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【关键词】TETRA 宽带集群 窄带集群 融合组网
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.14.009 中图分类号:TN929.52 文献标志码:A 文章编号:1006-1010(2016)14-0042-04
引用格式:王思勇. 宽带集群及其在民航机场中的应用[J]. 移动通信, 2016,40(14): 42-45.
[Abstract] To improve flight punctuality rate, reduce security risks, by introducing the functional characteristics of 1.8GHz broadband cluster network, its networking mode, and the fusion network design of broadband cluster and narrowband cluster, the paper proposed the intelligent airport construction solution, foreseeing the broad application prospects of broadband cluster network in the production of civil aviation safety, so as to promote these applications.
[Key words]TETRA broadband cluster narrowband cluster fusion network
1 引言
自从2005年底工信部要求模拟集群停止使用以来,截至到目前,我国各大机场均采用的是TETRA(Terrestrial Trunked Radio,陆上集群无线电)标准的800 MHz数字窄带语音对讲系统,如北京国际机场、广州白云机场、成都双流机场、西安咸阳国际机场均采用了EADS(European Aeronautic Defense and Space Company,欧洲宇航防务集团)公司的TETRA系统,其他机场基本采用的是MOTO公司的TETRA系统。这两种系统目前运行都较为稳定可靠,故障率也较低,但它除了主要的语音对讲功能外,对于数据的传输只能是简单的状态信息传输。目前全国机场大约5万多用户,使用范围较广,为民航的地面安全生产调度起到了十分重要的作用。
但随着机场业务量的快速增长,提高航班正常率、降低安全隐患,提升旅客和航空公司对机场服务满意度等方面的需要,机场的地面保障运行压力也在逐渐加大。为了有效地缓解运行压力,机场必须采取有效的信息化手段和管理工具。一方面,能够及时准确地全面监控运行和保障资源的状态,从而提高通信和生产指挥调度效率,促进资源生产效率的提高;另一方面,在生产过程中收集数据,为生产运行统计分析、大数据分析提供决策依据,从而实现机场安全应急信息的、生产调度岗位任务的接受和反馈、应急保障措施的查阅、现场移动视频定位和监控,为高层决策小组提供及时有效的决策信息。上述这些专用无线通信的市场需求,促进着目前的窄带集群通信系统向数据高速宽带化、业务多样融合化、终端坚固多模化、系统传输IP化的发展方向迈进,因此数字集群通信正在进入一个崭新的宽带数字集群通信时代。目前我国正在推行的1.4 GHz(1447―1467 MHz)、1.8 GHz
(1785―1805 MHz)频段宽带数字集群专网就正好能彻底解决以上语音、数据、视频同时传输的这些问题。
2 宽带集群系统的概念及其功能特点
宽带数字集群通信系统是基于宽带无线通信技术进行定义的,它是以多媒体的集群业务形式提供实时指挥调度功能的专用无线通信系统。
宽带集群系统在具备全部窄带集群通信功能(如单呼、组呼、紧急呼叫和动态重组等功能)的基础上,新增业务及功能主要有:
(1)可视单呼:两个移动或者固定(车载台、调度台)终端之间建立的双向视频通话,即两者可建立双工语音视频通话。
(2)可视组呼:在同一个小组中的一种双工语音和视频同时进行的多媒体形式的组呼。
(3)实时短数据:允许用户终端之间传送一些事先预定义的消息,支持实时短数据功能。
(4)订阅:宽带集群系统支持调度台订阅的状态监控功能。
(5)多重速率数据业务:宽带集群系统支持从500 kbps至100 Mbps的安全可控多重速率数据传输通道。
宽带集群专网主要特点如下:
(1)覆盖范围较大,无线信号覆盖良好
采用1.8 GHz专用频段所组网络,单基站可覆盖2~3 km,并可保障每个单作业区域的无线信号覆盖良好。
(2)支持全业务
一张网络可同时支持大数据作业、语音集群调度、视频调度、信息传送功能、视频监控业务,网络规划简单且维护方便。
(3)数据带宽大
TD-LTE标准支持单小区最大峰值速率可达上行50 Mbps、下行100 Mbps,能够保障大量的大数据用户、大数据监视和无线视频监控用户同时使用。
(4)时延性能优越
群组建立时延小于300 ms,话权申请、话权抢占小于150 ms,通话清晰度高且终端声音大。
(5)集群容量大
单小区最大支持160个组呼并发,用户群组接入无拥塞。
(6)可靠性高
终端防护等级可达IP67级别(即:整体防护灰尘吸入,防护灰尘渗透;防护短暂液体浸泡),满足恶劣工作环境的可靠性使用。
(7)兼容性好
支持终端与窄带TETRA终端的互通,通信模块也与现有2.4 GHz Wi-Fi终端可兼容,保护原有设备的继续使用。
3 宽带集群网络构成
3.1 宽带集群网络业务构成
宽带集群网络和原来的窄带网络硬件组成基本相似,都是由交换机、基站、调度台、用户终端(移动台、固定台)以及网络覆盖系统(拉远直放站、无线直放站、干放等)组成。下面将主要介绍宽带集群网络的重要业务构成。
宽带集群网络主要由语音集群、视频实时上传和分发、视频定位群、大数据传输等业务构成,是一种具有良好的语音调度与视频调度的融合模式,如图1所示。
与窄带集群网络相比,宽带集群网络除了语音对讲以外,重要的是具有视频实时上传和分发功能。
3.2 与目前正在使用的TETRA窄带集群网络兼容
的网络构成
尽管宽带集群网络可以独立使用,与窄带集群网络相比也更有优势,但需要指出的是,基于TD-LTE宽带集群与窄带集群之间也并不是绝对的竞争关系,它们是可以融合互为补充使用的。并且在相当一段时期内,窄带集群会以频段较低(800 MHz)、覆盖距离远(5~10 km)、产业链成熟为优势,仍然是一种性价比较高的语音调度解决方案。而宽带集群和窄带集群进行组网融合,可充分兼顾窄带集群的成本低、覆盖范围广的优点,同时还能具备宽带集群的高速率多媒体优势,这样对用户节省投资成本、系统容量与调度质量之间可取得一种最佳平衡。
目前,我国在4G技术上的发展十分迅速,同时也研发有与TETRA数字集群互联互通的设备,并在一些机场和港口做了试验网,效果良好,能完全和原来TETRA窄带集群网络设备融合使用且通话十分顺畅,保护了原有的设备投资。
4 宽带集群在机场的应用
随着民航业的迅速发展,机场旅客和货物量迅猛增加,机场和航空公司的各种业务也随之大幅增长,这对航空的安全和效益有了更高的要求。由于互联网+时代的来临恰好给机场带来了充分整合和利用大数据的机会,因此也规划了用于民航机场传输网络平台建设和使用的1.8 GHz频率(频带20 MHz)。在未来几年时间里,窄带集群网络的单一语音业务因为不能承载大数据和视频业务的缺陷,必将被1.8 GHz宽带集群网络取代。
1.8 GHz宽带集群覆盖范围大、无线信号覆盖和加密性能好,支持大数据作业、集群语音调度、视频调度、无线视频监控业务以及GPS精确定位业务,并能更有效地进行管网视频监控和更直观准确地调度,可靠性和安全性也更高,宽带集群的应用将会带领民航安全生产管理上一个全新的台阶。
鉴于1.8 GHz宽带集群网络的种种优点,除了可以完成现在使用的窄带800 MHz集群系统所有功能外,宽带集群的数据+语音+视频的完整移动保障功能对于民航业务中的飞机离港和进港的虚拟现实化管理、航空油料调度管理、人员车辆的定位管理、登机桥和机位的管理、机位安排定位旅客和货物的统计上报、实时航班动态信息的管理和查询、任务工单的一键指令派发及任务完成情况的实时跟踪反馈、消防应急管理、恐吓应急管理以及自然灾害的应急调度管理这些数据和视频业务均可一网打尽。在效率提升方面,令民航机场地面具有大场域、高复杂情况下的多单位协同保障能力,极大地提高了整体运行效率;在科学决策方面,可以通过智能化、数字化的融合调度系统,为企业决策提供有力的数据支撑;在成本降低方面,可以通过精确地采集和传递现场保障数据,减少车辆空驶等待,提升人员绩效,并为机场节能减排作出贡献。
随着智慧机场概念的提出和推广,到目前为止,我国民用机场陆续进行着1.8 GHz宽带集群专网建设并逐步投入使用,如三亚机场、南宁机场的宽带集群网络于2015年底已正式开通使用,效果良好;郑州机场一期建设完毕,试运行中;华东空管局(上海虹桥、浦东机场)一期工程建设中;中南空管局(成都双流机场)、新疆空管局(新疆机场)、西北空管局(西安咸阳国际机场)正在申请频率,等待批复后建设。
5 结束语
本文主要研究了1.8 GHz宽带集群与窄带集群网络以及现实融合组网的发展趋势,由于宽带集群专网具有带宽大、传输速率高、信号覆盖好以及其安全性和可靠性的特点,既能满足民航日益增长的大数据业务新需求,又能满足民航日常生产的安全需要,因此宽带集群网络在民航机场的陆续建设使用必将为民航的安全生产提供多元化的优质服务,并将在机场安全生产的运行中发挥不可替代的作用。建议国内民航机场加快推进数字宽带集群网络的建设并尽早创建智慧机场,从而全面提升民航生产的安全效益和经济效益。
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