致接 通手機數量有限，並且需要完好交通系統才能進入災區，在大型天然災害中所能負擔的 通訊比例不大，並且因為交通可能斷絕，這些設備無法在第一時間送進災區，延誤救災 效率，目前中華電信在台灣北部有 18 台、中部有 11 台、南部有 8 台移動式基地台，相 較於數千座癱瘓的基地台，數量遠不敷所需。
優點：
佈建速度快。
擁有行動電話之一般民眾皆可使用。
限制：
造價高昂數量不足，無法大量部署。
因體積、重量過大無法空投，如果交通系統癱瘓，不易運送至災區。
2.2.7、行動隨意式網路 (MANET)
Ad hoc 網路是一種沒有有線基礎設施支持的移動網路，由具有無線區域網路能力的筆電 或平板電腦構成，每個節點皆可移動，並由這些節點構成一個網路，在 Ad hoc 網路中，
當兩個移動設備在彼此的連線覆蓋範圍內時，它們可以直接通訊，但是由於移動設備的 通訊覆蓋範圍有限，如兩個相距較遠的設備要進行通訊時，須藉由中間節點的轉發才能 實現[11][38]。它有以下特點：
無控制節點：所有節點皆可隨時加入或離開。
容易組織：不需要固定網路設施支持，能在任何時間、地點快速建構。
在我們的先前研究中，提出一個 P2Pnet，利用志願救災人員的筆記型電腦等建構成 MANET 網路平台，再利用 VoIP 技術實現應急通訊系統，稱為 P2Pnet [18][24][25][26]，
可以在沒有連接 Internet、沒有伺服器的情況下支援緊急的通訊與資訊運用[23]。
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P2Pnet 依照傳統網路分層的概念，在網路層與傳輸層之間加入一個名為「網路服務 層」的中介層，以完成 P2Pnet 所需功能。在實體層與網路層中，P2Pnet 將會試圖利用 所有可運用的資源，包含 WiMAX，Mesh network 與 VANET 等，機會網路(Opportunistic network)的技術將會把各個獨立的 P2Pnet 整合成為一個互通的網路，在此情況下，網路 節點之間可以將封包廣播到其鄰近的節點，在短時間內建立可用的通訊管道，以提供災 區作為初期的緊急通訊之用。[3][18][21][24][25][26][35][36]
這個系統可以提供部分的救災人員使用，但是仍有未足之處。一是可以支援的人數 僅限於擁有筆記型電腦的人，遠不敷所需，而擁有行動電話手機的人數遠高於此，幾乎 人人攜帶行動電話，二是 P2Pnet 系統仍須一定的專業知識才能安裝並操作本系統，三
這個系統可以提供部分的救災人員使用，但是仍有未足之處。一是可以支援的人數 僅限於擁有筆記型電腦的人，遠不敷所需，而擁有行動電話手機的人數遠高於此，幾乎 人人攜帶行動電話，二是 P2Pnet 系統仍須一定的專業知識才能安裝並操作本系統，三