在當前警用通信科技的模式有哪些呢?應該如何來加強對通信科技的新發展技巧呢?通信的新標準又有什么發展及影響呢?本文主要從警用集群通信系統面臨的新挑戰和警用移動通信的新技術標準以及警用移動通信技術標準發展趨勢等各個方面做了相應的介紹。本文選自：《數字通信世界》,《數字通信世界》Digital Communication World(月刊)2005年創刊，是通信類綜合月刊，面向國內外公開發行?！稊底滞ㄐ攀澜纭繁?ldquo;為技術創新和企業升級服務”的宗旨，立足數字通信產業，積極宣傳報道政府宏觀產業改革;密切關注通信行業最新動態趨勢;及時傳播現代企業管理觀念;準確解讀信息產業營銷策略;大膽預測數字通信市場、技術、運營、業務發展前景及走勢;致力探索、推介通信行業管理創新模式、最新技術、設備、產品。本刊采用國際大16開全彩印刷，每月20日出版，發行范圍覆蓋了整修IT產業、通信行業、以及廣電系統，其發行網已延伸至全國各大中型城市、國內外企業、研究機構和院校?！稊底滞ㄐ攀澜纭分鞴軉挝唬盒畔a業部，主辦單位：電子工業出版社，國內統一刊號：11-5154/TN，國際標準刊號：1672-7274
摘要：寬帶多媒體集群系統通過異構網絡技術將具有不同網絡結構特點(如工作頻率,傳輸速率,覆蓋范圍,系統容量和服務質量等)的移動網絡(接入子系統)連接在一起,充分利用這些網絡的特點,向用戶提供一個完整的業務能力和服務水平。
關鍵詞：警用通信,通信技術,通信標準
Abstract: broadband multimedia cluster system by heterogeneous network technology will have different network structure characteristics (such as working frequency, transmission rate, coverage, system capacity and service quality, etc.) of the mobile network (subsystem) connected together, take full advantage of the characteristics of these networks, to provide customers with a full business ability and service level.
Key words: police communication, communication technology and communication standards
一、引言
警用移動通信作為警務保障工作的重要內容,一直得到公安部通信主管部門的高度重視和支持。警用移動通信裝備歷經警用基本級、功能級、自動級三個階段,發展到如今的集群通信系統,MPT-1327警用模擬集群系統仍是當前的主流裝備,已經自上至下覆蓋到大多數的縣級城市,而作為數字集群代表的TETRA系統也在多個直轄市、省會城市及沿海發達城市建成使用或正在規劃建設中。從整個警用移動通信技術的發展來看,從模擬到數字的轉移是必然趨勢。
TETRA系統本身是成功的,它達到了數字移動通信專網對話音指揮調度通信的要求,這在2008年北京奧運會期間正通網的良好表現中已經得以驗證。但TETRA網相對小區制的電波覆蓋特性和高技術復雜度、高昂的設備制造成本,使它并不適合在全國公安系統內大范圍鋪設。TETRA系統的核心技術(如安全加密技術等等)僅掌握在少數國外廠商手中,不會向中國開放,也是影響TETRA系統在公安行業推廣的重要因素。
隨著我國社會治安形勢日趨嚴峻,快速及時地處置重大突發事件是全國各個政府職能部門都要面臨的重大課題。公安部門在預防、監測和應急處置突發事件以及事后救援工作過程中擔負著重大的責任和義務,因此有效地解決公安部門在全面應對突發事件活動中所遇到的技術保障難題,顯得更加突出和迫切?，F有的警用移動通信系統在承擔公安應急通信指揮保障工作時存在著多個方面的問題,如跨行業間及公安系統內部門之間互聯互通沒能很好實現,不利于部門聯動和協調統一指揮;通信指揮業務分布在多個承載平臺上,應急處置時需要調動的資源很多,往往不能快速建立,部分業務使用公共網絡,容易受到損壞和破壞;現有的應急通信技術體制并未統一,沒有明確的設備和承載業務規范,缺少快速建立和自主組網的能力;語音、數據業務不具備加密功能,信息安全受限于現有技術體制,不能完全解決,制約了警用移動通信指揮系統的發展。
公安部門已經充分認識到信息化改造的重要性,同樣在不斷提高行業自身的信息化水平,公安部門的工作方式也因此逐漸發生著改變,從傳統的固定場所辦公到越來越多地采用移動辦公,以加快警務保障和處置突發事件的響應速度,提高工作效率,這必然對警用移動通信提出了更高的要求。
所有這些都預示著,發展警用數字集群通信系統將面臨新的業務需求的挑戰。
二、警用集群通信系統面臨的新挑戰
(一)數字化通信能力需要全面提升
集群系統在以指揮調度為主的警用移動通信中有著不可替代的地位。模擬集群在公安系統得到廣泛使用,其優點是技術復雜度低,成本相對低廉,易于普及,但也存在業務種類受限、數據業務能力低、頻率利用率低、保密性差和抗干擾能力弱等諸多問題。數字集群通信系統帶來的好處顯而易見,話音質量改善、頻譜利用率顯著提升、安全保密性增強及有一定的數據通信能力等。全面提升集群系統的數字化通信能力更顯著的特點在于:可與先進的寬帶無線接入網異構連接,便于接入計算機通信網絡,從而整合不同技術構建統一的綜合指揮調度平臺。
(二)多媒體通信能力需要全面提升
現行的集群系統以語音調度功能為主,數據傳輸能力有限,但是公安行業在日常警務工作或處置突發事件的過程中,不僅要“聽得到”,更要“看得見”、“看得清”。雖然數據及圖像傳輸業務可以通過其他網絡實現,但是通過警用移動通信系統實現數據及圖像功能無疑是最機動靈活、安全可靠的方式,在統一的調度平臺上實現多媒體一體化的通信指揮能力。新一代警用移動通信系統需要提供語音調度、數據調度、高速數據查詢、圖像實時采集、現場視頻監控等多種業務協同的融合調度能力。通過數據業務和視頻業務彌補語音業務在準確性、可記錄性方面的缺陷,從而實現全數字化的、多媒體一體化的、可記錄及可追溯的、事件驅動的指揮調度和協同作業流程。
(三)安全防護能力需要全面提升
目前的警用移動通信系統,尤其是無線語音調度系統,基本沒有采用通信加密,在警務保障和處置突發事件時,公安部門的指揮調度通信很容易被人竊聽。TETRA數字集群系統由于國外政府對我們不開放加密接口,到現在為止也無法使用國產加密算法,所有的移動警務通信對國外的專業機構完全是透明的,這給國家安全帶來了很大的隱患。新一代警用移動通信系統需要設計具有多個安全等級的分級服務機制,提供包括機密性、鑒權、身份認證、審計、過濾等安全功能。使用安全認證、密鑰協商及管理、空中接口加密及數據完整性保護、端到端信息內容加密、無線鏈路數據加密等安全機制,全面提升警用移動通信系統的安全防護能力。
(四)快速組網能力需要全面提升
處置突發事件的應急保障具有時間的不確定、地點的不確定、范圍的不確定、容量的不確定和環境的不確定的特點,因此對應急通信系統的要求也非常高,必須具備全機動運輸方式所要求的條件(自行或者便于裝卸、運輸、部署和開通);系統具有自主組網和快速配置功能,系統的節點應能靈活設置,覆蓋范圍可大可小;針對不同類型的突發事件可以配置不同的業務功能。目前公安系統使用的通信車、指揮車及應急通信系統都缺乏組網能力,通常只能解決小范圍的覆蓋。
(五)互聯互通能力需要全面提升
在重大公共事件發生時,往往需要政府多個部門以及包括公安、武警、消防等多警種的協同作戰。很多部門都有自己的專用通信系統,使用的頻段也各不相同,在緊急情況下如何保證各系統之間的互聯互通以及有效協調和統一指揮調度,是警用移動通信系統亟需解決的問題。因此,新一代警用移動通信系統在數字化、一體化的發展趨勢下還需要整合連接各種通信系統資源,架構統一的運行應用平臺,實現不同系統間的互聯互通。
三、警用移動通信的新技術標準
為了進一步推動警用移動通信模擬向數字的轉移,公安部早在2008年就著手制訂適合中國國情的警用數字集群(PDT)通信系統系列標準。在公安部科技信息化局的主持下,部分在公安移動通信市場有影響力的廠家和技術專家,成立了“中國公安無線通信數字化改造咨詢委員會”和“PDT產業技術創新戰略聯盟”,積極推動警用移動通信的新技術體制警用數字集群(PDT)通信系統的技術研究和標準編制工作。
警用數字集群(PDT)系統標準的制定一方面參考相關的國際標準,另一方面根據我國公安業務的實際需求設計。PDT系統在實現全部MPT-1327模擬集群功能的基礎上,吸收了TETRA、P25數字集群系統的長處,并根據公安集群通信多年的應用經驗加入自己的特色功能和應用模式,有充分的創新空間。
PDT標準滿足建設全國性網絡的要求,聯網標準針對中國公安的實際需求量身定制,可以適應公安行政管理的要求,也可以使不同廠家的系統能夠無縫互聯。PDT系統支持國家范圍內各省間的多基站、多交換節點網絡互聯。
PDT系統支持多基站自動漫游(支持移動臺通話過程中自動漫游),完全兼容MPT-1327模擬集群系統,支持模擬集群系統向PDT系統的平滑過渡和升級。
PDT系統制定了完善的安全加密解決方案,完成了相關安全設備的研制。使用國產加密算法支持用戶鑒權和端到端語音加密功能。
警用數字集群(PDT)系統具有鮮明的行業特點:
數字語音,指揮調度功能為主
大區覆蓋,全網自動漫游
中心設備采用IP數字交換技術
向下兼容模擬集群,確保平滑過渡到數字集群
使用國產加密算法,自主安全加密技術
警用數字集群(PDT)系統主要技術指標:
目前公安部已經發布了《警用數字集群(PDT)通信系統總體技術規范(試行)》標準,該系列其他技術標準的編制工作也基本完成,系列標準由如下幾部分組成:
空中接口物理層及數據鏈路層
空中接口呼叫控制層
移動終端
安全
互聯技術規范
?兼容性測試
PDT系統每載波的最大數據傳輸速率為9.6kbps,對數據業務的支持能力有限,尤其是系統不能滿足用戶對高速數據查詢、高清圖片傳輸和實時視頻監控等多媒體業務的需求。
四、警用移動通信技術標準發展趨勢
從近期對國外的技術跟蹤分析,高速分組數據、高清圖片和實時視頻的傳輸同樣是國外警察部門迫切需要在警察通信系統中解決的問題,面對相同的業務需求,寬帶無線接入技術成為提供技術解決方案的首選。美國警察通信語音調度業務仍然使用P25數字集群系統,寬帶無線接入業務使用LTE系統,通過多模式終端,在應用層整合多媒體業務,以提供良好的用戶體驗;我國則提出融合數字集群技術和寬帶無線接入技術,打造全新的專業移動通信網技術標準——寬帶無線多媒體集群系統技術標準。
國家對新一代專業移動通信網的發展給予了大力支持。“十二五”期間國家科技重大專項“新一代寬帶無線移動通信網”中設立了多個與“寬帶無線多媒體集群系統”相關的課題,從技術驗證到標準化研究,涵蓋了對新一代專業移動通信在系統架構、寬帶無線接入、音視頻編解碼、安全、終端及芯片等方面的深入研究。今后,國家將對新一代專業移動通信網的應用示范和產業化給予進一步支持。
寬帶多媒體集群系統是基于寬帶無線通信技術,采用多媒體業務形式,以指揮調度功能為主的專用無線通信系統。寬帶多媒體集群系統著重解決以下幾個方面的能力需求:
高效的指揮控制能力
實時的系統響應能力
高度的安全防護能力
靈活的機動重組能力
按需的資源共享能力
多種業務應用能力
多場景的適應能力
模塊化的配置能力
架構的可擴展能力
這個系統由四個部分組成,包括:終端、接入子系統、交換控制平臺、調度應用平臺。系統架構及其組成如圖所示。
寬帶多媒體集群系統在同一個系統平臺上面向最終用戶提供廣泛的無線語音調度和多媒體(數據、圖像傳輸和互聯網接入)業務,特別針對警用移動通信指揮平臺,合理配置系統資源,統一規范業務內容,規范接口協議,提供語音終端(單模終端)和多媒體業務終端(多模終端)。
寬帶多媒體集群系統為用戶提供高質量的多媒體業務,通過中低速接入子系統(如PDT基站),兼容公安部門仍然大量使用的窄帶無線通信設備,在同一個系統平臺上既滿足用戶對于高標準多媒體業務的需求,又平滑地實現寬窄帶無線通信技術的融合。
寬帶多媒體集群系統提供自組網能力。自組網相對常規通信網絡而言,最大的區別就是在任何時刻,任何地點不需要現有信息基礎網絡設施(包括有線和無線網絡)的支持,快速構建起一個移動通信網絡。自組網能力特點滿足應急通信指揮系統組網方式的要求。
寬帶多媒體集群系統交換控制平臺(SCC)采用基于IP軟交換的全能力交換控制技術。一方面,系統本身既包括窄帶移動通信系統設備,又包括寬帶無線通信系統設備,可同時支持多任務的數字語音和高性能的多媒體業務;另一方面,系統和現有的模擬或數字移動通信系統、公安信息網、衛星通信網,甚至是國家公眾移動通信網互連互通,采用基于IP軟交換的網絡協議控制技術成為技術實現的關鍵所在。
寬帶多媒體集群系統調度應用平臺是寬帶多媒體集群系統的調度控制中心,負責整個集群系統的協調調度和呼叫控制,并提供用戶操作界面。調度應用平臺的主要網元包括多媒體調度控制器、調度臺、用戶數據服務器、安全服務器和各種應用服務器等。寬帶多媒體集群系統支持符合公安系統行業規范的信息安全加密技術,采用國產加密算法。
寬帶多媒體集群技術標準描繪了在“一個統一平臺、多種接入融合”的體系架構下,實現包括語音、圖像、視頻以及分組數據在內的一體化多媒體業務的系統藍圖,在“新一代寬帶無線移動通信網”國家科技重大專項的支持下,通過實施公安行業應用示范項目,必將更加貼近和符合公安一線業務需求,成為發展警用移動通信技術的基石,為新一代警用移動通信技術標準的制定導航
