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寬窄帶集群融合通信解決方案

2015-04-15 08:02:41于偉峰普天信息技術(shù)有限公司高級(jí)工程師
信息通信技術(shù)與政策 2015年1期
關(guān)鍵詞:寬帶集群語(yǔ)音

于偉峰 普天信息技術(shù)有限公司高級(jí)工程師

寬窄帶集群融合通信解決方案

于偉峰 普天信息技術(shù)有限公司高級(jí)工程師

總結(jié)了窄帶集群和LTE寬帶集群各自的特點(diǎn),介紹了寬窄帶集群融合通信解決方案的技術(shù)特點(diǎn)、架構(gòu)以及典型應(yīng)用。

LTE 集群通信 TETRA 融合通信

1 引言

以MPT1327、TETRA、PDT為代表的窄帶集群通信系統(tǒng),呼叫時(shí)延短,可組呼群呼,指揮調(diào)度效率高,是一種高效能的專業(yè)無(wú)線通信系統(tǒng),在政府、公共安全、應(yīng)急通信、電力、民航、石油化工和軍隊(duì)等領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)窄帶集群系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是頻段低,路徑損耗小,覆蓋范圍廣,但劣勢(shì)在于,傳輸帶寬窄,僅能提供語(yǔ)音服務(wù),無(wú)法提供寬帶傳輸以及視頻應(yīng)用,難以滿足復(fù)雜場(chǎng)景下的調(diào)度指揮需求。

而隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展以及全球無(wú)線城市的大規(guī)模建設(shè),寬帶化成為整個(gè)無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)。集群通信系統(tǒng)在技術(shù)上向著系統(tǒng)IP化、業(yè)務(wù)多樣化、數(shù)據(jù)寬帶化、終端多?;姆较虬l(fā)展。LTE是目前主流的第四代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),支持上行50Mbit/s/下行100Mbit/s的理論峰值速率。LTE寬帶集群系統(tǒng)正是以TD-LTE為核心技術(shù),將TD-LTE技術(shù)的高速率、大帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點(diǎn)進(jìn)行融合,是新一代的寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng),可支持更為豐富的多媒體業(yè)務(wù)類型。以公共安全行業(yè)應(yīng)用為例(見(jiàn)圖1),其典型應(yīng)用包括:

(1)定點(diǎn)/移動(dòng)高清視頻監(jiān)控

圖1 基于LTE寬帶集群系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用

在LTE寬帶集群專網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi),可架設(shè)無(wú)線攝像頭或采用車載/船載監(jiān)控設(shè)備,對(duì)指定地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控及視頻聯(lián)網(wǎng)上傳。可支持多路720/1080P高清攝像頭,實(shí)現(xiàn)真正的高清畫質(zhì)監(jiān)控,畫面清晰流暢,可在根本上解決船只、車輛等移動(dòng)設(shè)施內(nèi)的實(shí)時(shí)高清監(jiān)控問(wèn)題,以及警方在日常巡邏、處理突發(fā)事件時(shí)的移動(dòng)高清視頻監(jiān)控需求。

(2)視頻組呼業(yè)務(wù)

現(xiàn)場(chǎng)情況往往非常復(fù)雜,有時(shí)候僅憑語(yǔ)音很難講清楚,這時(shí)視頻組呼業(yè)務(wù)就能發(fā)揮作用:用戶在進(jìn)行語(yǔ)音組呼的過(guò)程中,開(kāi)啟視頻組呼,將自身面部視頻或現(xiàn)場(chǎng)視頻傳輸給同組人。

(3)語(yǔ)音集群業(yè)務(wù)

LTE寬帶集群通信系統(tǒng),提供低時(shí)延的語(yǔ)音指揮調(diào)度業(yè)務(wù),提供組呼、群呼、PTT、優(yōu)先級(jí)呼叫、緊急呼叫、監(jiān)聽(tīng)、包容呼叫、遲后進(jìn)入、環(huán)境偵聽(tīng)等基于語(yǔ)音調(diào)度的補(bǔ)充業(yè)務(wù)??蓮V泛應(yīng)用于需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作的場(chǎng)合。

(4)多媒體指揮調(diào)度業(yè)務(wù)

4G寬帶集群通信系統(tǒng)不僅提供人與人之間的指揮調(diào)度業(yè)務(wù),更提供人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的指揮調(diào)度業(yè)務(wù);不僅傳遞語(yǔ)音信息,更可傳遞包括語(yǔ)音、圖片、圖像、文本數(shù)據(jù)于一體的多媒體信息。

(5)移動(dòng)辦公業(yè)務(wù)

LTE寬帶集群通信系統(tǒng)提供的移動(dòng)辦公業(yè)務(wù),不僅能收發(fā)郵件和上網(wǎng),更提供與行業(yè)事務(wù)緊密結(jié)合的移動(dòng)辦公。后臺(tái)系統(tǒng)按流程順序?qū)⑷蝿?wù)發(fā)給各階段負(fù)責(zé)人終端,流程各階段負(fù)責(zé)人用移動(dòng)或固定終端向后臺(tái)系統(tǒng)反饋流程環(huán)節(jié)完成情況。該系統(tǒng)適合于移動(dòng)情況下辦理電子業(yè)務(wù)流程,可減少差錯(cuò),提高公務(wù)辦理速度,可廣泛應(yīng)用于警情處理記錄、物流記錄、安檢、現(xiàn)場(chǎng)取證、室外處置記錄等領(lǐng)域。

目前,國(guó)內(nèi)已部署的LTE專網(wǎng)系統(tǒng)集中在1447~1467MHz以及1785~1805MHz頻段,與傳統(tǒng)的窄帶集群相比,LTE寬帶集群的劣勢(shì)在于,頻段相對(duì)較高,覆蓋范圍小,組網(wǎng)成本高。

2 融合通信的技術(shù)背景

LTE寬帶集群與傳統(tǒng)的窄帶集群各有優(yōu)勢(shì),兩者并不是絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,而是可以互相依托、互為補(bǔ)充的。在一定時(shí)期內(nèi),傳統(tǒng)的窄帶集群以頻段低、覆蓋遠(yuǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟為優(yōu)勢(shì),仍不失為一種高效的語(yǔ)音集群解決方案。如果能實(shí)現(xiàn)寬窄帶集群的真正融合組網(wǎng),可充分兼顧窄帶集群的低成本、廣覆蓋與寬帶集群的多媒體、高速率優(yōu)勢(shì),幫助客戶節(jié)省投資,在成本、容量與質(zhì)量之間取得最佳的平衡。

基于以上需求,業(yè)內(nèi)推出了寬窄帶集群融合通信解決方案,充分發(fā)揮窄帶集群的覆蓋范圍廣、組網(wǎng)成本低的優(yōu)勢(shì),以及LTE寬帶集群的高速率、低時(shí)延、多媒體應(yīng)用優(yōu)勢(shì),將TETRA、LTE寬帶集群系統(tǒng)、公網(wǎng)、移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等原本各自分散獨(dú)立的功能子系統(tǒng)有機(jī)融合成一個(gè)多元化的新一代指揮通信平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)固定與機(jī)動(dòng)、寬帶與窄帶、有線與無(wú)線的完美融合;不管各人員、裝備以何種方式(有線、無(wú)線、公網(wǎng)、4G專網(wǎng)、WLAN、TETRA等)接入該系統(tǒng),指揮中心均可實(shí)時(shí)掌控其當(dāng)前狀態(tài)、所處位置,當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí),即可根據(jù)既定預(yù)案做到命令一鍵全網(wǎng)下達(dá),全員全域應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。

3 融合通信系統(tǒng)架構(gòu)

融合通信管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由應(yīng)用層、交換控制層、接入層和終端組成,其整體架構(gòu)如圖2所示。

應(yīng)用層提供的業(yè)務(wù)包括多媒體集群調(diào)度、視頻綜合、位置、數(shù)據(jù)、視頻會(huì)議、應(yīng)急預(yù)案、維護(hù)管理等業(yè)務(wù),并可提供二次開(kāi)發(fā)的接口,進(jìn)行新業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

交換控制層主要完成語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)、調(diào)度等業(yè)務(wù)的交換控制,主要包含集群核心網(wǎng)、SCC、UCP。其中,集群核心網(wǎng)負(fù)責(zé)LTE集群專網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制,SCC負(fù)責(zé)與窄帶集群的互通,UCP負(fù)責(zé)其他接入方式下(如公網(wǎng))終端的業(yè)務(wù)控制。集群核心網(wǎng)、SCC、UCP分別和業(yè)務(wù)融合子層存在接口,由業(yè)務(wù)融合子層進(jìn)行統(tǒng)一控制,并且向業(yè)務(wù)融合子層上報(bào)用戶狀態(tài)和業(yè)務(wù)狀態(tài)信息。

接入層提供多種接入方式,系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)字集群接入和4G寬帶集群專網(wǎng)接入的統(tǒng)一交換控制,支持350M模擬集群的接入,與數(shù)字集群、寬帶集群業(yè)務(wù)互通。系統(tǒng)支持3G、4G公網(wǎng)智能終端通過(guò)公網(wǎng)接入到集群網(wǎng)絡(luò)中,支持終端通過(guò)Wi-Fi、WiMAX、衛(wèi)星連接、光纖網(wǎng)絡(luò)連接、微波連接或者有線連接接入到集群網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行集群業(yè)務(wù)。

終端包含多種形態(tài),如數(shù)字集群終端、寬帶集群終端、模擬集群終端、車載終端、CPE、通用智能終端等??煞謩e適用于不同的場(chǎng)景,為用戶提供集群業(yè)務(wù)或者數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

圖2 融合通信管理系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)中與模擬集群的互通通過(guò)SCC(Switching& Control Center,交換控制中心)和模擬網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)中與其他公共網(wǎng)絡(luò)之間的互通,在UCP(Unified Communication Platform,統(tǒng)一通信平臺(tái))實(shí)現(xiàn),UCP通過(guò)網(wǎng)關(guān)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、公共網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)單呼的互通。UCP通過(guò)SIP中繼的方式,與IPPBX、中繼網(wǎng)關(guān)設(shè)備、語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行一個(gè)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)PSTN語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)、ISDN網(wǎng)絡(luò)、NGN網(wǎng)絡(luò)的融合。UCP側(cè)用戶、數(shù)字集群用戶、寬帶集群用戶發(fā)起組呼,調(diào)度臺(tái)用戶與模擬集群互通,均由SCC處理,通過(guò)模擬集群網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)。融合后的SCC核心系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前市面上主流的不同廠家的不同制式無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,如摩托羅拉、EADS、東方通信的TETRA數(shù)字集群系統(tǒng);公安部PDT聯(lián)盟制定的PDT數(shù)字集群通信系統(tǒng);原模擬MPT1327集群通信系統(tǒng);國(guó)際通用的模擬常規(guī)對(duì)講通信系統(tǒng)等,并已在多地實(shí)現(xiàn)了實(shí)際商用互通,海能達(dá)PDT、東方通信PDT、優(yōu)能MPT1327、普天LTE集群、東方通信TETRA已成功進(jìn)行互聯(lián)互通。

通過(guò)融合通信方案將模擬集群系統(tǒng)、數(shù)字集群系統(tǒng)、寬帶集群系統(tǒng)、公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)、移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、應(yīng)急中心視頻會(huì)商系統(tǒng)、監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等原本各自分散獨(dú)立的功能子系統(tǒng)有機(jī)融合成一個(gè)多元化的融合通信管理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)固定與機(jī)動(dòng)、空中與地面、有線與無(wú)線的完美融合;實(shí)現(xiàn)全區(qū)域應(yīng)急物資、救援力量等各種應(yīng)急資源在電子地圖上進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)、圖形化展示、共享服務(wù);實(shí)現(xiàn)所有接入用戶無(wú)縫連接。構(gòu)建一套廣域、行業(yè)間可相互隔離、多類型終端接入的多媒體融合通訊協(xié)同指揮系統(tǒng)。

4 業(yè)務(wù)應(yīng)用

融合通信管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將提供如下業(yè)務(wù)應(yīng)用:

(1)提供語(yǔ)音、視頻和文本等多種方式的調(diào)度

通過(guò)終端提供的位置信息,對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的管理。首先,語(yǔ)音調(diào)度除了傳統(tǒng)的集群專網(wǎng)中組呼、單呼等調(diào)度功能外,系統(tǒng)還使得專網(wǎng)集群終端和公網(wǎng)智能終端實(shí)現(xiàn)集群對(duì)講功能,即實(shí)現(xiàn)廣域?qū)χv,克服了傳統(tǒng)集群對(duì)講系統(tǒng)的區(qū)域限制。其次,提供視頻調(diào)度和文本調(diào)度的功能,既可實(shí)現(xiàn)指揮中心對(duì)終端的視頻調(diào)度,也可實(shí)現(xiàn)終端與指揮中心之間、終端與終端之間一對(duì)一或一對(duì)多的視頻調(diào)度,并且可同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音和視頻對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)度。提供強(qiáng)大的文本調(diào)度功能,指揮調(diào)度中心可以對(duì)網(wǎng)內(nèi)終端文本廣播,也可以是指揮中心和終端之間的文本交互,支持一對(duì)一和一對(duì)多的文本調(diào)度模式。系統(tǒng)可根據(jù)網(wǎng)內(nèi)終端的位置信息,實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)地進(jìn)行管理,也可以根據(jù)用戶在地圖上的位置,對(duì)該用戶同時(shí)啟動(dòng)語(yǔ)音和視頻的調(diào)度。各地應(yīng)急指揮綜合平臺(tái)系統(tǒng)是一個(gè)融合了多種接入方式、多種傳輸手段、多種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一通信系統(tǒng)。

(2)提供全網(wǎng)音視頻通信統(tǒng)一調(diào)度管理業(yè)務(wù)

系統(tǒng)中的模擬集群終端、數(shù)字集群終端、LTE寬帶集群終端、公網(wǎng)移動(dòng)終端、衛(wèi)星終端、IP電話、普通電話等各種制式的語(yǔ)音終端需要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一語(yǔ)音通信調(diào)度管理。具有全網(wǎng)混合編組、單呼、組呼、可視單呼(視頻終端)、可視組呼(視頻終端)、視頻廣播(視頻終端)、視頻調(diào)度(視頻終端)、視頻監(jiān)控(視頻終端)、視頻存儲(chǔ)(視頻終端)、話權(quán)管理、廣播呼叫、電話互聯(lián)業(yè)務(wù)、遲后進(jìn)入、限時(shí)通話、動(dòng)態(tài)重組、調(diào)度區(qū)域選擇、調(diào)度臺(tái)強(qiáng)插/強(qiáng)拆、遙暈/遙斃/復(fù)活等業(yè)務(wù)功能。

(3)提供全網(wǎng)視頻監(jiān)控統(tǒng)一接入管理業(yè)務(wù)

在市級(jí)、省級(jí)范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)公安、交通、漁業(yè)、環(huán)保、氣象、城管、人防、海洋等各行業(yè)、各部門現(xiàn)有固定視頻監(jiān)控源、移動(dòng)視頻監(jiān)控源及衛(wèi)星通信裝備、視頻監(jiān)控源,通過(guò)融合通信解決方案實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接入管理,按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)、分發(fā)、播放、調(diào)度等處理,實(shí)現(xiàn)各視頻監(jiān)控源的統(tǒng)一調(diào)度接入與大屏展示等功能,滿足對(duì)突發(fā)事件應(yīng)急指揮現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)掌握與領(lǐng)導(dǎo)輔助決策支持等應(yīng)用需求。

(4)提供全網(wǎng)終端統(tǒng)一在線監(jiān)控業(yè)務(wù)

為了能夠?qū)ν话l(fā)事件進(jìn)行高效快捷應(yīng)急處置,通過(guò)本系統(tǒng)能夠調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握應(yīng)急人員、單位以及物資裝備的當(dāng)前位置、具體數(shù)量等信息。為指揮決策人員就近派遣人員、調(diào)配資源提供參考依據(jù)。

(5)提供全網(wǎng)信息統(tǒng)一展示業(yè)務(wù)

發(fā)生突發(fā)事件時(shí),系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)視頻圖像、應(yīng)急物資裝備、人員/位置/數(shù)量、周邊交通狀況、附近社區(qū)信息、近期天氣變化等各種信息進(jìn)行統(tǒng)一顯示。為指揮決策人員提供清晰直觀、真實(shí)客觀、精準(zhǔn)細(xì)致的決策依據(jù)。

(6)全員全域統(tǒng)一指揮調(diào)度業(yè)務(wù)

指揮人員通過(guò)一臺(tái)機(jī)、一個(gè)屏、一張圖,就能對(duì)全網(wǎng)音視頻通信進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理、全網(wǎng)視頻監(jiān)控統(tǒng)一接入管理、全網(wǎng)終端統(tǒng)一在線監(jiān)控、全網(wǎng)信息統(tǒng)一展示,并在此基礎(chǔ)上滿足對(duì)突發(fā)事件的監(jiān)測(cè)監(jiān)控、預(yù)測(cè)預(yù)警、信息報(bào)送、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)溝通、資源調(diào)配、聯(lián)動(dòng)指揮、集群對(duì)講、視頻調(diào)度、遠(yuǎn)程會(huì)商、定位跟蹤等統(tǒng)一調(diào)度管理。

(7)全網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一管理維護(hù)業(yè)務(wù)

通過(guò)統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng),能夠更有效地管理融合通信管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)θW(wǎng)各網(wǎng)元、子系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行情況、故障判斷、統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)元配置和告警管理等信息進(jìn)行統(tǒng)一管理、維護(hù),能夠?qū)θW(wǎng)終端實(shí)行統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開(kāi)通、數(shù)據(jù)配置、號(hào)碼分配、撥號(hào)規(guī)則等。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前,寬窄帶融合通信解決方案已在政務(wù)、公安等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,能在LTE寬帶集群與客戶原有的窄帶集群之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和統(tǒng)一調(diào)度,幫助用戶保護(hù)已有投資,在組網(wǎng)成本與網(wǎng)絡(luò)容量之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。該方案已廣泛部署并得到了客戶的高度認(rèn)可,展望未來(lái),融合通信方案必將成為產(chǎn)業(yè)的潮流。

1 鄭祖輝,陸錦華,丁銳,鄭嵐.數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng).電子工業(yè)出版社.2008,1

2014-12-26)

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