1 引言 城市的規(guī)模越大，現(xiàn)代化程度越高，它所需要的應急指揮系統(tǒng)就應該更加靈敏和高效。而高效、靈敏的城市應急指揮系統(tǒng)需要良好的集群指揮、調度系統(tǒng)作為通信保障。目前，大部分城市的公安部門和國安部門的主要業(yè)務通信網是350MHz模擬集群網，并且設備老化，容量過小，通信質量下降，面臨淘汰。數字集群網擁有的通信質量好、頻帶利用率高、可實現(xiàn)數字加密等優(yōu)點是模擬集群網無法比擬的。當前，建立高效統(tǒng)一的城市應急指揮系統(tǒng)是一個城市步入現(xiàn)代化的必然選擇。 2 系統(tǒng)與設備選型 國際上，ITU（國際電信聯(lián)盟）推薦的數字集群通信系統(tǒng)的標準有很多，其中適合我國的有歐洲通信標準協(xié)會（ETSI）推薦的全歐集群通信TETRA和MOTOROLA公司推薦的iDEN。目前，這兩種體制都已相當成熟，但考慮到iDEN系統(tǒng)設備的投資過大，不具備TETRA所具有的脫網直通和端對端加密的功能，所以本設計擬選用TETRA系統(tǒng)設備。各種標準的設備供應商也很多，如TETRA系統(tǒng)設備的主要供應商有NOKIA、Marconi、Simco、MOTOROLA、Rohill等，這些設備都有自身的優(yōu)點，因此在國際市場上都占有一定的份額。但是，考慮到早在上個世紀九十年代，荷蘭ROHILL公司就與我國公安部第一研究所成功地合作開發(fā)了MPT1327模擬集群通信系統(tǒng)（符合公安部CPS標準），在全國六十多個公安和安全部門安裝使用，運行穩(wěn)定可靠的因素，而且，我國現(xiàn)有的模擬集群通信網投資很大，完全丟棄的可能性不大，因此我們在建立數字集群通信網的同時，還得繼續(xù)發(fā)揮原有的模擬集群通信網的作用。換句話說，必須考慮新建數字集群通信網與原有模擬集群通信網的兼容問題。所以本設計選擇由荷蘭ROHILL公司生產的TETRANODE數字集群通信系統(tǒng)。 3 TETRANODE的主要特點 與其它生產商提供的數字集群通信設備相比，ROHILL公司生產的TETRANODE數字集群通信系統(tǒng)主要有以下五大特點： 3.1 遵循TETRA信令標準 100%遵循TETRA信令標準。也就是說，通信過程全部采用數字化技術。首先將話音進行數字化語音編碼，再進行數字化調制，最后經過線性功率放大，由天線發(fā)射出去。在交換部份，同樣進行話音和信令的數字化交換，實現(xiàn)話音和信道交換、信令控制、時分復用（TDMA）等一系列功能。 3.2具有兼容多個空中信令標準的通信能力 特別能兼容MPT1327和TETRA信令標準。這一點，對我國公安部門尤其重要。因為公安系統(tǒng)的模擬集群（CPS）,采用了MPT1327信令標準，公安部門建的模擬網絕大部分都是MPT1327信令。ROHILL的這種數模兼容體制，可以實現(xiàn)： （1）數字用戶與數字用戶之間的通信； （2）模擬用戶與模擬用戶之間的通信； （3）數字用戶與模擬用戶之間的通信； （4）模擬用戶與數字用戶之間的通信。｀ （5）在模擬集群（MPT）與數字集群（TETRA）移動臺之間都可顯示呼叫身份碼。 （6）在MPT與TETRA移動臺之間仍然可發(fā)送狀態(tài)信息和短數據信息。 （7）在MPT和TETRA之間完全融合組呼，MPT移動臺和TETRA移動臺可以混合編組。 （8）具有化名編碼方案，可以使MPT移動臺操作起來像一部TETRA移動臺一樣，反之亦然。I.MPT的所有設備與TETRA的所有設備均由一個統(tǒng)一的網管系統(tǒng)（NMS）管理。 3.3模塊化設計 模塊化設計，即插即用功能，系統(tǒng)擴容方便快捷。TETRANODE采用了模塊化的設計方法，它由交換設備TNX，基地臺TBS，擴展平臺TEP，話音-數據實時記錄系統(tǒng)VLS，網管系統(tǒng)NMS，有線調度臺LDS等組成。這些模塊和設備具有即插即用功能，在更換、維修、擴容時方便快捷。同時，模塊化設計，便于大規(guī)模生產，有利于降低成本及提高可靠性。 3.4冗余和故障弱化設計 完全的冗余和故障弱化設計，具有很高的可靠性。在電路和結構設計中，采用了冗余設計，元器件的負荷率留有余地，結構上留有備份空間，如主機板可選備份板，一旦出現(xiàn)問題，備份板即可投入工作，以保證系統(tǒng)的正常運行。同時，若發(fā)生局部故障，則系統(tǒng)不會全部癱瘓，基站仍然能獨立運轉。還有，系統(tǒng)還設計了故障保護和告警功能。這些措施，保證了系統(tǒng)有很高的可靠性和可維護性。ROHILL公司在模擬集群FLEXINET的設計和生產中，已成功地將平均無故障時間超過100000小時，在TETRANODE的設計中，采用的措施更多更好，可靠性將會更高，其平均壽命將會更長。 3.5優(yōu)化的IP傳輸及網絡結構 TETRANODE通信協(xié)議（TNCP）基于INTERNET中的TCPIP標準。為了達到可以傳輸語音和數據的目的，TNCP支持比現(xiàn)行的TCPIP協(xié)議集效率更高的多重連續(xù)數據流。TNCP既支持分組交換的數據，也支持電路交換的話音數據流。為了達到網絡管理、遠端診斷和軟件下載的目的，也使用了TCPIP標準。使用這種優(yōu)化的INTERNET TCPIP協(xié)議，可以使TETRANODE很容易實現(xiàn)與其它節(jié)點接口，與INTERNET網連接，與別的系統(tǒng)連接。　 4 系統(tǒng)的網絡結構 TETRA標準定義了一組TETRA網絡組成模塊之間的接口，使得TETRA系統(tǒng)網絡結構簡單、規(guī)模可大可小，模塊內部結構不受限制。本系統(tǒng)的網絡由中心交換機（交換中心）、遙控站、傳輸鏈路、網管中心、調度中心和手臺組成。全網的框圖如圖1所示。 中心交換機與網管中心和調度中心相連，是系統(tǒng)的核心和樞紐，所有的信息都在中心交換機進行交換。通過接口單元系統(tǒng)，中心交換機可以連接到有線網，實現(xiàn)有線和無線的互聯(lián)。 網管中心和調度中心的硬件都是PC機，機器內分別裝有網管客戶端軟件和調度臺軟件。網管中心控制整個網絡的各個單元，具有參數配置、故障管理、告警記錄、性能分析等功能。網絡擴容時，所有參數及數據庫更新均由網管中心自動配置，既減輕了人工設置的繁瑣，又避免了操作錯誤。調度中心對集群網內的用戶呼叫進行監(jiān)控，必要時可以向所需的移動臺發(fā)起指揮呼叫，移動臺遇到緊急情況也可直接呼叫調度中心。 中心交換機通過鏈路（V.11）接入到骨干網和所有的遙控基站進行連接。 遙控站的組成包括基地臺、接口單元、調度臺和天饋系統(tǒng)。遙控站不具備交換功能，它是交換中心的延伸基站，交換功能通過連接鏈路在交換中心完成。遙控站天線的架設高度對上行信號的接收起著關鍵作用，而覆蓋范圍又主要由上行距離決定（因為移動臺發(fā)射功率較小），因此在條件容許的前提下應盡可能將基站天線架高。 5 系統(tǒng)主要功能 5.1主要功能 本系統(tǒng)兼容了TETRA 和 MPT1327兩種體制，同時可實現(xiàn)它們所具有的各種功能： （1）可同網多空中協(xié)議工作，特別是TETRA數字集群和MPT1327模擬集群可兼容工作。 （2）采用內部化名編碼，可實現(xiàn)TETRA和MPT1327終端之間的互通。 （3）采用優(yōu)化IP數據傳輸方式，使網絡拓撲可適應任何模式，不管是網狀網，星形網，環(huán)形網，還是混合網，都不受限制。 （4）分布式數據庫結構，組成分布式的多級網絡管理系統(tǒng)，可以將網絡層連接到LAN或WAN上實現(xiàn)多操作位的網絡管理。 （5）當某設備或鏈路發(fā)生故障時，話音和數據的路由將會自動重新選擇。 （6）即插即用功能，包括：各種板、卡，基地臺、調度臺等。 （7）準確、全面的呼叫信息記錄。 5.2功能特點 （1）話音呼叫：單呼和組呼；單工雙工通信；PABX和PSTN呼叫；廣播呼叫； （2）狀態(tài)信息； 短數據服務（SDS）；電路交換數據服務；訪問優(yōu)先級；區(qū)域選擇； （3）優(yōu)先呼叫；預占優(yōu)先呼叫；呼叫用戶碼識別；遲后加入；遇忙呼叫完成；無應答呼叫完成；呼叫持續(xù)；呼叫保持呼叫等待；呼叫轉移；呼叫識別； （4）呼叫報告；包容呼叫；控制傳送；蜂窩重新選擇，類型3；慎密監(jiān)聽；縮位地址； 鑒別；遙斃復活；空中接口加密，靜態(tài)密鑰；端到端加密；環(huán)境監(jiān)聽；費用通知； （5）呼入限制；由調度授權呼叫；呼叫保留；包交換數據；多時隙電路數據； （6）動態(tài)編組；空中接口加密，動態(tài)密鑰；蜂窩重新選擇，類型1和2。 6結束語 本文介紹的是基于TETRANODE數字集群通信系統(tǒng)的集群網設計，因其能夠兼容過去的模擬集群通信網和現(xiàn)代數字集群通信網，所以該數字集群通信網特別適用于我國公安和國安部門的通信網新建、擴容或改造。