盧洪濤，陳玥，錢少波

（1.中國電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630；2.中國電信集團(tuán)公司，北京 100032）

1 某電信運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)的數(shù)字集群系統(tǒng)

由于近年自然災(zāi)害頻發(fā)以及反恐維穩(wěn)形勢(shì)嚴(yán)峻，提升應(yīng)急通信能力迫在眉睫。各大電信運(yùn)營(yíng)商均加大了對(duì)應(yīng)急通信人員和裝備的投入。2015年6月9日，中國電信貴州機(jī)動(dòng)通信局正式掛牌成立。目前該局配有大中小型CDMA網(wǎng)應(yīng)急通信車、短波應(yīng)急通訊車、綜合保障指揮車、衛(wèi)星通信車、電源車、各類衛(wèi)星通信裝備等應(yīng)急通信設(shè)備，可隨時(shí)隨地建立由衛(wèi)星通信、短波、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、無線接入、交換、短波等多種通信手段組成的應(yīng)急通信系統(tǒng)，并提供交換、傳輸、接入、動(dòng)力四大類通信服務(wù)。

集群通信系統(tǒng)是主要應(yīng)用于指揮調(diào)度的專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，具有信道利用率高、可進(jìn)行組呼、群呼和脫網(wǎng)直呼等特點(diǎn)，適合在需要通信指揮、聯(lián)絡(luò)、調(diào)度的場(chǎng)合使用。近年來我國數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，該技術(shù)越來越多地在大型活動(dòng)或抗擊各類災(zāi)害通信保障中得到實(shí)際應(yīng)用。目前我國主要應(yīng)用的數(shù)字集群系統(tǒng)包括歐洲的TETRA（Terrestrial Trunked Radio，陸上集群無線電）、美國的IDEN（Integrated Digital Enhanced Network ，集成數(shù)字增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)）以及我國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GOTA（Global Open Trunking Architecture，開放式集群架構(gòu)）和GT800，其中TETRA 技術(shù)體制在我國應(yīng)用得最為廣泛。

某電信運(yùn)營(yíng)商裝備多種制式的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其中TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)在北京、上海、廣州和西安提供服務(wù)，生產(chǎn)廠商主要包括空客公司和摩托羅拉公司，中興公司生產(chǎn)的GOTA數(shù)字集群系統(tǒng)在天津、四川和山東等地均有部署，其中北京運(yùn)營(yíng)的TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)是全球最大的城市數(shù)字集群系統(tǒng)。近年來某電信運(yùn)營(yíng)商在各項(xiàng)大型社會(huì)活動(dòng)中為公安、武警、政府等部門提供數(shù)字集群服務(wù)，包括為國慶閱兵、2008年北京奧運(yùn)會(huì)、多屆全國人大政協(xié)會(huì)議等重要活動(dòng)提供服務(wù)。

某電信運(yùn)營(yíng)商在廣州和北京都裝備了數(shù)字集群應(yīng)急通信車，以便于在緊急情況下提供數(shù)字集群通信應(yīng)急服務(wù)。應(yīng)急通信車主要裝備TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)基站，以衛(wèi)星及微波通信等手段回傳至數(shù)字集群核心網(wǎng)。

2 數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)

常規(guī)的指揮調(diào)度或應(yīng)急通信對(duì)講，需要在同一制式或系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)下的一個(gè)群組終端才能實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)，亟需整合現(xiàn)有的數(shù)字集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的通信及調(diào)度，高效協(xié)同完成突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急指揮調(diào)度工作。在應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)除數(shù)字集群系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通外，模擬集群系統(tǒng)、短波電臺(tái)、無線對(duì)講機(jī)以及公眾電話網(wǎng)也有與數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通的需求。

數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通可分為系統(tǒng)層面的互聯(lián)互通和終端層面的互聯(lián)互通。

2.1 系統(tǒng)層面的數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通

系統(tǒng)層面的數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通，包括TETRA系統(tǒng)不同廠家不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，TETRA系統(tǒng)與GOTA系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

現(xiàn)階段空客公司生產(chǎn)的TETRA設(shè)備和摩托羅拉公司生產(chǎn)的TETRA設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層面的互聯(lián)互通。GOTA系統(tǒng)與TETRA系統(tǒng)均可與公眾電話網(wǎng)連接，GOTA系統(tǒng)與TETRA系統(tǒng)之間可通過公眾電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，但系統(tǒng)間只能實(shí)現(xiàn)個(gè)呼業(yè)務(wù)，無法實(shí)現(xiàn)組呼業(yè)務(wù)，同時(shí)這種互聯(lián)互通方式需要配置用戶數(shù)據(jù)，在應(yīng)急通信場(chǎng)景下無法迅速實(shí)現(xiàn)。

2.2 終端層面的數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通

數(shù)字集群終端上均有PEI（Peripheral Equipment Interface，外圍設(shè)備接口）和語音接口，語音接口中包括模擬音頻發(fā)送和模擬音頻接收以及PTT（Push to Talk，一鍵通話）。利用E&M（Ear and Mouth，模擬音頻聽說）接口，連接數(shù)字集群終端的音頻接口，提取音頻輸出信號(hào)、音頻輸入信號(hào)、載波控制中繼信號(hào)和發(fā)射控制信號(hào)，控制模擬語音和2個(gè)控制信號(hào)的交換，實(shí)現(xiàn)不同終端的音頻互聯(lián)互通。通過研發(fā)音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)終端層面的數(shù)字集群互聯(lián)互通。

2.3 TETRA數(shù)字集群終端與GOTA終端、模擬集群終端、短波電臺(tái)、無線對(duì)講機(jī)互聯(lián)互通

GOTA系統(tǒng)的車載電臺(tái)和手持機(jī)同樣有音頻接口，通過音頻接口使用音頻互聯(lián)的方式，可以與TETRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)音頻互聯(lián)互通，目前支持跨系統(tǒng)組呼業(yè)務(wù)，不支持漫游等其他功能。實(shí)現(xiàn)原理與TETRA數(shù)字集群終端之間的音頻互聯(lián)互通類似。

模擬集群終端、短波電臺(tái)和無線對(duì)講機(jī)均有音頻接口，借助音頻互聯(lián)方式，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群系統(tǒng)與模擬集群終端、短波電臺(tái)和無線對(duì)講機(jī)的互聯(lián)互通。

2.4 數(shù)字集群系統(tǒng)與公眾電話網(wǎng)互聯(lián)互通

GOTA系統(tǒng)核心網(wǎng)與CDMA網(wǎng)絡(luò)基本相同，采用7號(hào)信令可與公眾電話網(wǎng)相連。從而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，目前支持個(gè)呼業(yè)務(wù)。空客生產(chǎn)的TETRA系統(tǒng)可采用中心交換機(jī)ISDN PRA的接口連接至PABX，PABX再連接至大網(wǎng)，完成系統(tǒng)互聯(lián)。摩托羅拉生產(chǎn)的TETRA系統(tǒng)，可采用SIP（Session Initial Protocol，會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議），通過電話網(wǎng)關(guān)與IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）相連。在TETRA與公眾電話網(wǎng)的互聯(lián)互通下，只能實(shí)現(xiàn)公眾電話用戶與數(shù)字集群終端的全雙工個(gè)呼業(yè)務(wù)，無法實(shí)現(xiàn)組呼業(yè)務(wù)。

綜上所述，系統(tǒng)層面的數(shù)字集群系統(tǒng)互聯(lián)互通，無法實(shí)現(xiàn)在指揮調(diào)度現(xiàn)場(chǎng)最需要的數(shù)字集群組呼業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，無法滿足在應(yīng)急場(chǎng)景下的需求。采用數(shù)字集群終端的音頻接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群終端與其他具備音頻接口終端的音頻互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)組呼業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，可以在應(yīng)急場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群系統(tǒng)協(xié)同保障。通過音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群終端的互聯(lián)互通。

3 應(yīng)急場(chǎng)景下TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車協(xié)同保障

某電信運(yùn)營(yíng)商配備的TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車是應(yīng)急情況現(xiàn)場(chǎng)的主要保障手段，既可獨(dú)立組網(wǎng)，也可作為應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的指揮部。當(dāng)發(fā)生較大范圍緊急情況或者其他應(yīng)急事件時(shí)，可裝備音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，通過協(xié)同其他數(shù)字集群系統(tǒng)和應(yīng)急通信手段，形成跨區(qū)域的協(xié)作保障，實(shí)現(xiàn)更大范圍的應(yīng)急指揮調(diào)度。

TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車分為兩大類。一類為TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)車，車輛上裝備TETRA數(shù)字集群交換機(jī)和TETRA數(shù)字集群基站；另一類為TETRA數(shù)字集群基站車，車輛上僅安裝TETRA數(shù)字集群基站。每輛TETRA數(shù)字集群基站車和系統(tǒng)車既可獨(dú)立組網(wǎng)，作為應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的指揮部，還可在發(fā)生較大事故或者其他應(yīng)急事件時(shí)，在區(qū)域內(nèi)形成小型集群指揮調(diào)度網(wǎng)，滿足小范圍內(nèi)的應(yīng)急指揮調(diào)度需要。當(dāng)發(fā)生大型、特大型應(yīng)急事件時(shí)，還可形成跨區(qū)域的協(xié)作保障，實(shí)現(xiàn)更大范圍的應(yīng)急指揮調(diào)度體系。

某電信運(yùn)營(yíng)商目前裝備TETRA摩托羅拉數(shù)字集群應(yīng)急車和TETRA空客數(shù)字集群應(yīng)急車。摩托羅拉數(shù)字集群應(yīng)急車分為基站車和系統(tǒng)車，空客數(shù)字集群車目前在中國電信裝備的均為基站車。空客數(shù)字集群車的組網(wǎng)與摩托羅拉數(shù)字集群車略有不同。

TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車在裝備音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備后，具有與當(dāng)?shù)爻鞘袛?shù)字集群網(wǎng)或者其他集群系統(tǒng)互連互通的能力，實(shí)現(xiàn)更大容量的擴(kuò)充或者更大范圍的覆蓋。并可以與公眾電話網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，同步進(jìn)行調(diào)度和指揮，還可使用衛(wèi)星通信等手段與GOTA系統(tǒng)、短波電臺(tái)、模擬對(duì)講機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)組呼業(yè)務(wù)。

3.1 小區(qū)域內(nèi)協(xié)同應(yīng)急保障

單個(gè)摩托羅拉集群系統(tǒng)車獨(dú)立工作時(shí)，在其覆蓋范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)基站用戶間組呼、單呼、緊急呼叫、電話呼叫、通播組呼叫、短信等全部功能，同時(shí)利用有線調(diào)度臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本系統(tǒng)內(nèi)所有用戶和通話組的語音呼叫和高級(jí)指揮調(diào)度功能，如通話組派接、動(dòng)態(tài)重組、遙斃等。上海、湖北、四川和陜西配備的數(shù)字集群系統(tǒng)車均可實(shí)現(xiàn)該功能。

單個(gè)摩托羅拉集群基站車獨(dú)立工作時(shí)，數(shù)字集群基站將工作在單站集群模式。覆蓋范圍內(nèi)的集群終端用戶可以注冊(cè)到當(dāng)前基站，實(shí)現(xiàn)組呼、緊急呼叫、通播組呼叫、短信等功能。同時(shí)利用無線調(diào)度臺(tái)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)集群用戶的調(diào)度功能，包括組呼、緊急呼叫、通話組監(jiān)聽、通播組呼叫、通話組派接、SIP電話互通、錄音等。

空客數(shù)字集群基站車組網(wǎng)與摩托羅拉數(shù)字集群基站車組網(wǎng)差異在于空客數(shù)字集群車無法實(shí)現(xiàn)SIP電話互通。摩托羅拉數(shù)字集群系統(tǒng)車和基站車均可使用SIP方式接入電信大網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電信大網(wǎng)與集群終端個(gè)呼業(yè)務(wù)。

終端在沒有系統(tǒng)覆蓋的情況下，可以進(jìn)入直通模式（DMO），實(shí)現(xiàn)組呼、個(gè)呼、緊急呼叫、短信息等功能。

小區(qū)域TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車協(xié)同保障組網(wǎng)示意圖如圖1所示。

3.2 其他集群網(wǎng)出現(xiàn)容量不足

（1）其他集群網(wǎng)與數(shù)字集群車屬于同一制式同一廠商的情況

當(dāng)現(xiàn)有城市數(shù)字集群網(wǎng)設(shè)備采用的系統(tǒng)與數(shù)字集群車相同時(shí)，數(shù)字集群基站車可通過衛(wèi)星或者有線傳輸方式直接接入該城市集群通信網(wǎng)的交換系統(tǒng)，可擴(kuò)大城市數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍及容量。此時(shí)，現(xiàn)有集群通信網(wǎng)的調(diào)度臺(tái)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括基站車用戶在內(nèi)的全網(wǎng)終端的遠(yuǎn)程調(diào)度通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群網(wǎng)的所有業(yè)務(wù)。

以摩托羅拉的集群基站車為例，摩托羅拉提供的數(shù)字集群基站支持衛(wèi)星鏈路連接，可以通過衛(wèi)星通信等傳輸方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程接入當(dāng)?shù)爻鞘袛?shù)字集群網(wǎng)。接口可以根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘袛?shù)字集群網(wǎng)的接口方式采用E1或者IP。

空客數(shù)字集群基站車在北京、廣州等有空客TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)覆蓋的城市，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星回傳接入空客TETRA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合保障。

（2）其他集群網(wǎng)與數(shù)字集群車屬于不同制式或同一制式不同廠商的情況

當(dāng)現(xiàn)有城市數(shù)字集群網(wǎng)設(shè)備采用的系統(tǒng)與數(shù)字集群車制式不同或是同一制式不同廠商時(shí)，數(shù)字集群基站車和系統(tǒng)車可通過語音派接網(wǎng)關(guān)設(shè)備，使用衛(wèi)星通信等傳輸方式，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程的城市數(shù)字集群網(wǎng)進(jìn)行音頻派接，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)組呼業(yè)務(wù)，擴(kuò)大城市集群網(wǎng)的容量。

圖1 小區(qū)域TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車協(xié)同保障組網(wǎng)示意圖

3.3 多輛TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車跨區(qū)域聯(lián)合執(zhí)行保障任務(wù)

TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車在多個(gè)區(qū)域聯(lián)合執(zhí)行任務(wù)，可通過音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，采用衛(wèi)星通信等傳輸方式，在不同區(qū)域聯(lián)合執(zhí)行任務(wù)，TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車之間實(shí)現(xiàn)跨車組呼，單一數(shù)字集群應(yīng)急車可實(shí)現(xiàn)上文中小區(qū)域內(nèi)所有業(yè)務(wù)功能。TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車可通過音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)和語音中繼網(wǎng)關(guān)，使用衛(wèi)星通信等手段與其他TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)組呼業(yè)務(wù)。多區(qū)域TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車協(xié)同保障組網(wǎng)示意圖如圖2所示。

圖2 多區(qū)域TETRA數(shù)字集群應(yīng)急車協(xié)同保障組網(wǎng)示意圖

4 結(jié)束語

我國數(shù)字集群體制有多種不同制式的數(shù)字集群系統(tǒng)，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不成熟及廠家間技術(shù)壁壘的原因，數(shù)字集群系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)別的互聯(lián)互通。電信運(yùn)營(yíng)商經(jīng)常使用數(shù)字集群應(yīng)急車及其它應(yīng)急通信工具例如短波電臺(tái)來實(shí)施應(yīng)急通信保障。在重大事件保障和災(zāi)害保障場(chǎng)景下，為有效指揮調(diào)度，電信運(yùn)營(yíng)商有不同制式數(shù)字集群設(shè)備之間及其他設(shè)備的互聯(lián)互通需求。目前數(shù)字集群終端、模擬集群終端及短波電臺(tái)、無線對(duì)講機(jī)終端均具備音頻接口，音頻互聯(lián)技術(shù)屬于一種成熟技術(shù)，電信運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)音頻互聯(lián)技術(shù)原理，開發(fā)數(shù)字集群音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，通過將該網(wǎng)關(guān)配置在數(shù)字集群應(yīng)急車上，采用數(shù)字集群終端音頻互聯(lián)方式，可以有效克服目前不同制式數(shù)字集群系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)互聯(lián)互通的困難，在應(yīng)急情況下數(shù)字集群應(yīng)急車通過音頻互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可快速實(shí)現(xiàn)組呼業(yè)務(wù)的跨廠家跨系統(tǒng)互聯(lián)，有效解決集約化協(xié)同保障的基本需求。

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