構築全英公共安全數字集群調度通信系統——TETRA系統在英國公共安全領域的應用

名稱:構築全英公共安全數字集群調度通信系統——TETRA系統在英國公共安全領域的應用
自1930年美國底特律警察巡邏車使用第一台移動電台後，無線調度通信就受到世界各國警察的青睞。二次世界大戰後，警用移動通信技術不斷發展。從常規對講機發展到選呼系統、到80年代出現模擬集群通信系統、90年代中期出現數字集群通信系統。從早期的純話音調度通信發展到現代的集話音、數據、短消息、圖像等多媒體通信不斷發展的通信技術使調度通信系統的功能逐步完善、不斷強大，以滿足各式各樣用戶日益提高的需求。
1996年3月摩托羅拉公司在英國新澤西州安裝了全球第一套TETRA系統，1997年6月開通全世界第一套實際運營的多站的TETRA實際系統，供新澤西州緊急服務機構講行評估。自1996年開始實驗以來，新澤西州已有多個服務部門如警察、消防、救護及海灘救援等接入了系統，該系統克服了該州複雜的地形帶來的巨大挑戰，成功構建了一個覆蓋全州絕大部分地區，跨越多個不同部門的先進通信網路，從而實現了高效率地完成高協調性工作，TETRA在新澤西州的應用取得了巨大成功被公認為TETRA歷史的里程碑。
英國內政部建設的全英公共安全TETRA系統是世界上第一個全國警察TETRA集群調度系統。在模擬集群年代，英國警察和各國的情況一樣，各個部門建設了許多小專用集群通信網。到90年代中期，一方面由於集群通信技術進步，可以支持多個用戶部門共享專用網，另一方面公共安全緊急業務通信也要求各部門協同通信指揮。因此英國內政部組織公共安全用戶和有關專家評估建設可以提供給前線警員、軍裝警員、CID、消防、救護等不同的緊急服務部門共用的無縫、集成的語音數據通信數字集群系統，經過多方論證，最終選擇了TETRA系統，並得到英國內閣批准。
警察調系統的要求和TETRA的特點
在公共安全領域，對無線調度通信系統最主要的要求是快速接入、系統靈活、通信安全、設備可靠。
快速接入：目前要求在本交換局內，呼叫建立時間小於300ms；很需要通信保障系統採用全向連接平面組網分組交換軟體，可以提供極為快速、穩定的組呼發起時間，甚至在橫跨多個廣域區時，實現穩定高速的呼叫發起連接。採用TETRA技術可以達到該要求，而且可以實現話音和數據同時傳輸、圖像傳輸、數據接入資料庫、開放通道通信和動態重組等特殊功能。
系統靈活：虛擬專網技術允許同一個TETRA網路供多個用戶組織共享，同時仍可享受到自己組織所需要的保密與控制，TETRA系統結構可以支持各類指揮系統的不同指揮方式，TETRA直通方式轉發器和網關便於臨時擴展無線覆蓋區到平時覆蓋不到的地區，TETRA的系統間介面支持各個公司的交換機互相連接；根據預算、運營要求和重點，可以從覆蓋一個地區的單區域網路一直到全國性的多區域網路。
通信安全：TETRA空中介面可以作空中介面加密保護，密鑰由鑒權中心負責處理和保護，系統支持用戶定義的端到端加密演算法；即使在核心基礎設施鏈路中斷情況下，允許重要通訊在站點上繼續進行。主要平台組成採用容錯設計，從而保證網路在不利條件下仍可繼續處理和進行通訊。本系統核心結構採用Internet模型的聯網伺服器，保證系統可以升級、括容和增加新服務內容過程中仍然在線，採用端到端的網際通訊協議聯接，可以在移動運營中方便地實施或應用各種IP方案，在保證通訊暢通情況下充分提高網路資源的利用率；在語音服務不中斷情況下，多種應用等程序還可同時運行。該系統支持「應用編程介面」用戶組織可以與其他電信網路和服務實現無縫對接，或與自己運營的IT應用於集成，還可為移動工作團組提供高效的互聯網信息接入。
設備可靠：為保障系統可靠性，重要系統部件可以熱備份，系統各節點間的路由可以在鏈路失效后無線基站採用故障弱化工作模式。
TETRA是非常複雜的系統。由於它具有很強大的調度能力，因此TETRA遠比GSM等蜂窩電話系統複雜；由於移動性管理、數字信令、空中加密等要求，TETRA遠比模擬集群系統複雜。但這些優點的代價是目前TETRA的系統和終端的價格較高。
系統組成和試驗系統概況
全英警察TETRA系統將建設640個區交換機、3000個無線基站、488個調度控制室、2253個調台、12000副天線。系統由摩托羅拉公司供貨，手持機和車載終端將由摩托羅拉和其它公司提供。
整個系統將分步實施，2000年底建設Lancashire試驗網，要求試驗網支持加密無線電台、單呼、電話互連呼叫、手持機和車載台短消息、本地和全國移動數據傳輸、自動車輛定位、調度台設備以及支持直升飛機電台等。2001年計劃覆蓋大曼切斯特等10個郡，2002年完成部署全部51個警察部門，覆蓋全英國所有地區。
2000年，摩托羅拉公司獲得Lancashire（試用網）終端合同，2001年又獲得West Mercia Constabulary(最大警察部門之一)終端合同，包括第一代、第二代終端，新型終端保持警用終端的堅固性，體積會更孝操作更方便。
英國警察要求系統具有分組數據功能，摩托羅拉決心在公共安全系統開發第一個綜合話音、分組數據的TETRA系統。該系統令歐洲乃至全世界警察通信部門矚目。
2000年11月到2001年1月，300位警員對Lancashire試驗網進行了試驗，試驗範圍包括市區、郊區、CID、消防、以及拯救、管理部門等，試驗中使用ITP300手持機。試驗結果非常成功。
90%的試驗人員認為TETRA比模擬系統清晰，過去模擬集群不能通信的電梯、地下停車嘗電力線下也可以清晰地通信。
參試人員對消除背景雜訊等功能印象深刻，試驗地點包括在工廠（破璃瓶生產線）、兒童游泳池、直升飛機場等地，系統對背景雜訊有很強的抑制能力。
試驗系統符合警察使用習慣，通信可靠，便於警員操作，所有警察使用空中介面加密通信，防止疑犯事先知道而逃脫。
數據調度應用
數據調度和應用是全英警察TETRA系統的一大特色。系統調度台和數據應用由APD bluelight公司負責，APD是為公共安全領域集成通信與信息技術的公司。在Lancashire試驗網中成功使用了其開發的軟體。
英國警察TETRA系統的通信控制子系統採用觸摸屏人機界面。操作員可以通過觸摸屏控制各個使用部門的無線通信，系統還向操作員提供高效事故管理、*電話和CCTV*等所有通信資源。用戶感到採用數據調度的好處是：
指揮和控制：前線警員可以用車載台或手持機從移動數據網關接入指控系統和本地資料庫。現場警員可以有效利用時間，及時準確得到被盜車輛罪案等數據。
自動車輛定位：自動車輛定位軟體安裝在警察巡邏車內，實時監袖車輛位置、速度、方向。定位系統把信息實時發回總部，顯示在計算機地圖上，同時可以*車輛附屬設備狀態，例如在*械箱打開、車燈打開同時向總部發出告警消息。
TETRA帶來的好處
在公共安全領域，TETRA有廣闊的應用前景，系統帶來的好處有：
——比模擬系統有極大改進，給警官帶來安全、保密、靈活的通信系統；
——更高工作效率、更好的性能、改善工作實用性；
——數字話音質量、減少背景雜訊、提高覆蓋面積、文本消息、電話功能；
——提高保密性，緊急按鈕優先順序高於其它通信、並可識別緊急通信所在位置和用戶；
——移動數據解決方案可以使警官工作更安全、更有效、更方便；
——可以創建緊急或公共安全業務虛擬通信組。例如警察用戶可以連接消防、救護、拯救等業務用戶，保障各部門通信互連、迅速、暢通；
——可以進行單呼、組呼通信，連接外部有線或無線電話系統；
——警察巡邏車就是一個移動辦公室，在同一個移動平台上裝備電台、光棒、警報器、雷達測速儀等，可以接入罪案、車輛、駕駛執照資料庫或警察內部數據網。在現場警察可以完成事故報告、交通堵塞報告、自動指紋識別等；
——控制中心可以向警察所在車內的終端派送指揮調度指令和消息。