构筑全英公共安全数字集群调度通信系统——TETRA系统在英国

自1930年美国底特律警察巡逻车使用第一台移动电台后，无线调度通信就受到世界各国警察的青睐。二次世界大战后，警用移动通信技术不断发展。从常规对讲机发展到选呼系统、到80年代出现模拟集群通信系统、90年代中期出现数字集群通信系统。从早期的纯话音调度通信发展到现代的集话音、数据、短消息、图像等多媒体通信不断发展的通信技术使调度通信系统的功能逐步完善、不断强大，以满足各式各样用户日益提高的需求。

　　1996年3月摩托罗拉公司在英国新泽西州安装了全球第一套TETRA系统，1997年6月开通全世界第一套实际运营的多站的TETRA实际系统，供新泽西州紧急服务机构讲行评估。自1996年开始实验以来，新泽西州已有多个服务部门如警察、消防、救护及海滩救援等接入了系统，该系统克服了该州复杂的地形带来的巨大挑战，成功构建了一个覆盖全州绝大部分地区，跨越多个不同部门的先进通信网络，从而实现了高效率地完成高协调性工作，TETRA在新泽西州的应用取得了巨大成功被公认为TETRA历史的里程碑。

　　英国内政部建设的全英公共安全TETRA系统是世界上第一个全国警察TETRA集群调度系统。在模拟集群年代，英国警察和各国的情况一样，各个部门建设了许多小专用集群通信网。到90年代中期，一方面由于集群通信技术进步，可以支持多个用户部门共享专用网，另一方面公共安全紧急业务通信也要求各部门协同通信指挥。因此英国内政部组织公共安全用户和有关专家评估建设可以提供给前线警员、军装警员、CID、消防、救护等不同的紧急服务部门共用的无缝、集成的语音数据通信数字集群系统，经过多方论证，最终选择了TETRA系统，并得到英国内阁批准。

　　警察调系统的要求和TETRA的特点

　　在公共安全领域，对无线调度通信系统最主要的要求是快速接入、系统灵活、通信安全、设备可靠。

　　快速接入：目前要求在本交换局内，呼叫建立时间小于300ms；很需要通信保障系统采用全向连接平面组网分组交换软件，可以提供极为快速、稳定的组呼发起时间，甚至在横跨多个广域区时，实现稳定高速的呼叫发起连接。采用TETRA技术可以达到该要求，而且可以实现话音和数据同时传输、图像传输、数据接入数据库、开放信道通信和动态重组等特殊功能。

　　系统灵活：虚拟专网技术允许同一个TETRA网络供多个用户组织共享，同时仍可享受到自己组织所需要的保密与控制，TETRA系统结构可以支持各类指挥系统的不同指挥方式，TETRA直通方式转发器和网关便于临时扩展无线覆盖区到平时覆盖不到的地区，TETRA的系统间接口支持各个公司的交换机互相连接；根据预算、运营要求和重点，可以从覆盖一个地区的单区域网络一直到全国性的多区域网络。

　　通信安全：TETRA空中接口可以作空中接口加密保护，密钥由鉴权中心负责处理和保护，系统支持用户定义的端到端加密算法；即使在核心基础设施链路中断情况下，允许重要通讯在站点上继续进行。主要平台组成采用容错设计，从而保证网络在不利条件下仍可继续处理和进行通讯。本系统核心结构采用Internet模型的联网服务器，保证系统可以升级、括容和增加新服务内容过程中仍然在线，采用端到端的网际通讯协议联接，可以在移动运营中方便地实施或应用各种IP方案，在保证通讯畅通情况下充分提高网络资源的利用率；在语音服务不中断情况下，多种应用等程序还可同时运行。该系统支持“应用编程接口”用户组织可以与其他电信网络和服务实现无缝对接，或与自己运营的IT应用于集成，还可为移动工作团组提供高效的互联网信息接入。

　　设备可靠：为保障系统可靠性，重要系统部件可以热备份，系统各节点间的路由可以在链路失效后无线基站采用故障弱化工作模式。

　　TETRA是非常复杂的系统。由于它具有很强大的调度能力，因此TETRA远比GSM等蜂窝电话系统复杂；由于移动性管理、数字信令、空中加密等要求，TETRA远比模拟集群系统复杂。但这些优点的代价是目前TETRA的系统和终端的价格较高。

　　系统组成和试验系统概况

　　全英警察TETRA系统将建设640个区交换机、3000个无线基站、488个调度控制室、2253个调台、12000副天线。系统由摩托罗拉公司供货，手持机和车载终端将由摩托罗拉和其它公司提供。

　　整个系统将分步实施，2000年底建设Lancashire试验网，要求试验网支持加密无线电台、单呼、电话互连呼叫、手持机和车载台短消息、本地和全国移动数据传输、自动车辆定位、调度台设备以及支持直升飞机电台等。2001年计划覆盖大曼切斯特等10个郡，2002年完成部署全部51个警察部门，覆盖全英国所有地区。

　　2000年，摩托罗拉公司获得Lancashire（试用网）终端合同，2001年又获得West Mercia Constabulary(最大警察部门之一)终端合同，包括第一代、第二代终端，新型终端保持警用终端的坚固性，体积会更小、操作更方便。

　　英国警察要求系统具有分组数据功能，摩托罗拉决心在公共安全系统开发第一个综合话音、分组数据的TETRA系统。该系统令欧洲乃至全世界警察通信部门瞩目。

　　2000年11月到2001年1月，300位警员对Lancashire试验网进行了试验，试验范围包括市区、郊区、CID、消防、以及拯救、管理部门等，试验中使用ITP300手持机。试验结果非常成功。

　　90%的试验人员认为TETRA比模拟系统清晰，过去模拟集群不能通信的电梯、地下停车场、电力线下也可以清晰地通信。

　　参试人员对消除背景噪声等功能印象深刻，试验地点包括在工厂（破璃瓶生产线）、儿童游泳池、直升飞机场等地，系统对背景噪声有很强的抑制能力。

　　试验系统符合警察使用习惯，通信可靠，便于警员操作，所有警察使用空中接口加密通信，防止疑犯事先知道而逃脱。

　　数据调度应用

　　数据调度和应用是全英警察TETRA系统的一大特色。系统调度台和数据应用由APD bluelight公司负责，APD是为公共安全领域集成通信与信息技术的公司。在Lancashire试验网中成功使用了其开发的软件。

　　英国警察TETRA系统的通信控制子系统采用触摸屏人机界面。操作员可以通过触摸屏控制各个使用部门的无线通信，系统还向操作员提供高效事故管理、监控电话和CCTV监控等所有通信资源。用户感到采用数据调度的好处是：

　　指挥和控制：前线警员可以用车载台或手持机从移动数据网关接入指控系统和本地数据库。现场警员可以有效利用时间，及时准确得到被盗车辆罪案等数据。

　　自动车辆定位：自动车辆定位软件安装在警察巡逻车内，实时监袖车辆位置、速度、方向。定位系统把信息实时发回总部，显示在计算机地图上，同时可以监视车辆附属设备状态，例如在枪械箱打开、车灯打开同时向总部发出告警消息。

　　TETRA带来的好处

　　在公共安全领域，TETRA有广阔的应用前景，系统带来的好处有：

　　——比模拟系统有极大改进，给警官带来安全、保密、灵活的通信系统；

　　——更高工作效率、更好的性能、改善工作实用性；

　　——数字话音质量、减少背景噪声、提高覆盖面积、文本消息、电话功能；

　　——提高保密性，紧急按钮优先级高于其它通信、并可识别紧急通信所在位置和用户；

　　——移动数据解决方案可以使警官工作更安全、更有效、更方便；

　　——可以创建紧急或公共安全业务虚拟通信组。例如警察用户可以连接消防、救护、拯救等业务用户，保障各部门通信互连、迅速、畅通；

　　——可以进行单呼、组呼通信，连接外部有线或无线电话系统；

　　——警察巡逻车就是一个移动办公室，在同一个移动平台上装备电台、光棒、警报器、雷达测速仪等，可以接入罪案、车辆、驾驶执照数据库或警察内部数据网。在现场警察可以完成事故报告、交通堵塞报告、自动指纹识别等；

　　——控制中心可以向警察所在车内的终端派送指挥调度指令和消息。