专网宽窄带融合系统的方案分析

高伟

摘   要：现如今，专网行业的应用场景越来越丰富，除了窄带语音外，涉及的宽带多媒体业务也越来越广泛。宽带是发展方向，窄带是基础保障，两者的融合成为关键因素。针对不同的融合方案，文章通过分析比较，得出各自优劣，为专网宽窄带融合的实施提供决策依据。

关键词：专网;宽带;窄带

通常意义下，公网是指3大运营商提供给大众消费者使用的通信网络，而垂直行业使用的通信网络一般根据自己的特点自行建设，进行专用，即为专网。

专网一般涉及公共安全、应急管理、轨交、港口、石化园区等行业，其特点注定了专网的特性：应用环境复杂、投入成本低廉（没有运营收入）。

当前，专网行业主要以窄带语音业务为主，随着应用需求的不断演进，高清图像、视频、AI应用等宽带多媒体业务的场景日益广泛，宽带化是大势所趋。专网对语音的需求是硬性的，窄带网络具备超低延迟语音呼叫、网络优先级、安全性等特点，是其他网络所不具备且短期内难以替代的[1]。因此，在当前及未来相当一段时间内，以宽窄带融合的形式组网，能在不同应用背景下发挥各自的优势，既满足音频远距离即时通信，又满足多媒体业务的态势调度与分析，两种业务相互支撑，成为专网行业发展趋势的普遍共识。

1    系统方案

专网的宽窄带融合主要涉及“云-管-端”3大块：（1）“云”，主要是指上层网络，如核心网、网络管理、应用服务器等。（2）“管”，主要指有线或无线的通信管道，如基站、光纤等。（3）“端”，主要指用户呈现端，如各种终端等。

宽窄融合方案，对于“云-管-端”三者都有相关的要求和实现，比如宽窄多模合一的手持终端、宽窄融合的核心网、宽窄融合的网管等。三者间系统侧的融合方案最为重要，因为任何一块的宽窄带融合，都需要“云”，即网络系统侧的融合来提供支撑，所以本文重点讨论系统侧的融合技术方案。

就系统侧而言，融合之后，应能满足用户统一管理、设备统一维护、宽窄带业务统一调度等需求，为实现此目标，需要针对以上功能所涉及的网络单元进行融合改造，涉及以上需求的主要是核心网及上层应用服务器系统，所以融合方案一般可通过系统侧的网关融合和融合核心网两种方式来实现。下文就对专网现状以及两种改造方式分别进行讨论和分析。

2    专网现状

以窄带语音为代表的窄带专网，随着长时间的规模化建设和发展，当前已经发展地非常成熟，通过自有的终端、基站、核心网和调度中心，完成专网的各种调度业务。随着大数据业务的不断发展，行业对宽带业务和网络也不断进行加强和建设，主要通过建设宽带专网和公网应用来进行业务实现。3套系统形成3张孤立的网络，彼此之间信息无法互通，不能共同调度、指挥，系统维护也异常复杂和不同步，随着业务的拓展，这种组网形式越来越不能满足需求，迫切需要进行网络融合，实现统一管理[2]。

3    网关融合方案

在现有网络已经存在宽窄带独立部署的情况下，为了减少对现有网络数据和业务的冲击，通过增设宽窄带互通网关，打通彼此之间的业务孤立，使业务通过网关进行互通，在指挥中心侧实现上层业务的统一管理和调度。在宽窄带专网无法覆盖的地方，可以通过公网进行补充，解决专网业务连续性的问题。其中，指挥中心可以是一步到位的宽窄带融合指挥中心，也可以是分阶段建设，先将宽窄带指挥中心独立部署在同一个地方，再进行融合改造成一套融合，指挥系统。

网关的主要作用是实现宽窄带业务的互通，通过协议翻译，对两侧的业务进行映像分析和转发，使窄带的语音可以跟宽带的语音相互通信。对于宽带的视频业务，可以将其中的音频部分拆给窄带用户，宽带的视频继续在宽带用户中进行转发和通信。

网关可以部署在宽窄带核心网之间，也可以部署在指挥中心内部。区别在于：核心网间的网关，在通信管道将终端信息上传到核心网进行管理和转发时，就通过网关进行相关信息的融合和处理（见图1）;在指挥中心部署网关，则是将宽窄带业务信息先分别上传到应用层，通过应用层网关进行数据的转发，网络结构与部署在核心网相比，逻辑更简单，但是由于放在了应用侧，所以实时性和消息转发效率会有一定的降低（见图2）。

综合而言，网关方式的优点：宽窄带专网网络分别建设，网络结构相对简单，可以保护原有專网投资;网络改动小，升级风险小。缺点：设备量大，维护成本高，功耗大，资源需要多;采用多网元进行业务控制，逻辑复杂、信令时延大、用户体验差;切换信令多且时延大、网络负荷高;两套系统需进行数据的同步，出现数据同步偏差时，影响业务成功率;两套核心网，两套用户数据管理，维护成本较高;在扩容升级时，需考虑多个设备的容量问题。

该方案一般适用于已有窄带专网的情况，以新架设宽带专网和融合网关的方式逐步提供宽带业务，风险可控。

4    融合核心网方案

直接将窄带和宽带的核心网进行融合，形成新的网元，该网元可以分别连接窄带专网基站和宽带专网基站。在宽窄带专网无法覆盖的地方，可以通过公网进行补充，解决专网业务连续性的问题，进一步提高消息转发和融合的效率（见图3）。

融合核心网方式的优点：设备少，维护成本低;业务可深度融合;统一的业务流程，业务逻辑清晰;业务实现信令少、接续快;支持平滑切换，保持业务连续性;一致的码号规划、统一的用户管理;支持系统平滑演进，窄带系统平滑升级到融合核心网[3]。缺点：已建的窄带核心网需要升级，升级后业务的可靠性存在风险;已有的窄带网络的管理数据，配置数据（签约、集群管理数据）需要迁移到新的融合核心网中。此种方案一般适用于新建专网，一步到位，各种业务同期提供。

5    结语

综上所述，当下窄带语音是刚需，但宽带多媒体业务已成为重要的业务支撑，只有将两者有机地融合在一起，提高应用效率，丰富应用业务，满足不断发展的应用场景，才能将专网通信推向新时代，演进出新活力。建议相关行业和标准部门尽快出台宽窄通信标准，指导各地建设，尽快建设实际样板工程供各行业进行选择。

[参考文献]

[1]欧洲电信标准协会.DMR语音和普通服务与设施[Z].ETSI TS 102 361-2，2007.

[2]蒋庆生，刘文静.PDT数字集群系统的宽带演进技术探讨[J].数字通信世界，2010（11）：31-34.

[3]吕其恒.宽窄带融合无线专网建设方案探讨[J].警察技术，2014（3）：47-50.