專網(wǎng)寬窄帶融合系統(tǒng)的方案分析

高偉

摘? ?要：現(xiàn)如今，專網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越豐富，除了窄帶語(yǔ)音外，涉及的寬帶多媒體業(yè)務(wù)也越來(lái)越廣泛。寬帶是發(fā)展方向，窄帶是基礎(chǔ)保障，兩者的融合成為關(guān)鍵因素。針對(duì)不同的融合方案，文章通過(guò)分析比較，得出各自優(yōu)劣，為專網(wǎng)寬窄帶融合的實(shí)施提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：專網(wǎng);寬帶;窄帶

通常意義下，公網(wǎng)是指3大運(yùn)營(yíng)商提供給大眾消費(fèi)者使用的通信網(wǎng)絡(luò)，而垂直行業(yè)使用的通信網(wǎng)絡(luò)一般根據(jù)自己的特點(diǎn)自行建設(shè)，進(jìn)行專用，即為專網(wǎng)。

專網(wǎng)一般涉及公共安全、應(yīng)急管理、軌交、港口、石化園區(qū)等行業(yè)，其特點(diǎn)注定了專網(wǎng)的特性：應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、投入成本低廉（沒有運(yùn)營(yíng)收入）。

當(dāng)前，專網(wǎng)行業(yè)主要以窄帶語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，隨著應(yīng)用需求的不斷演進(jìn)，高清圖像、視頻、AI應(yīng)用等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的場(chǎng)景日益廣泛，寬帶化是大勢(shì)所趨。專網(wǎng)對(duì)語(yǔ)音的需求是硬性的，窄帶網(wǎng)絡(luò)具備超低延遲語(yǔ)音呼叫、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)、安全性等特點(diǎn)，是其他網(wǎng)絡(luò)所不具備且短期內(nèi)難以替代的[1]。因此，在當(dāng)前及未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，以寬窄帶融合的形式組網(wǎng)，能在不同應(yīng)用背景下發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，既滿足音頻遠(yuǎn)距離即時(shí)通信，又滿足多媒體業(yè)務(wù)的態(tài)勢(shì)調(diào)度與分析，兩種業(yè)務(wù)相互支撐，成為專網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的普遍共識(shí)。

1? ? 系統(tǒng)方案

專網(wǎng)的寬窄帶融合主要涉及“云-管-端”3大塊：（1）“云”，主要是指上層網(wǎng)絡(luò)，如核心網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理、應(yīng)用服務(wù)器等。（2）“管”，主要指有線或無(wú)線的通信管道，如基站、光纖等。（3）“端”，主要指用戶呈現(xiàn)端，如各種終端等。

寬窄融合方案，對(duì)于“云-管-端”三者都有相關(guān)的要求和實(shí)現(xiàn)，比如寬窄多模合一的手持終端、寬窄融合的核心網(wǎng)、寬窄融合的網(wǎng)管等。三者間系統(tǒng)側(cè)的融合方案最為重要，因?yàn)槿魏我粔K的寬窄帶融合，都需要“云”，即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)側(cè)的融合來(lái)提供支撐，所以本文重點(diǎn)討論系統(tǒng)側(cè)的融合技術(shù)方案。

就系統(tǒng)側(cè)而言，融合之后，應(yīng)能滿足用戶統(tǒng)一管理、設(shè)備統(tǒng)一維護(hù)、寬窄帶業(yè)務(wù)統(tǒng)一調(diào)度等需求，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，需要針對(duì)以上功能所涉及的網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行融合改造，涉及以上需求的主要是核心網(wǎng)及上層應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)，所以融合方案一般可通過(guò)系統(tǒng)側(cè)的網(wǎng)關(guān)融合和融合核心網(wǎng)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。下文就對(duì)專網(wǎng)現(xiàn)狀以及兩種改造方式分別進(jìn)行討論和分析。

2? ? 專網(wǎng)現(xiàn)狀

以窄帶語(yǔ)音為代表的窄帶專網(wǎng)，隨著長(zhǎng)時(shí)間的規(guī)模化建設(shè)和發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展地非常成熟，通過(guò)自有的終端、基站、核心網(wǎng)和調(diào)度中心，完成專網(wǎng)的各種調(diào)度業(yè)務(wù)。隨著大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，行業(yè)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)也不斷進(jìn)行加強(qiáng)和建設(shè)，主要通過(guò)建設(shè)寬帶專網(wǎng)和公網(wǎng)應(yīng)用來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。3套系統(tǒng)形成3張孤立的網(wǎng)絡(luò)，彼此之間信息無(wú)法互通，不能共同調(diào)度、指揮，系統(tǒng)維護(hù)也異常復(fù)雜和不同步，隨著業(yè)務(wù)的拓展，這種組網(wǎng)形式越來(lái)越不能滿足需求，迫切需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理[2]。

3? ? 網(wǎng)關(guān)融合方案

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在寬窄帶獨(dú)立部署的情況下，為了減少對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的沖擊，通過(guò)增設(shè)寬窄帶互通網(wǎng)關(guān)，打通彼此之間的業(yè)務(wù)孤立，使業(yè)務(wù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互通，在指揮中心側(cè)實(shí)現(xiàn)上層業(yè)務(wù)的統(tǒng)一管理和調(diào)度。在寬窄帶專網(wǎng)無(wú)法覆蓋的地方，可以通過(guò)公網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充，解決專網(wǎng)業(yè)務(wù)連續(xù)性的問(wèn)題。其中，指揮中心可以是一步到位的寬窄帶融合指揮中心，也可以是分階段建設(shè)，先將寬窄帶指揮中心獨(dú)立部署在同一個(gè)地方，再進(jìn)行融合改造成一套融合，指揮系統(tǒng)。

網(wǎng)關(guān)的主要作用是實(shí)現(xiàn)寬窄帶業(yè)務(wù)的互通，通過(guò)協(xié)議翻譯，對(duì)兩側(cè)的業(yè)務(wù)進(jìn)行映像分析和轉(zhuǎn)發(fā)，使窄帶的語(yǔ)音可以跟寬帶的語(yǔ)音相互通信。對(duì)于寬帶的視頻業(yè)務(wù)，可以將其中的音頻部分拆給窄帶用戶，寬帶的視頻繼續(xù)在寬帶用戶中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和通信。

網(wǎng)關(guān)可以部署在寬窄帶核心網(wǎng)之間，也可以部署在指揮中心內(nèi)部。區(qū)別在于：核心網(wǎng)間的網(wǎng)關(guān)，在通信管道將終端信息上傳到核心網(wǎng)進(jìn)行管理和轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相關(guān)信息的融合和處理（見圖1）;在指揮中心部署網(wǎng)關(guān)，則是將寬窄帶業(yè)務(wù)信息先分別上傳到應(yīng)用層，通過(guò)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與部署在核心網(wǎng)相比，邏輯更簡(jiǎn)單，但是由于放在了應(yīng)用側(cè)，所以實(shí)時(shí)性和消息轉(zhuǎn)發(fā)效率會(huì)有一定的降低（見圖2）。

綜合而言，網(wǎng)關(guān)方式的優(yōu)點(diǎn)：寬窄帶專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分別建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以保護(hù)原有專網(wǎng)投資;網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)小，升級(jí)風(fēng)險(xiǎn)小。缺點(diǎn)：設(shè)備量大，維護(hù)成本高，功耗大，資源需要多;采用多網(wǎng)元進(jìn)行業(yè)務(wù)控制，邏輯復(fù)雜、信令時(shí)延大、用戶體驗(yàn)差;切換信令多且時(shí)延大、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷高;兩套系統(tǒng)需進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，出現(xiàn)數(shù)據(jù)同步偏差時(shí)，影響業(yè)務(wù)成功率;兩套核心網(wǎng)，兩套用戶數(shù)據(jù)管理，維護(hù)成本較高;在擴(kuò)容升級(jí)時(shí)，需考慮多個(gè)設(shè)備的容量問(wèn)題。

該方案一般適用于已有窄帶專網(wǎng)的情況，以新架設(shè)寬帶專網(wǎng)和融合網(wǎng)關(guān)的方式逐步提供寬帶業(yè)務(wù)，風(fēng)險(xiǎn)可控。

4? ? 融合核心網(wǎng)方案

直接將窄帶和寬帶的核心網(wǎng)進(jìn)行融合，形成新的網(wǎng)元，該網(wǎng)元可以分別連接窄帶專網(wǎng)基站和寬帶專網(wǎng)基站。在寬窄帶專網(wǎng)無(wú)法覆蓋的地方，可以通過(guò)公網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)充，解決專網(wǎng)業(yè)務(wù)連續(xù)性的問(wèn)題，進(jìn)一步提高消息轉(zhuǎn)發(fā)和融合的效率（見圖3）。

融合核心網(wǎng)方式的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少，維護(hù)成本低;業(yè)務(wù)可深度融合;統(tǒng)一的業(yè)務(wù)流程，業(yè)務(wù)邏輯清晰;業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)信令少、接續(xù)快;支持平滑切換，保持業(yè)務(wù)連續(xù)性;一致的碼號(hào)規(guī)劃、統(tǒng)一的用戶管理;支持系統(tǒng)平滑演進(jìn)，窄帶系統(tǒng)平滑升級(jí)到融合核心網(wǎng)[3]。缺點(diǎn)：已建的窄帶核心網(wǎng)需要升級(jí)，升級(jí)后業(yè)務(wù)的可靠性存在風(fēng)險(xiǎn);已有的窄帶網(wǎng)絡(luò)的管理數(shù)據(jù)，配置數(shù)據(jù)（簽約、集群管理數(shù)據(jù)）需要遷移到新的融合核心網(wǎng)中。此種方案一般適用于新建專網(wǎng)，一步到位，各種業(yè)務(wù)同期提供。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)下窄帶語(yǔ)音是剛需，但寬帶多媒體業(yè)務(wù)已成為重要的業(yè)務(wù)支撐，只有將兩者有機(jī)地融合在一起，提高應(yīng)用效率，豐富應(yīng)用業(yè)務(wù)，滿足不斷發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景，才能將專網(wǎng)通信推向新時(shí)代，演進(jìn)出新活力。建議相關(guān)行業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)部門盡快出臺(tái)寬窄通信標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)各地建設(shè)，盡快建設(shè)實(shí)際樣板工程供各行業(yè)進(jìn)行選擇。

[參考文獻(xiàn)]

[1]歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì).DMR語(yǔ)音和普通服務(wù)與設(shè)施[Z].ETSI TS 102 361-2，2007.

[2]蔣慶生，劉文靜.PDT數(shù)字集群系統(tǒng)的寬帶演進(jìn)技術(shù)探討[J].數(shù)字通信世界，2010（11）：31-34.

[3]呂其恒.寬窄帶融合無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)方案探討[J].警察技術(shù)，2014（3）：47-50.