基于TETRANODE数字集群通信网的应用-设计应用

精品文档-下载后可编辑基于TETRANODE数字集群通信网的应用-设计应用1引言城市的规模越大，现代化程度越高，它所需要的应急指挥系统就应该更加灵敏和高效。而高效、灵敏的城市应急指挥系统需要良好的集群指挥、调度系统作为通信保障。目前，大部分城市的公安部门和国安部门的主要业务通信网是350MHz模拟集群网，并且设备老化，容量过小，通信质量下降，面临淘汰。数字集群网拥有的通信质量好、频带利用率高、可实现数字加密等优点是模拟集群网无法比拟的。当前，建立高效统一的城市应急指挥系统是一个城市步入现代化的必然选择。2系统与设备选型国际上，ITU（国际电信联盟）推荐的数字集群通信系统的标准有很多，其中适合我国的有欧洲通信标准协会（ETSI）推荐的全欧集群通信TETRA和MOTOROLA公司推荐的iDEN。目前，这两种体制都已相当成熟，但考虑到iDEN系统设备的投资过大，不具备TETRA所具有的脱网直通和端对端加密的功能，所以本设计拟选用TETRA系统设备。各种标准的设备供应商也很多，如TETRA系统设备的主要供应商有NOKIA、Marconi、Simco、MOTOROLA、Rohill等，这些设备都有自身的优点，因此在国际市场上都占有一定的份额。但是，考虑到早在上个世纪九十年代，荷兰ROHILL公司就与我国公安部研究所成功地合作开发了MPT1327模拟集群通信系统（符合公安部CPS标准），在全国六十多个公安和安全部门安装使用，运行稳定可靠的因素，而且，我国现有的模拟集群通信网投资很大，完全丢弃的可能性不大，因此我们在建立数字集群通信网的同时，还得继续发挥原有的模拟集群通信网的作用。换句话说，必须考虑新建数字集群通信网与原有模拟集群通信网的兼容问题。所以本设计选择由荷兰ROHILL公司生产的TETRANODE数字集群通信系统。3TETRANODE的主要特点与其它生产商提供的数字集群通信设备相比，ROHILL公司生产的TETRANODE数字集群通信系统主要有以下五大特点：3.1遵循TETRA信令标准100%遵循TETRA信令标准。也就是说，通信过程全部采用数字化技术。首先将话音进行数字化语音编码，再进行数字化调制，经过线性功率放大，由天线发射出去。在交换部份，同样进行话音和信令的数字化交换，实现话音和信道交换、信令控制、时分复用（TDMA）等一系列功能。3.2具有兼容多个空中信令标准的通信能力特别能兼容MPT1327和TETRA信令标准。这一点，对我国公安部门尤其重要。因为公安系统的模拟集群（CPS）采用了MPT1327信令标准，公安部门建的模拟网绝大部分都是MPT1327信令。ROHILL的这种数模兼容体制，可以实现：（1）数字用户与数字用户之间的通信；（2）模拟用户与模拟用户之间的通信；（3）数字用户与模拟用户之间的通信；（4）模拟用户与数字用户之间的通信。`（5）在模拟集群（MPT）与数字集群（TETRA）移动台之间都可显示呼叫身份码。（6）在MPT与TETRA移动台之间仍然可发送状态信息和短数据信息。（7）在MPT和TETRA之间完全融合组呼，MPT移动台和TETRA移动台可以混合编组。（8）具有化名编码方案，可以使MPT移动台操作起来像一部TETRA移动台一样，反之亦然。I.MPT的所有设备与TETRA的所有设备均由一个统一的网管系统（NMS）管理。3.3模块化设计模块化设计，即插即用功能，系统扩容方便快捷。TETRANODE采用了模块化的设计方法，它由交换设备TNX，基地台TBS，扩展平台TEP，话音-数据实时记录系统VLS，网管系统NMS，有线调度台LDS等组成。这些模块和设备具有即插即用功能，在更换、维修、扩容时方便快捷。同时，模块化设计，便于大规模生产，有利于降低成本及提高可靠性。3.4冗余和故障弱化设计完全的冗余和故障弱化设计，具有很高的可靠性。在电路和结构设计中，采用了冗余设计，元器件的负荷率留有余地，结构上留有备份空间，如主机板可选备份板，一旦出现问题，备份板即可投入工作，以保证系统的正常运行。同时，若发生局部故障，则系统不会全部瘫痪，基站仍然能独立运转。还有，系统还设计了故障保护和告警功能。这些措施，保证了系统有很高的可靠性和可维护性。ROHILL公司在模拟集群FLEXINET的设计和生产中，已成功地将平均无故障时间超过100000小时，在TETRANODE的设计中，采用的措施更多更好，可靠性将会更高，其平均寿命将会更长。3.5优化的IP传输及网络结构TETRANODE通信协议（TNCP）基于INTERNET中的TCPIP标准。为了达到可以传输语音和数据的目的，TNCP支持比现行的TCPIP协议集效率更高的多重连续数据流。TNCP既支持分组交换的数据，也支持电路交换的话音数据流。为了达到网络管理、远端诊断和软件的目的，也使用了TCPIP标准。使用这种优化的INTERNETTCPIP协议，可以使TETRANODE很容易实现与其它节点接口，与INTERNET网连接，与别的系统连接。4系统的网络结构TETRA标准定义了一组TETRA网络组成模块之间的接口，使得TETRA系统网络结构简单、规模可大可小，模块内部结构不受限制。本系统的网络由中心交换机（交换中心）、遥控站、传输链路、网管中心、调度中心和手台组成。全网的框图如图1所示。中心交换机与网管中心和调度中心相连，是系统的和枢纽，所有的信息都在中心交换机进行交换。通过接口单元系统，中心交换机可以连接到有线网，实现有线和无线的互联。网管中心和调度中心的硬件都是PC机，机器内分别装有网管客户端软件和调度台软件。网管中心控制整个网络的各个单元，具有参数配置、故障管理、告警记录、性能分析等功能。网络扩容时，所有参数及数据库更新均由网管中心自动配置，既减轻了人工设置的繁琐，又避免了操作错误。调度中心对集群网内的用户呼叫进行监控，必要时可以向所需的移动台发起指挥呼叫，移动台遇到紧急情况也可直接呼叫调度中心。中心交换机通过链路（V.11）接入到骨干网和所有的遥控基站进行连接。遥控站的组成包括基地台、接口单元、调度台和天馈系统。遥控站不具备交换功能，它是交换中心的延伸基站，交换功能通过连接链路在交换中心完成。遥控站天线的架设高度对上行信号的接收起着关键作用，而覆盖范围又主要由上行距离决定（因为移动台发射功率较小），因此在条件容许的前提下应尽可能将基站天线架高。5系统主要功能5.1主要功能本系统兼容了TETRA和MPT1327两种体制，同时可实现它们所具有的各种功能：（1）可同网多空中协议工作，特别是TETRA数字集群和MPT1327模拟集群可兼容工作。（2）采用内部化名编码，可实现TETRA和MPT1327终端之间的互通。（3）采用优化IP数据传输方式，使网络拓扑可适应任何模式，不管是网状网，星形网，环形网，还是混合网，都不受限制。（4）分布式数据库结构，组成分布式的多级网络管理系统，可以将网络层连接到LAN或WAN上实现多操作位的网络管理。（5）当某设备或链路发生故障时，话音和数据的路由将会自动重新选择。（6）即插即用功能，包括：各种板、卡，基地台、调度台等。（7）准确、全面的呼叫信息记录。5.2功能特点（1）话音呼叫：单呼和组呼；单工双工通信；PABX和PSTN呼叫；广播呼叫；（2）状态信息；短数据服务（SDS）；电路交换数据服务；访问优先级；区域选择；（3）优先呼叫；预占优先呼叫；呼叫用户码识别；迟后加入；遇忙呼叫完成；无应答呼叫完成；呼叫持续；呼叫保持呼叫等待；呼叫转移；呼叫识别；（4）呼叫；包容呼叫；控制传送；蜂窝重新选择，类型3；慎密监听；缩位地址；鉴别；遥毙复活；空中接口加密，静态密钥；端到端加密；环境监听；费用通知；（5）呼入限制；由调度授权呼叫；呼叫保留；包交换数据；多时隙电路数据；（6）动态编组；空中接口加密，动态