張克強(qiáng)

（山西省公安廳，太原 030000）

1 引言

從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來(lái)看，我國(guó)專網(wǎng)通信的發(fā)展，總體上可以分為模擬常規(guī)通信、模擬集群通信、數(shù)字無(wú)線通信、寬帶集群通信四個(gè)階段，目前正處于數(shù)字集群通信向?qū)拵Ъ和ㄐ呸D(zhuǎn)換的重要階段。

圖1 專網(wǎng)通信發(fā)展史

從業(yè)務(wù)發(fā)展的角度看，語(yǔ)音業(yè)務(wù)一直以來(lái)是公安的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，也是基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)、圖像、視頻業(yè)務(wù)是公安實(shí)際應(yīng)用和調(diào)度中的重要支撐。如定位信息是實(shí)際調(diào)度中的重要數(shù)據(jù)，將支撐快速、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)調(diào)度。圖像和視頻業(yè)務(wù)在某些重要場(chǎng)景中尤其重要，如大型安保、線路安保管控，可以使得指揮中心能實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，從而做出準(zhǔn)確快速的應(yīng)變。

2 山西的具體情況

山西省通過(guò)2013年和2014年兩期建設(shè)，已建設(shè)完成全省TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“省-市-縣”三級(jí)覆蓋。由于TETRA網(wǎng)絡(luò)采用的是小區(qū)制，覆蓋范圍有限，加之空口無(wú)線環(huán)境實(shí)時(shí)變化，很多地方難免會(huì)存在盲點(diǎn)死角。另外由于TETRA網(wǎng)絡(luò)制式帶寬小、速率低，可承載基礎(chǔ)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，無(wú)法支撐圖像和視頻業(yè)務(wù)。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D

網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足和網(wǎng)絡(luò)制式能力的缺失導(dǎo)致現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)仍有發(fā)展的空間，以更好地為指揮調(diào)度的全場(chǎng)景、全業(yè)務(wù)服務(wù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)整體的架構(gòu)和實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，本文提出了融合和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急補(bǔ)充兩個(gè)思路，兩個(gè)思路相互補(bǔ)充，互為抓手，以專網(wǎng)為根本，公網(wǎng)為支撐。在現(xiàn)有TETRA網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上全方位構(gòu)建可承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻的融合網(wǎng)絡(luò)，探討網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，為打造“全省一張網(wǎng)、全省一張圖”而獻(xiàn)言獻(xiàn)策。

3 具體的融合機(jī)制

3.1 網(wǎng)絡(luò)側(cè)融合

目前，山西的窄帶TETRA網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)覆蓋網(wǎng)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)將即可支持對(duì)窄帶網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充覆蓋，又可以支撐圖像、視頻等多種業(yè)務(wù)類型，以保證公共安全、災(zāi)害救援、移動(dòng)安保等多種任務(wù)的需要。LTE技術(shù)作為寬帶網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)之一，采用了OFDM（頻分多址）技術(shù)，通過(guò)對(duì)時(shí)域和頻域資源的分隔以承載更多的用戶和數(shù)據(jù)量，同時(shí)通過(guò)QoS 端到端管控以使業(yè)務(wù)、應(yīng)用和協(xié)議更好地適應(yīng)無(wú)線信道和無(wú)線資源特性，LTE也支持多天線技術(shù)，極大的增加了系統(tǒng)的峰值速率和頻譜效率。LTE網(wǎng)絡(luò)可支撐語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多種業(yè)務(wù)，對(duì)現(xiàn)有窄帶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋補(bǔ)充提供了可行的選擇，LTE一般采用1.4G頻段，通過(guò)固定部署，可實(shí)現(xiàn)對(duì)需要圖像和視頻的熱點(diǎn)地區(qū)提供固定覆蓋，保證寬窄業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)回傳。

圖3 網(wǎng)絡(luò)融合示意圖

另外LTE可采用便攜式移動(dòng)站點(diǎn)，核心網(wǎng)下沉至寬帶基站，可保證單站下各終端可以正常工作。同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求，保證在十分鐘內(nèi)完成從搭建到站點(diǎn)開(kāi)通，同時(shí)支持車載模式、便攜移動(dòng)模式，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活部署，保證寬帶網(wǎng)絡(luò)隨需而通。

移動(dòng)站點(diǎn)的另一要求是保證寬帶站點(diǎn)可以實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)回傳到指揮中心，傳統(tǒng)的回傳采用衛(wèi)星、公網(wǎng)、微波等方式，由于費(fèi)用、穩(wěn)定性、可靠性等原因，均不是公共安全的最佳選擇。建立統(tǒng)一的、廣覆蓋的Mesh傳鏈路和Mesh網(wǎng)絡(luò)覆蓋是公共安全領(lǐng)域最具經(jīng)濟(jì)性的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)形勢(shì)。

圖4 移動(dòng)覆蓋示意圖

Mesh網(wǎng)絡(luò)采用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)功能上對(duì)等，相鄰節(jié)點(diǎn)之間直接通信，通過(guò)路由和多跳方式支持非相鄰節(jié)點(diǎn)之間通信。Mesh站點(diǎn)為提供城區(qū)全覆蓋提供了可能，單兵設(shè)備可直接接入到Mesh固定站中，同時(shí)Mesh單兵也可提供Wi-Fi服務(wù)，保證普通的Wi-Fi終端也可以接入到Mesh鏈路中。Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)如下：（1）全I(xiàn)P化：Mesh設(shè)備支持二層或者三層轉(zhuǎn)發(fā)，設(shè)備以及外接終端設(shè)備的IP地址能夠自動(dòng)獲取，即插即用，便于和上層IP多媒體子系統(tǒng)以及集群調(diào)度臺(tái)互聯(lián)互通。（2）SON（自配置、自優(yōu)化、自治愈）：Mesh設(shè)備具備自動(dòng)配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的能力，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化路由算法，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量分布優(yōu)化空口資源分配，最大化系統(tǒng)吞吐率，具備節(jié)點(diǎn)治愈功能，提升網(wǎng)絡(luò)魯棒性。（3）端到端的安全保證：具備空口數(shù)據(jù)加密、有線傳輸數(shù)據(jù)加密的能力，具有完整的認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，可提供端到端的安全保障機(jī)制，提供對(duì)外接口，支持客戶定制化認(rèn)證、授權(quán)和加密協(xié)議。（4）LTE/Mesh雙模：采用先進(jìn)的軟件無(wú)線電平臺(tái)，設(shè)備不僅支持寬帶Mesh功能，同時(shí)也能支持LTE基站功能，靈活性更強(qiáng)，能夠適應(yīng)更多的應(yīng)用需求。（5）多種傳播模式：設(shè)備支持單播、組播和廣播等多種傳播模式，采用同步傳輸機(jī)制，支持全網(wǎng)同步，支持跨地域用戶組之間的同播功能，能夠更好地切合專網(wǎng)應(yīng)用需求。

3.2 終端側(cè)融合

根據(jù)山西的實(shí)際情況，終端側(cè)可采用既支持TETRA網(wǎng)絡(luò)又支持目前的公網(wǎng)和Wi-Fi的多模終端。該終端既可以利用TETRA網(wǎng)絡(luò)，保證傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)和實(shí)際應(yīng)用中使用，又可以保證圖像、視頻等大寬帶業(yè)務(wù)。在有寬帶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋下，該終端也可接入到寬帶網(wǎng)絡(luò)中，真正實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，完美融合各種網(wǎng)絡(luò)。

3.3 應(yīng)用側(cè)融合

作為目前較先進(jìn)的技術(shù)手段，寬帶可提供高速率的數(shù)據(jù)回傳，進(jìn)而催生出諸如圖像、視頻等實(shí)時(shí)回傳業(yè)務(wù)。寬窄帶融合方案在應(yīng)用側(cè)融合既可保證對(duì)現(xiàn)在窄帶網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度，又可對(duì)寬帶承載的圖像、視頻的實(shí)時(shí)掌控，同時(shí)配合警務(wù)系統(tǒng)中的對(duì)卡口、警務(wù)、警綜數(shù)據(jù)的融合，為公安系統(tǒng)打造更符合實(shí)戰(zhàn)化的融合應(yīng)用調(diào)度。

圖5 Mesh網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖6 終端融合示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

寬窄帶融合可以提供更豐富的融合業(yè)務(wù)，按照網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分別從應(yīng)用側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)、終端側(cè)三個(gè)層次進(jìn)行深度融合，既可以保護(hù)現(xiàn)有投資，又滿足未來(lái)警務(wù)實(shí)戰(zhàn)化的具體要求，是警用數(shù)字集群面向?qū)拵Щ葸M(jìn)中的必經(jīng)階段，也是公安部十三五規(guī)劃中關(guān)于研究寬窄帶融合的警用無(wú)線集群通信裝備的重要要求。山西將積極探索在TETRA網(wǎng)絡(luò)下的寬窄帶技術(shù)演進(jìn)，秉承科技創(chuàng)新、服務(wù)警務(wù)的原則，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)寬窄融合模式的探索，深入實(shí)施科技強(qiáng)警和信息引領(lǐng)警務(wù)戰(zhàn)略，向科技要警力，向信息化要戰(zhàn)斗力，全力推進(jìn)山西省公安科技信息化建設(shè)。

[1] 關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公安機(jī)關(guān)信息化發(fā)展若干問(wèn)題的意見(jiàn).

[2] 公安科技創(chuàng)新“十三五”專項(xiàng)規(guī)劃.

[3] 關(guān)于推進(jìn)公安信息化發(fā)展若干問(wèn)題的意見(jiàn).