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港口通信需求分析

    港口是海洋與陸地、天空與陸地的連接點，港口與港口經(jīng)濟的活躍促進了人類社會的進步與世界經(jīng)濟的繁榮。目前，全世界有三分之一的人口居住在沿海地區(qū)，全球財富的一半以上集中在沿海發(fā)達城市。中國現(xiàn)在已經(jīng)成為港口經(jīng)濟繁榮的國家，全國GDP產(chǎn)值的57.3%來自沿海地區(qū)沿海經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

    港口經(jīng)濟的繁榮，有賴于其井然有序的管理與調(diào)度，這背后，離不開專業(yè)通信的保障。目前，部分大型港口已經(jīng)建立了自己專有的無線數(shù)字集群系統(tǒng)。但是在一些中小型港口在前期都建設的是常規(guī)多信道的無線通訊系統(tǒng)，隨著港口業(yè)務的不斷拓展，常規(guī)多信道無線通訊系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足日常語音通信與調(diào)度管理需求，需要建設專業(yè)無線數(shù)字通信集群系統(tǒng)。

    新建設的PDT無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)，為港口區(qū)域內(nèi)部的專用無線通信調(diào)度網(wǎng)絡。屬于專網(wǎng)專用。多信道數(shù)字集群通信系統(tǒng)的建設，既要保證港口各部門的日常生產(chǎn)調(diào)度通信需求，也要能夠滿足港口應急通信需求。

1.1 工作特點分析    

    港口有多個工作部門，既需要保證各個部門內(nèi)部頻繁的工作溝通，也需要保證跨部門之間的通信需求，同時還能夠滿足港口內(nèi)領導至上而下的指揮調(diào)度通信。港口一般有集裝箱裝卸組、門機指導員組、綜控組、調(diào)度組、工程維修組、理貨組等。港口通信的工作特點如下：

    1. 無線通信系統(tǒng)用于生產(chǎn)調(diào)度，關系到港口的工作效率，必須為專業(yè)、專有的無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)，同時支持系統(tǒng)熱備份；

    2. 工作范圍廣，港口內(nèi)各工作組不同，單位的活動區(qū)域不同，無線數(shù)字集群通信方式必須能最大限度的解決區(qū)域內(nèi)的調(diào)度通信問題。

    3. 話務量大，港口內(nèi)語音通信頻繁，在某些任務量大的通訊組時溝通更多，對此高效的集群專網(wǎng)通信能在極短時間內(nèi)保障高效的溝通反饋，是快速處理問題的有力輔助。

1.2 通信方式分析

    根據(jù)港口通信規(guī)劃要求，通話主要集中在各部門內(nèi)部互通、不同部門不同區(qū)域互通以及領導的互通三方面，并且系統(tǒng)應該不僅僅局限于集群終端之間的通信，終端還應具有與市話互通的能力。    因此對無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)必需具有如下功能：

1. 個呼 

   個呼是集群系統(tǒng)中的點對點的呼叫形式，集群終端通過撥個呼號進行個人對個人的呼叫，其它用戶不受干擾，同一集群系統(tǒng)下的所有終端都可以參與個呼，不受部門、級別的影響，是集群系統(tǒng)中主要的通信方式之一。集群系統(tǒng)對于呼叫成功的立即自動接通話路，對于呼叫失敗的提示被叫用戶關機或忙，移動終端在通話過程中可以動態(tài)地顯示主叫方號碼和組號碼。

2. 組呼

    組呼是集群系統(tǒng)下點對多點的呼叫形式，集群終端上撥組呼號發(fā)起組呼，組呼可對將同部門、跨部門、跨級別的不同用戶統(tǒng)一到同一信道下通話，組呼對參與呼叫的用戶數(shù)量無限制，是內(nèi)部溝通與大范圍調(diào)度的主要通訊方式，日常工作中，同一片區(qū)的某個支隊人員的內(nèi)部通信就可采用特定的隊內(nèi)組呼進行呼叫；跨支隊人員時，可撥號特定的跨隊組呼號碼進行大范圍通信。

    對于組呼，系統(tǒng)需要有更好的機制來確保所有該組人員的大范圍通信,例如：組呼插入（對正在通話的組呼，如果還有用戶發(fā)起該組的呼叫，則自動加入該組通話）、跨基站組呼、組呼維持（只有主叫用戶可以拆線）和遲后進入（組呼發(fā)起后，后登記的該組用戶自動加入該組呼叫）等技術。

3. 系統(tǒng)全呼

   “系統(tǒng)全呼”顧名思義是實現(xiàn)對系統(tǒng)下全部用戶的呼叫，保證做到“一呼百應”。在集群系統(tǒng)中要求調(diào)度臺或某些指定車臺、手臺所具有這種最高權限。

 4. 緊急呼叫

    緊急呼叫是系統(tǒng)給予高級別用戶的一種調(diào)度呼叫功能。緊急呼叫一發(fā)出系統(tǒng)就要立即騰出信道給緊急呼叫使用，以滿足緊急呼叫的建立。緊急呼叫可以應用于個呼、組呼。

5. 外線電話功能 

   工作人員除去正常工作中要求的無線通訊能力外，對內(nèi)線電話、市話之類通訊需求也較多，集群系統(tǒng)應提供包括一套完整的集群與電話互通的機制，港口僅提供一條可正常通話的電話線接入即可，集群系統(tǒng)實現(xiàn)有/無線自動轉(zhuǎn)接，無線呼有線一次撥號完成，任何一方掛斷通話，該線路拆除。

 6. 調(diào)度管理

    數(shù)字集群系統(tǒng)有專用的指揮調(diào)度平臺，在港口的指揮中心，系統(tǒng)調(diào)度員不但可在該平臺上實現(xiàn)單呼、組呼、全呼等所有呼叫功能，而且調(diào)度臺還應有預案錄存、開放信道、短信群發(fā)等應急指揮方案。開放、直觀、高效的調(diào)度平臺使集群通信更加暢順、有序。

7. 模擬數(shù)字互通 

  為盡可能的保護已有的投資，新建設的數(shù)字集群系統(tǒng)需要與模擬終端互通。以及港口與海事模擬對講設備的互通海能達港口PDT數(shù)字集群通信系統(tǒng)解決方案    海能達港口PDT數(shù)字集群通信系統(tǒng)建設內(nèi)容主要是建設港口無線數(shù)字集群通信平臺，包括建立：數(shù)字集群系統(tǒng)、數(shù)字調(diào)度臺、錄音系統(tǒng)、短信系統(tǒng)四大部件。在建設港口集群主基站的同時，同時制定一系列與系統(tǒng)運行相配套的應用方案，以確保系統(tǒng)高效運行。本系統(tǒng)所規(guī)劃的硬件格局及配套軟件體系在應用方面將利于廠長辦公室及行政部門的遠程管理、調(diào)度，而在設備管理上又可遠程監(jiān)控、維護。

系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)介紹 

   2008年8月4日，公安部信息通信局主持，在深圳市召開了公安無線通信數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略研討會，成立了804項目專家委員會，決定首先由國內(nèi)各廠商共同制定下一代公安MPT系統(tǒng)數(shù)字化改造的新數(shù)字集群標準：PDT（Police Digital Trunking）標準。

    集群通信系統(tǒng)是多用戶、多部門共用一組無線信道，并動態(tài)管理和使用這些信道的專用移動通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于指揮調(diào)度通信，優(yōu)勢在于大范圍無線通信時快速反應、便捷使用及多級調(diào)度。    集群系統(tǒng)可選擇工作在UHF（350M、450M）VHF（150M）各頻段中，同時由于應用了先進的多區(qū)多基站技術，系統(tǒng)間不再孤立，可以逐級聯(lián)網(wǎng)建立一個全省范圍的專用指揮調(diào)度網(wǎng)絡，為移動用戶提供快捷可靠的漫游聯(lián)網(wǎng)服務。

1.2系統(tǒng)優(yōu)勢

(1) 更高的頻譜利用率

    海能達PDT系統(tǒng)采用12.5 kHz兩時隙的TDMA分址方式，即在12.5kHz的物理信道帶寬上可以提供2個邏輯信道，頻率利用率達到了模擬技術的4倍。

 (2) 調(diào)度功能全面

    PDT數(shù)字集群系統(tǒng)具有多種呼叫方式，例如：單呼、組呼、臨時編組、緊急呼等，即滿足日常多級別、多單位無線通信需求，又可實現(xiàn)在重大活動或緊急情況下的大型指揮調(diào)度，保障通信暢通。

(3) 優(yōu)異的話音質(zhì)量和抗干擾性

    PDT標準采用了優(yōu)異的語音壓縮編解碼和糾錯技術，能夠有效抑制背景噪音；能夠最大程度的復原因衰落在傳輸過程中丟失的話音信息，極大的提高了話音質(zhì)量和信道抗干擾性。

(4) 系統(tǒng)容量大 

   PDT數(shù)字集群系統(tǒng)采用分布式控制架構，每個基站都具備交換控制器，可以根據(jù)實際用戶數(shù)量的選擇對應的系統(tǒng)信道容量，以最適合的信道容量來滿足當前需求。

(5) 全IP組網(wǎng)架構

    PDT數(shù)字集群系統(tǒng)基于全IP架構，擴展配件眾多，例如：實時錄音子系統(tǒng)、調(diào)度子系統(tǒng)、GPS定位子系統(tǒng)等，充分的保障系統(tǒng)建成后期在功能、性能上有更大的擴展空間。

(6) 更長的終端使用時間

    PDT數(shù)字集群技術采用TDMA時分多址技術，按照5/5/90的使用模式測算，相對模擬對講機提高近40%的使用時間。

1.3 系統(tǒng)建設原則標準

    系統(tǒng)規(guī)劃既要有前瞻性，又要符合標準化、規(guī)范化原則，體現(xiàn)高度的可擴展性，同時要充分考慮長遠發(fā)展需求，做到統(tǒng)一規(guī)劃，開放標準，易于管理，科學先進，逐步擴展，保證系統(tǒng)應用的完整性和投資的有效性，因此在方案設計中應該遵循如下原則：

1. 標準化原則

    系統(tǒng)建設、操作應用和技術方案應符合國家、地市有關集群系統(tǒng)標準的規(guī)定，就集群系統(tǒng)而言國內(nèi)公安對于該類系統(tǒng)有嚴格的要求，港口建設系統(tǒng)將向此類高標準看齊，因此系統(tǒng)應符合如下標準原則：

A. 系統(tǒng)符合PDT數(shù)字集群信令標準和相關撥號規(guī)范；

B. 工信部發(fā)布的［2009］666號文件《關于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關事宜的通知》；

C. 系統(tǒng)符合《公安移動通信網(wǎng)350M數(shù)字警用集群自動級規(guī)范》標準；

D. 系統(tǒng)設計符合《公安移動通信網(wǎng)警用自動級350兆數(shù)字警用集群工程設計技術規(guī)范》；

E. 系統(tǒng)驗收符合《公安移動通信網(wǎng)警用自動級350兆數(shù)字警用集群工程驗收技術規(guī)范》；

F. 系統(tǒng)符合國家相關無線通信系統(tǒng)標準。

2. 開放性原則 

   系統(tǒng)完全符合PDT數(shù)字集群標準，保證PDT聯(lián)盟的不同廠家的移動臺入網(wǎng)使用。

3. 管理維護原則

    系統(tǒng)具有先進而完善的管理工具，全中文操作界面，界面友好，易于操作，方便管理人員對系統(tǒng)及設備實施維護和管理，并支持遠程維護。

4. 先進成熟原則

    系統(tǒng)選用的產(chǎn)品采用成熟的技術并已在市場上被廣泛使用，適應工作發(fā)展需要。同時為了保證系統(tǒng)的先進性，系統(tǒng)采用數(shù)字交換技術；

5. 可擴展原則

    集群系統(tǒng)設計將為今后的擴充留有足夠的發(fā)展余地，系統(tǒng)結構及設備易于擴展，在擴容和升級時只增加適當?shù)墓δ苣�塊即可。系統(tǒng)控制中心軟件、管理軟件、調(diào)度軟件等具有可持續(xù)性升級，并能兼容原有系統(tǒng)。

1.4 系統(tǒng)建設內(nèi)容 

   本方案將在港口區(qū)內(nèi)建設集群系統(tǒng)一套，全面覆蓋整個港口，系統(tǒng)的設計滿足港口內(nèi)部專網(wǎng)通信的需求。系統(tǒng)包括控制中心一套，多信道主基站、系統(tǒng)調(diào)度臺一套、錄音系統(tǒng)一套、短信調(diào)度軟件一套，系統(tǒng)整體功能包括多級別語音調(diào)度、電話互聯(lián)、錄音等全面解決方案，為功能強大的無線通信調(diào)度平臺。

1.4.1 覆蓋基站建設

    PDT無線數(shù)字集群系統(tǒng)是采用固定基站的形式進行大范圍覆蓋，每個基站的覆蓋范圍，手臺覆蓋半徑15公里，而車載臺的通訊范圍可擴展到30公里。根據(jù)港口建設規(guī)劃，計劃在港口的最高建筑來建設系統(tǒng)基站，通常要求天線相對高度為60米左右。集群系統(tǒng)基站包括機房內(nèi)的收發(fā)射頻部分、控制部分、本地鏈路設備、天線饋線系統(tǒng)。

1.4.2 控制中心建設

    無線數(shù)字集群通信平臺的控制中心將建設在港口指揮中心，將有利于管理人員對整個網(wǎng)絡設備的監(jiān)察、維護，控制中心設備將實時顯示基站工作狀態(tài)、通話情況、鏈路情況、并且中心可自動對基站進行簡單故障修復，控制中心可為用戶提供故障弱化、系統(tǒng)運行日志、數(shù)據(jù)庫備份等功能。

1.4.3 數(shù)字模擬互通建設    通過數(shù)�；ネňW(wǎng)關實現(xiàn)現(xiàn)有模擬終端與新建的數(shù)字系統(tǒng)互通（包括與外線海事）可以將現(xiàn)有的模擬終端編成各自不同的工作組，每一個組通過數(shù)�；ネňW(wǎng)關實現(xiàn)與數(shù)字系統(tǒng)的互通

1.4.4 調(diào)度系統(tǒng)建設

    數(shù)字調(diào)度臺將建設在港口指揮中心，直接接入集群系統(tǒng)控制中心。調(diào)度臺有著最高權限的功能，在調(diào)度臺中各終端的呼叫信息一目了然，同時調(diào)度臺對于終端人員可以發(fā)揮出靈活多樣的指揮調(diào)度功能。

1.4.5 錄音系統(tǒng)建設（選件）

    數(shù)字錄音系統(tǒng)選用全數(shù)字化錄音設備。功能上能夠完成多路集群對講機或電話實時錄音及語音播放，有效結合計算機技術與語音技術。采用了先進的數(shù)碼錄音技術，借助大容量的計算機硬盤作為存儲介質(zhì)，突破傳統(tǒng)的錄音概念。通過數(shù)字錄音系統(tǒng)可實現(xiàn)自動記錄主叫號碼和被叫號碼，同時對多路語音通道錄音，和靈活的錄音查詢。系統(tǒng)可按需求自動對硬盤進行維護，保證系統(tǒng)的不間斷和穩(wěn)定工作。

    數(shù)字錄音系統(tǒng)將為及時查詢和發(fā)現(xiàn)事故原因提供準確可靠的原始錄音記錄，發(fā)揮巨大的作用。

1.5 網(wǎng)絡拓撲

1.6 設備技術特點

1. 系統(tǒng)采用集中控制與分布控制相結合的控制技術；

2. 采用數(shù)字信號處理（DSP）技術；

3. 聯(lián)網(wǎng)交換中心、基站交換設備、基站控制器、信道設備都可進行熱備份；

4. 系統(tǒng)信令信道控制單元采用熱備份工作方式，當處于工作狀態(tài)的信令信道出現(xiàn)故障時，其他信道會自動進行替換。優(yōu)先替換的信道可由維護終端進行設置；

5. 基站某信道機損壞，其他信道機可自動替補，以保證基站的正常工作；

6. 系統(tǒng)交換單元損壞，所有基站維持單基站集群功能，并可掉電啟動；

7. 當鏈路出現(xiàn)故障時，所涉及的基站維持單基站集群功能，并可掉電啟動；

8. 基站和信道控制器同時存有用戶資料；

9. 網(wǎng)管系統(tǒng)可遠程監(jiān)視、控制、設定、告警；

10. 有線電話接口： 通過PSTN/PABX網(wǎng)關與系統(tǒng)互連，可支持62路；

11. 天饋部分包括：基站天線、天線共用器、饋線和避雷等設備。饋線采用低損耗的7/8英寸的饋管；天線增益大于10dB；天線共用器溫度特性好；

12. 基站具有專業(yè)防雷設計，系統(tǒng)的防雷包括饋線防雷、避雷器防雷、機柜防雷三部分，充分考慮當?shù)厥褂们闆r。

1.7 建成后系統(tǒng)應用

1.7.1 話音質(zhì)量

    集群系統(tǒng)對話音質(zhì)量有嚴格的要求，按照通話的清晰忖度將話音分為5個評分標準，我廠建設的集群通信網(wǎng)的話音質(zhì)量應不低于5級，只要在通信覆蓋范圍內(nèi)，都能夠達到清晰話音。

1.7.2 系統(tǒng)覆蓋預測

    本次所建設集群系統(tǒng)的覆蓋選點都是為了能更好的加大集群信號的覆蓋，根據(jù)集群的預測公式，在參考了移動通信工程電波傳播的理論及電波傳播損耗的工程經(jīng)驗后。預測每個基站將達到如下室外覆蓋效果：（5級話音質(zhì)量）。

   覆蓋效果完全能夠滿足港口數(shù)字集群覆蓋效果，手臺、車載臺的有效覆蓋率可達95%以上，未考慮室內(nèi)弱場覆蓋情況。

1.7.3 系統(tǒng)用戶容量

    數(shù)字集群系統(tǒng)的呼叫容量是根據(jù)國際上標準公式計算得出，該計算方法考慮到港口的正常通話的時間、通話頻率、呼損等因素，因此計算得出的結果與實際使用情況一高產(chǎn)致。信道數(shù)與用戶容量的參考表如下：

   可見港口建設合計16個信道（8個載頻），最多可以容納800名用戶在網(wǎng)絡內(nèi)正常使用，可見PDT無線數(shù)字集群系統(tǒng)容量充足、建設具有前瞻性。海能達港口PDT數(shù)字集群通信系統(tǒng)解決方案給客戶帶來的價值——高效管理與調(diào)度，提升港口運營效率 

   建立覆蓋整個港口的無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)，是保障港口調(diào)度通信的主要通信工具。依托先進的無線通信技術，全面提高工作的溝通能力；通過集群系統(tǒng)的多種調(diào)度方式、通信方式、及成熟的部門編號應用方案，增強對日常生產(chǎn)調(diào)度工作的信息傳遞，促進各部門的協(xié)同工作，提高港口工作效率。

l 統(tǒng)一通信調(diào)度平臺

    原有調(diào)度系統(tǒng)一般為常規(guī)通信系統(tǒng)，不具備信道動態(tài)分配功能，不同信道之間，無法進行互聯(lián)互通。新建的PDT無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)，具備信道動態(tài)分配功能，任意終端之間，可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。    同時領導可以通過高級別終端及調(diào)度臺，對各個生產(chǎn)部門指揮調(diào)度。各部門生產(chǎn)情況可以第一時間反饋到領導層，突發(fā)事件時為領導層快速決策提供有力依據(jù)。

l 優(yōu)異的話音質(zhì)量和抗干擾性 

   PDT標準采用了優(yōu)異的語音壓縮編解碼和糾錯技術，能夠有效抑制背景噪音；能夠最大程度的復原因衰落在傳輸過程中丟失的話音信息，極大的提高了話音質(zhì)量和信道抗干擾性。

l 短信調(diào)度系統(tǒng)

    短信調(diào)度系統(tǒng)，可以根據(jù)港口生產(chǎn)調(diào)度需要，提供短信點對點發(fā)送、群發(fā)的功能，相比語音通信，短信具有內(nèi)容清晰，信息準確等功能。

l 錄音管理系統(tǒng)

    港口生產(chǎn)的現(xiàn)場通話可以由系統(tǒng)記錄實時記錄，作為生產(chǎn)調(diào)度的有效依據(jù)加以保存，從而增強港口的管理效率。