融合通信技術(shù)在警用通信中的應(yīng)用

李 龍，袁 勇，鄭 偉

(1.遵義市公安局，貴州 遵義 563000；2.遵義師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，貴州 遵義 563006)

0 引言

我國(guó)警用無(wú)線通信從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，已經(jīng)從模擬模式向數(shù)字模式發(fā)展，如今主要使用具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集群通信標(biāo)準(zhǔn)PDT窄帶集群通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、定位、短消息的傳輸。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，以語(yǔ)音為主的通信已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足警務(wù)實(shí)戰(zhàn)化的需求，以視頻通信為主的多媒體數(shù)字通信技術(shù)已成為趨勢(shì)。如何保證原有大量設(shè)備在正常使用的情況下，實(shí)現(xiàn)警務(wù)通信現(xiàn)代化升級(jí)是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。融合通信技術(shù)為兼容原有設(shè)備、減少重復(fù)投資、擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍等問(wèn)題提供了很好的解決方案。任何指令的傳達(dá)都離不開(kāi)通信通道，而無(wú)線通信是警務(wù)工作中信息傳遞和組織指揮的重要工具，保障著指揮調(diào)度中指令下達(dá)、接收的及時(shí)性，關(guān)系著整個(gè)社會(huì)層面的穩(wěn)定。

1 目前警用無(wú)線通信的狀況

隨著城市化步伐的加快和城市信息化的發(fā)展，日常警務(wù)工作如何能夠更加快速、高效地應(yīng)對(duì)突發(fā)事件、自然災(zāi)害、群體活動(dòng)，如何保障調(diào)度通信穩(wěn)定、高質(zhì)、暢通，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的指揮調(diào)度，已成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。目前警用無(wú)線通信系統(tǒng)主要是以PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群對(duì)講為主，該系統(tǒng)在日常警務(wù)活動(dòng)中發(fā)揮了非常重要的作用。公安信息化應(yīng)用已深入發(fā)展，公安民警對(duì)移動(dòng)中的公安數(shù)據(jù)應(yīng)用需求越來(lái)越強(qiáng)烈，要求能夠?qū)崟r(shí)查詢(xún)、錄入、使用PGIS系統(tǒng)、移動(dòng)辦公等，指揮員需要了解轄區(qū)警力、警情、各類(lèi)支撐資源情況，實(shí)現(xiàn)可視化、扁平化、智能化的指揮調(diào)度，這些都需要高帶寬網(wǎng)絡(luò)支撐[1]。由于窄帶專(zhuān)網(wǎng)業(yè)務(wù)單一、帶寬小、無(wú)法滿(mǎn)足以視頻通信指揮為主的多媒體指揮調(diào)度，一旦發(fā)生重大突發(fā)事件，將無(wú)法實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)的視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)街笓]中心和上級(jí)機(jī)關(guān)，供指揮員精確了解現(xiàn)場(chǎng)情況，為決策提供依據(jù)。

2 當(dāng)前主流警用無(wú)線通信技術(shù)

2.1 PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群

PDT(Police Digital Trunking)標(biāo)準(zhǔn)是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集群通信標(biāo)準(zhǔn)，著眼未來(lái)數(shù)字對(duì)講技術(shù)發(fā)展方向，可滿(mǎn)足多數(shù)集群通信行業(yè)用戶(hù)的需求。采用獨(dú)立建站和大區(qū)制覆蓋能滿(mǎn)足全市主要區(qū)域信號(hào)覆蓋需求[2]。在各類(lèi)突發(fā)事件中，PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群能迅速接入公安現(xiàn)有GIS調(diào)度平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)、高效率指揮調(diào)度、提供高質(zhì)量的穩(wěn)定的語(yǔ)音、定位、短消息功能，并具有信道專(zhuān)享、迅速響應(yīng)、安全保密的特點(diǎn)。

2.2 B-TrunC寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群

寬帶集群通信(Broadband Trunking Communicat ion，B-TrunC)是由寬帶集群產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織制定的基于TD-LTE的“LTE數(shù)字傳輸+集群語(yǔ)音通信”專(zhuān)網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體集群調(diào)度，具有信道專(zhuān)享、帶寬靈活、高頻譜效率、低時(shí)延、高可靠性的特征，能夠滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)用戶(hù)對(duì)語(yǔ)音集群、寬帶數(shù)據(jù)、應(yīng)急指揮調(diào)度等業(yè)務(wù)的需求，但也存在需要獨(dú)立建設(shè)1.4 G TD-LTE專(zhuān)網(wǎng)基站、單基站覆蓋范圍小、建設(shè)成本非常高等問(wèn)題[3-5]。

2.3 POC公網(wǎng)寬帶集群

POC[PTT (Push-To-talk)Over Cellular)]是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的公網(wǎng)集群對(duì)講通信。由于POC使用便利、沒(méi)有距離限制、覆蓋廣、成本低的特點(diǎn)，尤其是當(dāng)下4G網(wǎng)絡(luò)基本全覆蓋下，POC集群對(duì)講更凸顯它天然的優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)大范圍語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體集群調(diào)度，在VPN專(zhuān)網(wǎng)下大大提升網(wǎng)絡(luò)的安全性，并且具有無(wú)須單獨(dú)建站、使用成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但也存在信道不專(zhuān)享等缺點(diǎn)。

2.4 3種集群模式的優(yōu)缺點(diǎn)分析

3種集群模式的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比如表1所示。

表1 3種集群模式的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

3 融合通信技術(shù)融合3種模式優(yōu)勢(shì)

目前主流的集群通信模式中，B-TrunC寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群的高帶寬、專(zhuān)享性最能滿(mǎn)足警用無(wú)線通信的實(shí)戰(zhàn)條件，但由于其建設(shè)成本過(guò)高，注定不會(huì)在大范圍、全區(qū)域地建設(shè)1.4G TD-LTE專(zhuān)網(wǎng)，以致信號(hào)覆蓋不足，無(wú)法真正滿(mǎn)足現(xiàn)代警務(wù)的無(wú)線通信需求。只使用任何一種單獨(dú)的方式都無(wú)法很好地結(jié)合實(shí)際情況滿(mǎn)足警務(wù)實(shí)戰(zhàn)的需求，而通過(guò)運(yùn)用融合通信技術(shù)，能很好地整合3種模式的資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)警務(wù)工作的語(yǔ)音、文本、圖像等多媒體信息傳輸?；趯捳瓗?、公專(zhuān)網(wǎng)的融合通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了350 M窄帶專(zhuān)網(wǎng)、1.4G TD-LTE寬帶專(zhuān)網(wǎng)、VPN網(wǎng)能夠在轄區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)分級(jí)覆蓋、重點(diǎn)保障，運(yùn)用融合通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)B-TrunC寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群、PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群、POC公網(wǎng)寬帶集群在語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互通，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一，確保全域信號(hào)覆蓋，全域指揮調(diào)度可達(dá)?，F(xiàn)以一個(gè)地級(jí)市為例進(jìn)行融合通信的實(shí)現(xiàn)，首先將警務(wù)活動(dòng)區(qū)域按照重要級(jí)別劃分為核心區(qū)域、重點(diǎn)區(qū)域、一般區(qū)域，然后按重要級(jí)別進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)，保護(hù)原有投資不浪費(fèi)，支持新需求。

3.1 核心區(qū)域

核心區(qū)域如政府辦公點(diǎn)、廣場(chǎng)、體育館、火車(chē)站、汽車(chē)站、碼頭、公交站、核心商區(qū)等對(duì)屬于公安核心業(yè)務(wù)保障區(qū)域。由于核心區(qū)域必然具備人員流量非常高、管控風(fēng)險(xiǎn)高、多發(fā)事故等特征，而運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)提供的通道是共享的，無(wú)法在警務(wù)活動(dòng)開(kāi)展時(shí)保障視頻指揮傳輸?shù)牧鲿?，所以要想?shí)現(xiàn)多媒體方式的通信必定建設(shè)獨(dú)享專(zhuān)網(wǎng)，以保障警用無(wú)線通信通道的暢通。建立1.4G TD-LTE數(shù)字寬帶專(zhuān)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可視化指揮調(diào)度，同時(shí)為移動(dòng)警務(wù)應(yīng)用提供大帶寬服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)B-TrunC寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群+PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群+POC公網(wǎng)寬帶集群共同覆蓋、共同使用，保障核心區(qū)域有3種網(wǎng)絡(luò)覆蓋、3種通信手段，互為冗余，以實(shí)現(xiàn)最穩(wěn)定保障。

3.2 重點(diǎn)區(qū)域

重點(diǎn)區(qū)域如城市道路、住宅小區(qū)、工廠、辦公樓、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等屬于公安重點(diǎn)保障區(qū)域，建設(shè)350 M窄帶數(shù)字專(zhuān)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集群語(yǔ)音調(diào)度。在重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，首先有窄帶專(zhuān)網(wǎng)保障語(yǔ)音通信的獨(dú)享，再結(jié)合運(yùn)營(yíng)商提供的公網(wǎng)建立VPN安全通道，實(shí)現(xiàn)多媒體方式的視頻通信。最終實(shí)現(xiàn)PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群+POC公網(wǎng)寬帶集群共同覆蓋、共同使用，保障重點(diǎn)區(qū)域有兩種網(wǎng)絡(luò)覆蓋、兩種通信手段，互為冗余，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定保障。

3.3 一般區(qū)域

一般區(qū)域除核心區(qū)域、重點(diǎn)區(qū)域以外的公安管轄地區(qū)，如偏遠(yuǎn)農(nóng)村、森林、山區(qū)等。這些地區(qū)人員少、活動(dòng)少，若專(zhuān)網(wǎng)覆蓋到位將大大提高建設(shè)成本，與本地實(shí)際情況不符。所以對(duì)于專(zhuān)網(wǎng)難以覆蓋的偏遠(yuǎn)區(qū)域，采用運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)VPN安全接入方式，因?yàn)槿藛T使用少，反而運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)的帶寬通道比較有保障，可以實(shí)現(xiàn)可視化指揮調(diào)度。最終整個(gè)警務(wù)活動(dòng)地區(qū)運(yùn)用運(yùn)營(yíng)商提供的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)POC公網(wǎng)寬帶集群，能實(shí)現(xiàn)最基本的警務(wù)通信保障。

4 實(shí)現(xiàn)方式

運(yùn)用融合通信技術(shù)，建立融合通信平臺(tái)，將PDT窄帶專(zhuān)網(wǎng)集群系統(tǒng)、B-TrunC寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群系統(tǒng)、POC公網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)接入，每個(gè)系統(tǒng)按照自己的協(xié)議格式進(jìn)行內(nèi)部傳輸，系統(tǒng)間無(wú)論是語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)都通過(guò)融全通信平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)碼、轉(zhuǎn)發(fā)、形成每個(gè)系統(tǒng)可以解析的格式。如PDT與B-TrunC進(jìn)行通信，PDT終端發(fā)出的一條語(yǔ)音，通過(guò)融合平臺(tái)轉(zhuǎn)碼再發(fā)到1.4G終端上就能正常解析聽(tīng)到原音，反之也一樣。

(1)PDT終端通過(guò)接入PDT專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)窄帶集群業(yè)務(wù)，PDT專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)器對(duì)接融合平臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)PDT和B-TrunC系統(tǒng)間互通。

(2)1.4G終端通過(guò)接入1.4G TD-LTE專(zhuān)網(wǎng)，使用B-TrunC協(xié)議在融合平臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)寬帶集群業(yè)務(wù)。

(3)公網(wǎng)警務(wù)通終端通過(guò)安裝運(yùn)營(yíng)商特定VPN的SIM卡，接入VPN網(wǎng)，同時(shí)安裝指揮調(diào)度軟件接入融合平臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)寬帶集群業(yè)務(wù)。融合通信組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 融合通信組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

5 結(jié)語(yǔ)

隨著公安體系信息化建設(shè)的發(fā)展，寬帶化不可避免，可以看到任一網(wǎng)絡(luò)都有其局限性，公、專(zhuān)、寬、窄的融合通信可以同時(shí)利用多種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)來(lái)滿(mǎn)足公安業(yè)務(wù)的需求。公網(wǎng)彌補(bǔ)專(zhuān)網(wǎng)覆蓋尤其是室內(nèi)覆蓋的不足，窄帶專(zhuān)網(wǎng)彌補(bǔ)寬帶網(wǎng)絡(luò)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法覆蓋城市邊緣、鄉(xiāng)村、道路的問(wèn)題，寬帶專(zhuān)網(wǎng)解決重點(diǎn)城市、重點(diǎn)區(qū)域保障對(duì)視頻、容量的迫切需求，融合技術(shù)保證各種業(yè)務(wù)的有效覆蓋和隨需使用，滿(mǎn)足現(xiàn)代公安警用實(shí)戰(zhàn)化通信要求，為公安指揮調(diào)度業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的支撐。