專網寬窄帶融合系統的方案分析

高偉

摘? ?要：現如今，專網行業的應用場景越來越豐富，除了窄帶語音外，涉及的寬帶多媒體業務也越來越廣泛。寬帶是發展方向，窄帶是基礎保障，兩者的融合成為關鍵因素。針對不同的融合方案，文章通過分析比較，得出各自優劣，為專網寬窄帶融合的實施提供決策依據。

關鍵詞：專網;寬帶;窄帶

通常意義下，公網是指3大運營商提供給大眾消費者使用的通信網絡，而垂直行業使用的通信網絡一般根據自己的特點自行建設，進行專用，即為專網。

專網一般涉及公共安全、應急管理、軌交、港口、石化園區等行業，其特點注定了專網的特性：應用環境復雜、投入成本低廉（沒有運營收入）。

當前，專網行業主要以窄帶語音業務為主，隨著應用需求的不斷演進，高清圖像、視頻、AI應用等寬帶多媒體業務的場景日益廣泛，寬帶化是大勢所趨。專網對語音的需求是硬性的，窄帶網絡具備超低延遲語音呼叫、網絡優先級、安全性等特點，是其他網絡所不具備且短期內難以替代的[1]。因此，在當前及未來相當一段時間內，以寬窄帶融合的形式組網，能在不同應用背景下發揮各自的優勢，既滿足音頻遠距離即時通信，又滿足多媒體業務的態勢調度與分析，兩種業務相互支撐，成為專網行業發展趨勢的普遍共識。

1? ? 系統方案

專網的寬窄帶融合主要涉及“云-管-端”3大塊：（1）“云”，主要是指上層網絡，如核心網、網絡管理、應用服務器等。（2）“管”，主要指有線或無線的通信管道，如基站、光纖等。（3）“端”，主要指用戶呈現端，如各種終端等。

寬窄融合方案，對于“云-管-端”三者都有相關的要求和實現，比如寬窄多模合一的手持終端、寬窄融合的核心網、寬窄融合的網管等。三者間系統側的融合方案最為重要，因為任何一塊的寬窄帶融合，都需要“云”，即網絡系統側的融合來提供支撐，所以本文重點討論系統側的融合技術方案。

就系統側而言，融合之后，應能滿足用戶統一管理、設備統一維護、寬窄帶業務統一調度等需求，為實現此目標，需要針對以上功能所涉及的網絡單元進行融合改造，涉及以上需求的主要是核心網及上層應用服務器系統，所以融合方案一般可通過系統側的網關融合和融合核心網兩種方式來實現。下文就對專網現狀以及兩種改造方式分別進行討論和分析。

2? ? 專網現狀

以窄帶語音為代表的窄帶專網，隨著長時間的規模化建設和發展，當前已經發展地非常成熟，通過自有的終端、基站、核心網和調度中心，完成專網的各種調度業務。隨著大數據業務的不斷發展，行業對寬帶業務和網絡也不斷進行加強和建設，主要通過建設寬帶專網和公網應用來進行業務實現。3套系統形成3張孤立的網絡，彼此之間信息無法互通，不能共同調度、指揮，系統維護也異常復雜和不同步，隨著業務的拓展，這種組網形式越來越不能滿足需求，迫切需要進行網絡融合，實現統一管理[2]。

3? ? 網關融合方案

在現有網絡已經存在寬窄帶獨立部署的情況下，為了減少對現有網絡數據和業務的沖擊，通過增設寬窄帶互通網關，打通彼此之間的業務孤立，使業務通過網關進行互通，在指揮中心側實現上層業務的統一管理和調度。在寬窄帶專網無法覆蓋的地方，可以通過公網進行補充，解決專網業務連續性的問題。其中，指揮中心可以是一步到位的寬窄帶融合指揮中心，也可以是分階段建設，先將寬窄帶指揮中心獨立部署在同一個地方，再進行融合改造成一套融合，指揮系統。

網關的主要作用是實現寬窄帶業務的互通，通過協議翻譯，對兩側的業務進行映像分析和轉發，使窄帶的語音可以跟寬帶的語音相互通信。對于寬帶的視頻業務，可以將其中的音頻部分拆給窄帶用戶，寬帶的視頻繼續在寬帶用戶中進行轉發和通信。

網關可以部署在寬窄帶核心網之間，也可以部署在指揮中心內部。區別在于：核心網間的網關，在通信管道將終端信息上傳到核心網進行管理和轉發時，就通過網關進行相關信息的融合和處理（見圖1）;在指揮中心部署網關，則是將寬窄帶業務信息先分別上傳到應用層，通過應用層網關進行數據的轉發，網絡結構與部署在核心網相比，邏輯更簡單，但是由于放在了應用側，所以實時性和消息轉發效率會有一定的降低（見圖2）。

綜合而言，網關方式的優點：寬窄帶專網網絡分別建設，網絡結構相對簡單，可以保護原有專網投資;網絡改動小，升級風險小。缺點：設備量大，維護成本高，功耗大，資源需要多;采用多網元進行業務控制，邏輯復雜、信令時延大、用戶體驗差;切換信令多且時延大、網絡負荷高;兩套系統需進行數據的同步，出現數據同步偏差時，影響業務成功率;兩套核心網，兩套用戶數據管理，維護成本較高;在擴容升級時，需考慮多個設備的容量問題。

該方案一般適用于已有窄帶專網的情況，以新架設寬帶專網和融合網關的方式逐步提供寬帶業務，風險可控。

4? ? 融合核心網方案

直接將窄帶和寬帶的核心網進行融合，形成新的網元，該網元可以分別連接窄帶專網基站和寬帶專網基站。在寬窄帶專網無法覆蓋的地方，可以通過公網進行補充，解決專網業務連續性的問題，進一步提高消息轉發和融合的效率（見圖3）。

融合核心網方式的優點：設備少，維護成本低;業務可深度融合;統一的業務流程，業務邏輯清晰;業務實現信令少、接續快;支持平滑切換，保持業務連續性;一致的碼號規劃、統一的用戶管理;支持系統平滑演進，窄帶系統平滑升級到融合核心網[3]。缺點：已建的窄帶核心網需要升級，升級后業務的可靠性存在風險;已有的窄帶網絡的管理數據，配置數據（簽約、集群管理數據）需要遷移到新的融合核心網中。此種方案一般適用于新建專網，一步到位，各種業務同期提供。

5? ? 結語

綜上所述，當下窄帶語音是剛需，但寬帶多媒體業務已成為重要的業務支撐，只有將兩者有機地融合在一起，提高應用效率，豐富應用業務，滿足不斷發展的應用場景，才能將專網通信推向新時代，演進出新活力。建議相關行業和標準部門盡快出臺寬窄通信標準，指導各地建設，盡快建設實際樣板工程供各行業進行選擇。

[參考文獻]

[1]歐洲電信標準協會.DMR語音和普通服務與設施[Z].ETSI TS 102 361-2，2007.

[2]蔣慶生，劉文靜.PDT數字集群系統的寬帶演進技術探討[J].數字通信世界，2010（11）：31-34.

[3]呂其恒.寬窄帶融合無線專網建設方案探討[J].警察技術，2014（3）：47-50.