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1.3 宽带集群技术的特征及标准化进程

1.3.1 宽带集群技术的特征

宽带集群是集支持宽带数据传输和语音、数据、视频等多媒体集群调度应用业务于一体的专网无线技术,在业务、功能和性能上具有以下典型的技术特征。

1.业务特征

(1)语音业务

宽带集群系统在语音业务方面要做到“一呼百应”,具有快速指挥调度能力,实现单呼、组呼、全呼、广播呼叫、紧急呼叫、优先级呼叫、调度台核查呼叫。另外,宽带集群系统还需要实现与公用电话交换网(Public Switched Telephone Network,PSTN)、蜂窝移动通信网,以及其他数字集群通信系统,例如,TETRA、警用数字集群(Police Digital Trunking,PDT)等的互联呼叫。

(2)数据业务

宽带集群系统不仅要承载尽力而为类数据业务,还要承载实时控制类数据业务,以实现数据调度功能。例如,在指挥调度过程中,用户可以通过手持终端接收、发送和查询业务的相关数据。因为实时控制类数据业务对时延和可靠性的要求很高,所以在进行系统设计时,需要提供强有力的服务质量保证。

(3)视频业务

行业人员在利用集群通信系统进行指挥调度的过程中,不仅要“听得到”,还要“看得到”,宽带集群系统要承载各种交互型视频业务,包括现场图像上传、视频通话、视频回传、视频监控等。因此,在进行宽带集群系统的设计时,要充分考虑视频编解码、视频传输与无线资源管理三者之间的协调。

2.功能特征

(1)多业务融合

新时期,无线技术与应用互相促进,集群通信的需求从语音发展到数据,进而有“百闻不如一见”的视频要求,甚至有实现超越标清的高清视频要求。因此,宽带集群系统需要提供语音调度、数据调度、视频调度等多种业务协同的融合调度功能。数据业务和视频业务可以弥补语音业务在准确性、可记录性等方面的缺陷,从而提升全数字化、可视化、高度自动化、可记录及可追溯、事件驱动的指挥调度和协同作业能力。

(2)指挥调度

宽带集群系统需要配有专门、统一的指挥调度中心,根据现场人员反馈的情况,通过有线或无线调度台实现区域呼叫、通话限时、动态重组、滞后进入、遥毙/复活、呼叫能力限制、繁忙排队、监控、环境侦听、强拆、强插、录音/录像等多种操作。另外,指挥调度中心还可以为调度台设置管理级别,实现分级调度管理。

(3)多行业共网管理

宽带集群系统满足城市无线政务消防、医疗、交通、环保等多行业部门共用网络的要求,各行业部门通过虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)或独立的核心网进行独立的用户签约和业务管理,共享无线接入网和频谱资源。多行业共网不仅可以提高无线基础设施和频谱资源的利用效率,还可以实现高效的协同工作,满足跨地域、跨部门的大规模现代指挥调度的需求。

3.性能特征

(1)快速接入能力

宽带集群系统具有快速接入能力,要求组呼建立时间小于300ms,话权抢占时间小于200ms,以实现快速的指挥调度。

(2)更高的安全性和保密性

宽带集群系统是针对行业应用而设计的专用指挥调度通信系统,对网络和信息传输的安全性和保密性要求较高,尤其是公共安全等国家安全部门使用的集群网络,一定要防止遭受恶意攻击及信息被截获或篡改等。因此,宽带集群系统应该能够提供包括鉴权、空口加密及端到端加密在内的一整套完备的安全机制,来解决其面临的诸多安全威胁问题。

(3)更高的可靠性

宽带集群系统在网络可靠性方面有着更高的要求,要求具有较强的故障弱化、单站集群和抗毁能力,以提供应对各种突发事件的应急指挥通信能力。宽带数字集群终端还应该具有脱网直通的能力,以便在网络无法覆盖时,能够支持群组用户的脱网直通能力。

1.3.2 宽带集群的标准化进程

美国在2012年启动全国700MHz公共安全专网FirstNet建设,带动了亚太和中东地区的LTE公共安全或政府领域专网市场的飞速发展。我国积极开展1.4GHz TD-LTE政务网试验,在宽带集群技术发展之初,多种技术方案和产品并存,亟须统一标准,以降低成本促进规模发展。我国自有知识产权的宽带集群标准已经成为世界级标准,这是ITU首次采纳我国宽带集群标准。随着1.4GHz宽带数字集群专网和1.8GHz无线接入系统频率规划的发布,国内各设备商积极推出宽带集群产品和解决方案,宽带集群产业呈井喷式增长。宽带集群作为无线专网技术的重要发展方向,近年来,在重要行业和重大活动中得到了广泛的应用,为保障国家安全,服务地方经济社会发展,推广各行各业信息化应用,提升各行业管理水平,公共服务水平和居民生活质量,发挥了重要作用。

B-TrunC Rel.1技术标准于2013—2014年完成并陆续发布,于2015年成为ITU推荐的支持点对多点语音和多媒体集群调度的公共安全与减灾应用的LTE宽带集群标准。B-TrunC Rel.1在保证兼容LTE数据业务的基础上,增强了语音集群基本业务和补充业务,以及多媒体集群调度等宽带集群业务功能,具有带宽灵活、高频谱效率、低时延、高可靠性的特征,能够满足专业用户对语音集群、宽带数据、应急指挥调度等需求。目前,B-TrunC Rel.1技术标准已经制定完成,包括总体技术要求、接口技术要求、设备技术要求和相关测试方法共9项内容。宽带集群标准的演进如图1-18所示。

图1-18 宽带集群标准的演进

2021年4月,工业和信息化部发布公告,批准公布《工业互联网平台应用管理接口要求》等563项行业标准,其中,包括11项B-TrunC系统第二阶段标准。这是2021年继B-TrunC第一阶段5项国家标准发布后,我国宽带集群领域取得的又一重要成果。目前,B-TrunC在第一阶段和第二阶段已发布9项国家标准,23项行业标准。B-TrunC第二阶段标准在第一阶段标准的基础上,进一步提升了大规模组网、网间切换和漫游、基站与核心网设备接口开放等能力,提升了对无线政务、公共安全、轨道交通和铁路等行业的宽带多媒体集群调度功能以及定位和多媒体消息等新业务的能力,并实现与窄带数字集群通信、PSTN、公众蜂窝移动通信网的融合互通,为宽带集群和应急通信规模化发展提供了坚实的标准依据。

目前,我国宽带集群产业联盟正在研究制定面向5G的宽带集群第三阶段标准,将向更加多样化的场景、更高的业务性能要求和全方位的安全保障方向演进,充分考虑公网和专网的融合发展,宽带和窄带的协同应用,为行业用户提供全面的服务,更好地实现行业宽带化、数字化和信息化的高质量发展目标。 BIiLp8HQE8MhkAMZfEWj/hcioP6h3vYZbE4dWYWmScC2VGtTIVeGYY0jYPyWpjf6

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