云技術(shù)在專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用探討

狄添舜 李偉

【摘? 要】在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，云技術(shù)作為當前熱門技術(shù)之一，擁有部署更靈活、成本更低、性能更高等優(yōu)勢。在專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域中，作為用戶操作界面使用最多、最重要的眾多二次開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)尚未普及云技術(shù)。因此，結(jié)合當前專網(wǎng)無線系統(tǒng)的組網(wǎng)架構(gòu)進行分析，通過引入云技術(shù)來對組網(wǎng)架構(gòu)進行優(yōu)化改造。探討在云技術(shù)的優(yōu)化下，專網(wǎng)無線系統(tǒng)中各個方面的提升，為專網(wǎng)無線通信的發(fā)展提供一條新的思路。

【關(guān)鍵詞】云技術(shù);專網(wǎng)無線通信系統(tǒng);虛擬化

中圖分類號：TN929.5

文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-1010（2019）03-0040-04

引用格式：狄添舜，李偉. 云技術(shù)在專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J]. 移動通信， 2019，43（3）： 40-43.

[Abstract]?With the vigorous development of information technology， as one of the current popular technologies， cloud technology has the advantages of flexible deployment， low cost and better performance. In the wireless communication system for private network， cloud technology is not popular in the secondary development application system commonly-used by the user operating interface. Therefore，considering networking architecture of wireless communication system for private network， cloud technology can be introduced to optimize and reform the networking architecture. Under the optimization of cloud technology， the improvement of wireless communication system for private network is discussed to provide new ideas to the development of wireless communication system for private network.

[Key words]cloud technology; wireless communication system for private network; virtualization

1? ?引言

專網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)（即“專網(wǎng)”）是主要服務(wù)于特定部門或群體的通信網(wǎng)絡(luò)，公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)（即“公網(wǎng)”）是主要服務(wù)于社會公眾用戶的通信網(wǎng)絡(luò)，兩者具有本質(zhì)區(qū)別，彼此無法替代，又相互補充，其區(qū)別主要表現(xiàn)在如表1所示幾個方面。

如圖1所示，與公網(wǎng)發(fā)展技術(shù)路徑相同，專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)也經(jīng)歷模擬集群、數(shù)字集群，現(xiàn)階段已經(jīng)發(fā)展到與公網(wǎng)4G技術(shù)同步的多媒體寬帶集群。

模擬集群：主要是常規(guī)模擬對講機和MPT1327模擬集群系統(tǒng)。

數(shù)字集群：主流技術(shù)2G包括TETRA、DMR、PDT等產(chǎn)品設(shè)備。

寬帶集群：主要以4G TD-LTE技術(shù)的B-TrunC寬帶集群為主。

2? ?專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)架構(gòu)

專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)主要由四大部分組成，分別為：核心網(wǎng)、基站、終端、指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)。專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

其中，核心網(wǎng)和基站構(gòu)成基本網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通道，終端被派發(fā)給每個基層使用者，而指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)一般部署到機房與指揮中心，是專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)中最主要的指揮大腦和核心應(yīng)用系統(tǒng)。然而專網(wǎng)傳統(tǒng)的指揮調(diào)度系統(tǒng)，都是通過E1或IP與核心網(wǎng)連接進行通信，通過局域網(wǎng)部署到每個指揮調(diào)度席位，數(shù)據(jù)交互和存儲在PC機與服務(wù)器里。

隨著時間的推移，系統(tǒng)內(nèi)將增加各項應(yīng)用功能。為了應(yīng)對這些改變，在當前的組網(wǎng)架構(gòu)中，會不斷地在指揮調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)增加服務(wù)器設(shè)備，如CCTV服務(wù)器、PIS服務(wù)器。與此同時，也會增加調(diào)度席位對于擴展后的功能進行管理使用。然而，設(shè)備與席位的不斷增加會壓縮原本有限的機房機柜空間和調(diào)度指揮空余席位數(shù)量，使得后續(xù)功能擴展愈發(fā)困難，并且增加設(shè)備使用與接入也會使網(wǎng)絡(luò)壓力增大和使維護產(chǎn)生不便。尤其隨著寬帶集群通信系統(tǒng)發(fā)展，傳統(tǒng)PC機、單臺服務(wù)器和存儲設(shè)備遠不能滿足視頻指揮調(diào)度需求產(chǎn)生的錄音錄像海量數(shù)據(jù)存儲，因此，引入云技術(shù)對專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)進行優(yōu)化改造十分必要。

3? ?云技術(shù)優(yōu)化后架構(gòu)

云技術(shù)能夠?qū)⑾到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)等資源進行統(tǒng)一，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的計算、儲存、處理和共享。根據(jù)實際使用需要，對資源進行彈性分配，實現(xiàn)在少量資源的條件下，也能夠?qū)崿F(xiàn)大資源的應(yīng)用。云技術(shù)屬于一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它依賴IP網(wǎng)絡(luò)進行實現(xiàn)，現(xiàn)今專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)IP化，完全能夠?qū)⒃萍夹g(shù)引入到系統(tǒng)中去。

在專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)中，為保證功能不受到干擾，一臺服務(wù)器或PC機只完成系統(tǒng)內(nèi)的一項功能，如媒體流處理由媒體流服務(wù)器完成，多媒體的存儲管理由多媒體服務(wù)器完成，網(wǎng)管由網(wǎng)管服務(wù)器及客戶端完成，各個功能的調(diào)度臺由不同的PC機完成。并且根據(jù)各個行業(yè)的職能要求，不同的行業(yè)都有他們各自的二開產(chǎn)品，如各項子功能調(diào)度的調(diào)度臺，二開調(diào)度臺的網(wǎng)管系統(tǒng)服務(wù)器等。在此狀態(tài)下，可以使用云技術(shù)對這些設(shè)備進行集中配置管理。通過搭建云服務(wù)器，對這些服務(wù)器及PC機進行整合使用，結(jié)構(gòu)上不再是一臺設(shè)備對應(yīng)一個功能，而是通過云服務(wù)器虛擬出這些功能設(shè)備，來實現(xiàn)與實體設(shè)備一樣的功能。云技術(shù)優(yōu)化后架構(gòu)如圖3所示：

4? ?優(yōu)化后系統(tǒng)優(yōu)勢

（1）高集成：對應(yīng)于傳統(tǒng)模式系統(tǒng)單一功能獨立運行在設(shè)備上。云技術(shù)優(yōu)化后，會將系統(tǒng)內(nèi)各項功能處理及業(yè)務(wù)應(yīng)用都在云服務(wù)器上進行，通過云終端即可對系統(tǒng)內(nèi)的虛擬服務(wù)器及虛擬PC進行日常功能使用，大大減少了設(shè)備使用量。

（2）易擴展：對應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)日益增加功能擴展，在傳統(tǒng)模型下就需要增加服務(wù)器設(shè)備來適配這一功能。云技術(shù)優(yōu)化后，可以對服務(wù)器進行虛擬化，在系統(tǒng)內(nèi)的云服務(wù)器上多配置一個虛擬服務(wù)器直接接入到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)即可增加該功能。

（3）彈性分配：作為云技術(shù)的核心優(yōu)勢之一，云服務(wù)器能夠彈性分配系統(tǒng)的各項資源，使系統(tǒng)在少功耗的情況下也能夠保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。在應(yīng)對特殊的高要求的資源需求時，當前的系統(tǒng)資源已經(jīng)無法滿足運行需要，可以在系統(tǒng)中接入其他云服務(wù)器，統(tǒng)合并集中云服務(wù)器的內(nèi)部資源進行使用，應(yīng)對峰值要求，在峰值過去后再卸下其他云服務(wù)器，還原原來系統(tǒng)。

（4）維護方便：引入云技術(shù)后，由于所有的設(shè)備都已經(jīng)虛擬化，硬件維護統(tǒng)一為對云服務(wù)器及云終端進行維護，維護需求更加單一。在系統(tǒng)及軟件維護上，對于虛擬化系統(tǒng)，擁有鏡像備份以及快照還原的功能，能快速地將系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)，并且對新增的系統(tǒng)也能夠進行鏡像安裝來迅速投入使用。在對應(yīng)臨時性配置的時候，可以對當前及臨時的系統(tǒng)進行備份操作，在結(jié)束后進行系統(tǒng)還原，快速地對系統(tǒng)進行還原處理，不影響業(yè)務(wù)使用。這些都為系統(tǒng)的維護管理提供非常大的方便。

（5）移動辦公：云服務(wù)器除了能夠支持云終端的接入使用外，也能夠支持手機、平板電腦、筆記本、瀏覽器等接入方式。使用手機及平板電腦，就可以隨時隨地地使用系統(tǒng)功能。而在沒有移動設(shè)備的時候，當前位置上的筆記本電腦以及瀏覽器都能夠進行使用，極大地解放了使用區(qū)域限制。

（6）設(shè)備成本：高集成化能夠減少設(shè)備占用的機房建設(shè)成本;易擴展減少設(shè)備增加成本;彈性分配減少設(shè)備使用成本;維護方便減少人員維護成本;移動辦公減少組網(wǎng)成本。這些都將為系統(tǒng)推廣及建設(shè)提供成本優(yōu)勢。

5? ?缺點分析

（1）特殊硬件無法虛擬化：在專網(wǎng)的某些功能設(shè)備上，需要加入特定廠商的硬件來完成這些功能，如空客TETRA系統(tǒng)的Xgear卡來接入專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。對于這些特殊的硬件設(shè)備，云技術(shù)并沒有針對它的虛擬化方案，只能夠在物理設(shè)備上對其進行使用來滿足系統(tǒng)功能。

（2）操作系統(tǒng)不匹配：云技術(shù)虛擬化操作系統(tǒng)為較常用及通用的操作系統(tǒng)，如Windows系列的XP7、XP8、server 2008等;安卓系列2.x、3.x及以上版本;Linux系統(tǒng)的RedHat、Ubuntu、中標麒麟等。在某些更專業(yè)的系統(tǒng)功能要求上，通用的操作系統(tǒng)無法滿足系統(tǒng)要求，必須對操作系統(tǒng)進行升級到特定的版本以支持這些功能。那么，對于這一些更細化版本下的操作系統(tǒng)，則需要在這些通用版本下以安裝補丁包的形式來進行使用。并且，如果存在某些極其特殊的操作系統(tǒng)版本，無法通過補丁包升級來匹配，就只能放棄該功能設(shè)備虛擬化，使用傳統(tǒng)模式接入到專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)中。

（3）異地冗余要求更高：云技術(shù)虛擬化專網(wǎng)無線系統(tǒng)后，大量的系統(tǒng)功能都集中到云服務(wù)器上，對于云服務(wù)器的穩(wěn)定性要求更高。并且一旦云服務(wù)器硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，則都會影響到這些已經(jīng)虛擬化的系統(tǒng)功能使用，比傳統(tǒng)模式組網(wǎng)下的安全風險更大。所以在安全性高的專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)中，必須配備多節(jié)點的云服務(wù)器，即使在單一節(jié)點設(shè)備上已經(jīng)能夠完全滿足系統(tǒng)的需求，為應(yīng)對突發(fā)狀態(tài)下的系統(tǒng)風險，系統(tǒng)最少需為云服務(wù)器配置2個異地冗余節(jié)點。

6? ?結(jié)束語

綜上所述，將云技術(shù)引入到專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)對系統(tǒng)內(nèi)的各個方面都有較大的提升，但是在特殊硬件設(shè)備和特殊操作系統(tǒng)上云技術(shù)沒有對應(yīng)的虛擬化方案，不能夠進行接入使用，仍保留原來的接入方式。并且，由于功能都集中到云服務(wù)器上，對于云服務(wù)器設(shè)備的穩(wěn)定性要求也更加嚴格。但瑕不掩瑜，使用云技術(shù)來進行專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)的優(yōu)化改造有其建設(shè)意義，也將會是未來專網(wǎng)無線通信系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)化的方向之一。

參考文獻：

[1] 包東智. 關(guān)注TD-LTE的發(fā)展[J]. 中國新通信， 2010（23）： 5-7.

[2]丁銳. 專網(wǎng)無線通信發(fā)展的趨勢[J]. 中國無線電， 2012（8）： 41.

[3] 楊驊，劉勁松. TD-LTE寬帶數(shù)字集群通信發(fā)展分析及建議[J]. 移動通信， 2014，38（1）： 48-53.

[4] 龔達寧. 基于TD-LTE的寬帶專網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和建議[R]. 2015.

[5] 朱晨鳴，李新. TD-LTE寬帶數(shù)字集群技術(shù)及政務(wù)網(wǎng)應(yīng)用研究[J]. 移動通信， 2015，39（24）： 31-35.

[6] 劉宏波，潘鴦鴦，劉洋. 專網(wǎng)無線通信技術(shù)與云計算平臺融合演進的研究[J]. 數(shù)字通信世界， 2017（3）： 21-25.

[7] 張靜. TD-LTE寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)研究[J]. 中國無線電， 2017（6）： 36-38.

[8] 吳菁. 電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 通訊世界， 2018（10） ：133-134.

[9] 劉宏波，潘鴦鴦，劉洋. 專網(wǎng)無線通信技術(shù)與云計算平臺融合演進的研究[J]. 移動通信， 2017，41（3）： 21-25.

[10] 華為技術(shù)有限公司. eLTE寬帶集群解決方案[R]. 2018.

[11] 華為技術(shù)有限公司. 華為FusionAccess桌面云解決方案[R]. 2018.