T E T R A网络下的宽窄带融合方案

张克强

（山西省公安厅，太原 030000）

1 引言

从网络发展的角度来看，我国专网通信的发展，总体上可以分为模拟常规通信、模拟集群通信、数字无线通信、宽带集群通信四个阶段，目前正处于数字集群通信向宽带集群通信转换的重要阶段。

图1 专网通信发展史

从业务发展的角度看，语音业务一直以来是公安的传统业务，也是基础业务，数据、图像、视频业务是公安实际应用和调度中的重要支撑。如定位信息是实际调度中的重要数据，将支撑快速、准确的实时调度。图像和视频业务在某些重要场景中尤其重要，如大型安保、线路安保管控，可以使得指挥中心能实时掌握现场情况，从而做出准确快速的应变。

2 山西的具体情况

山西省通过2013年和2014年两期建设，已建设完成全省TETRA数字集群网络，实现“省-市-县”三级覆盖。由于TETRA网络采用的是小区制，覆盖范围有限，加之空口无线环境实时变化，很多地方难免会存在盲点死角。另外由于TETRA网络制式带宽小、速率低，可承载基础的语音业务和较简单的数据业务，无法支撑图像和视频业务。

图2 网络架构拓扑图

网络覆盖不足和网络制式能力的缺失导致现有网络仍有发展的空间，以更好地为指挥调度的全场景、全业务服务。结合网络整体的架构和实际的应用场景，本文提出了融合和网络应急补充两个思路，两个思路相互补充，互为抓手，以专网为根本，公网为支撑。在现有TETRA网络的基础上全方位构建可承载语音、数据、图像、视频的融合网络，探讨网络的未来发展趋势，为打造“全省一张网、全省一张图”而献言献策。

3 具体的融合机制

3.1 网络侧融合

目前，山西的窄带TETRA网络是基础覆盖网，未来网络发展趋势将即可支持对窄带网络的补充覆盖，又可以支撑图像、视频等多种业务类型，以保证公共安全、灾害救援、移动安保等多种任务的需要。LTE技术作为宽带网络的主流技术之一，采用了OFDM（频分多址）技术，通过对时域和频域资源的分隔以承载更多的用户和数据量，同时通过QoS 端到端管控以使业务、应用和协议更好地适应无线信道和无线资源特性，LTE也支持多天线技术，极大的增加了系统的峰值速率和频谱效率。LTE网络可支撑语音、数据、图像、视频等多种业务，对现有窄带网络的覆盖补充提供了可行的选择，LTE一般采用1.4G频段，通过固定部署，可实现对需要图像和视频的热点地区提供固定覆盖，保证宽窄业务的实时回传。

图3 网络融合示意图

另外LTE可采用便携式移动站点，核心网下沉至宽带基站，可保证单站下各终端可以正常工作。同时根据实际需求，保证在十分钟内完成从搭建到站点开通，同时支持车载模式、便携移动模式，可以根据实际情况进行灵活部署，保证宽带网络随需而通。

移动站点的另一要求是保证宽带站点可以实时将数据回传到指挥中心，传统的回传采用卫星、公网、微波等方式，由于费用、稳定性、可靠性等原因，均不是公共安全的最佳选择。建立统一的、广覆盖的Mesh传链路和Mesh网络覆盖是公共安全领域最具经济性的网络建设形势。

图4 移动覆盖示意图

Mesh网络采用对等网络架构，所有节点功能上对等，相邻节点之间直接通信，通过路由和多跳方式支持非相邻节点之间通信。Mesh站点为提供城区全覆盖提供了可能，单兵设备可直接接入到Mesh固定站中，同时Mesh单兵也可提供Wi-Fi服务，保证普通的Wi-Fi终端也可以接入到Mesh链路中。Mesh网络的特点如下：（1）全IP化：Mesh设备支持二层或者三层转发，设备以及外接终端设备的IP地址能够自动获取，即插即用，便于和上层IP多媒体子系统以及集群调度台互联互通。（2）SON（自配置、自优化、自治愈）：Mesh设备具备自动配置网络参数的能力，能够根据网络拓扑优化路由算法，能够根据网络流量分布优化空口资源分配，最大化系统吞吐率，具备节点治愈功能，提升网络鲁棒性。（3）端到端的安全保证：具备空口数据加密、有线传输数据加密的能力，具有完整的认证和授权机制，可提供端到端的安全保障机制，提供对外接口，支持客户定制化认证、授权和加密协议。（4）LTE/Mesh双模：采用先进的软件无线电平台，设备不仅支持宽带Mesh功能，同时也能支持LTE基站功能，灵活性更强，能够适应更多的应用需求。（5）多种传播模式：设备支持单播、组播和广播等多种传播模式，采用同步传输机制，支持全网同步，支持跨地域用户组之间的同播功能，能够更好地切合专网应用需求。

3.2 终端侧融合

根据山西的实际情况，终端侧可采用既支持TETRA网络又支持目前的公网和Wi-Fi的多模终端。该终端既可以利用TETRA网络，保证传统的业务和实际应用中使用，又可以保证图像、视频等大宽带业务。在有宽带网络的覆盖下，该终端也可接入到宽带网络中，真正实现一机多用，完美融合各种网络。

3.3 应用侧融合

作为目前较先进的技术手段，宽带可提供高速率的数据回传，进而催生出诸如图像、视频等实时回传业务。宽窄带融合方案在应用侧融合既可保证对现在窄带网络的调度，又可对宽带承载的图像、视频的实时掌控，同时配合警务系统中的对卡口、警务、警综数据的融合，为公安系统打造更符合实战化的融合应用调度。

图5 Mesh网络示意图

图6 终端融合示意图

4 结束语

宽窄带融合可以提供更丰富的融合业务，按照网络架构分别从应用侧、网络侧、终端侧三个层次进行深度融合，既可以保护现有投资，又满足未来警务实战化的具体要求，是警用数字集群面向宽带化演进中的必经阶段，也是公安部十三五规划中关于研究宽窄带融合的警用无线集群通信装备的重要要求。山西将积极探索在TETRA网络下的宽窄带技术演进，秉承科技创新、服务警务的原则，切实加强对宽窄融合模式的探索，深入实施科技强警和信息引领警务战略，向科技要警力，向信息化要战斗力，全力推进山西省公安科技信息化建设。

[1] 关于进一步加强公安机关信息化发展若干问题的意见.

[2] 公安科技创新“十三五”专项规划.

[3] 关于推进公安信息化发展若干问题的意见.