公網(wǎng)PoC軟對講是依托運營商挪移通信網(wǎng)絡建立起來的一種用于指揮調度的挪移通信系統(tǒng)。PoC軟對講只要很少的流量就可以實現(xiàn)集群對講功能，并且具備比傳統(tǒng)對講機更強大的功能，如：即時消息、圖傳、實時視頻回傳等。公網(wǎng)PoC軟對講的實現(xiàn)原理也相對簡單，采取 C/S(客戶端/服務器)模式。只須在網(wǎng)絡側部署PoC服務器，并開辟一個軟對講APP，防爆無線對講，就可以把智能手機變成一部功能強大的對講機。它的主要定位是為企事業(yè)單位、團體部門提供工作治理和指揮調度業(yè)務，光纖直放站，主要面對的是集團用戶，如公安、消防、醫(yī)院、城管、政府機關、交通運輸、機場航空、大型集會、軍事應用等。由于其覆蓋廣、成本低等特點，可快速批量部署，以滿腳這些集團提高應急響應速度和工作效率的需求。
1.2專網(wǎng)集群對講
公安行業(yè)專網(wǎng)對講通信系統(tǒng)主要是指350M常規(guī)模式、模擬集群模式(MPT1343、CPX)和數(shù)字集群對講機(PDT、TETRA)。這類自建中繼站系統(tǒng)，并具有安全穩(wěn)定、接通率高、不易受網(wǎng)絡波動阻礙等優(yōu)勢。然而，功分器，系統(tǒng)受基站數(shù)量、建造物阻擋等約束，光纖直放站，覆蓋范圍有限，郊縣和偏遠地區(qū)無法對講。
PDT(ProfessionalDigital Trunking)，簡稱PDT標準，制造業(yè)無線對講，是注入了中國廠商自主創(chuàng)新因素的全新數(shù)字集群體制，是一部具有我國自主知識產(chǎn)權的數(shù)字集群標準。PDT 標準制定時參考了MPT、Tetra、P25 和DMR標準，具有非常優(yōu)秀的集群功能。相比于TETRA標準，成本更為低廉。從產(chǎn)品的市場份額及長遠進展趨勢看，PDT數(shù)字集群具有較好前景。
近年來，全國各省市公安系統(tǒng)已充分認識到信息技術手段對公安工作的重要作用。公安系統(tǒng)經(jīng)常需要舉行緊急命令的傳遞、重要案情的通報、重要案件的分析、重大活動的部署。然而，這些活動均受到了專網(wǎng)系統(tǒng)不腳的阻礙。
具體的，專網(wǎng)系統(tǒng)的不腳可歸結為以下幾方面。
(1)350M常規(guī)系統(tǒng)：頻率不能復用，制造業(yè)無線對講，僅限于小范圍、小群組的簡單對講，無線對講系統(tǒng)量化清單，無任何安全保密性及系統(tǒng)擴展性。
(2)模擬集群系統(tǒng)：覆蓋基站數(shù)量有限、信道數(shù)量有限、容易被竊聽、經(jīng)常浮上干擾雜音、安全性差；頻譜利用率低、集群應用層次低下，技術陳舊，業(yè)務擴展能力差。國家工信部差別多發(fā)文，明確要求模擬對講機在2017年12月31日退出市場應用。
(3)數(shù)字集群系統(tǒng)：初步普及時期，未大規(guī)模應用。它同樣存在覆蓋基站數(shù)量有限、遠距離無法對講、信道數(shù)量有限的不腳，且終端和基站建設成本及升級維護費用非常高昂。
2 對講互通方案
2.1對講互通方案系統(tǒng)框架
本文重點關注公網(wǎng)PoC軟對講和PDT數(shù)字集群系統(tǒng)，屬于兩種可獨立運行的集群對講方案。對講互通網(wǎng)關作為互通方案中的關鍵網(wǎng)元，位于兩套傳統(tǒng)對講系統(tǒng)之間，將兩種對講方案的語音對講業(yè)務舉行融合。
對講互通方案系統(tǒng)框架圖，如圖1所示。對講互通網(wǎng)關處于公網(wǎng)PoC軟對講系統(tǒng)和PDT數(shù)字集群系統(tǒng)之間，負責這兩個相對獨立系統(tǒng)之間的互通。
圖1 對講互通方案系統(tǒng)框架
2.2對講互通網(wǎng)關原理
對講互通方案原理為一種使用互通網(wǎng)關實現(xiàn)兩種不同網(wǎng)絡互連互通，繼而實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡遠程半雙工對講。網(wǎng)關通過軟對講內部信令接入到公網(wǎng)PoC軟對講網(wǎng)絡。
(1)PDT數(shù)字集群系統(tǒng)發(fā)起呼叫，網(wǎng)關通過接入的專網(wǎng)對講車臺會自動獵取呼叫狀態(tài)，并同時發(fā)起公網(wǎng)PoC軟對講呼叫，將語音數(shù)據(jù)轉發(fā)到公網(wǎng)PoC軟對講群組，實現(xiàn)專網(wǎng)向公網(wǎng)PoC軟對講的語音實時傳輸；
(2)公網(wǎng)PoC軟對講發(fā)起呼叫，網(wǎng)關通過軟對講內部信令檢測到PoC軟對講發(fā)起呼叫狀態(tài)，并同時發(fā)起專網(wǎng)呼叫，將語音數(shù)據(jù)通過專網(wǎng)車臺轉發(fā)到專網(wǎng)群組，實現(xiàn)PoC軟對講向專網(wǎng)的語音實時傳輸；
(3)經(jīng)過以上步驟，實現(xiàn)了二個網(wǎng)絡的互聯(lián)互通，無縫對接。
對講互通網(wǎng)關基于通用的服務器硬件平臺，通過IP網(wǎng)絡分別與PDT數(shù)字集群系統(tǒng)和PoC軟對講系統(tǒng)互聯(lián)。如圖2所示，對講互通網(wǎng)關軟件由鏈路治理模塊、信令處理模塊、媒體處理模塊、服務監(jiān)控模塊和設備治理模塊五大部分組成。
具體的，對講互通網(wǎng)關原理圖，如圖2所示。
圖2 對講互通網(wǎng)關原理
對講互通網(wǎng)關融合了信令和媒體兩大業(yè)務。為了高效、快速地完成信令接續(xù)和無損、流暢地完成媒體交互，按照上述總體設計，對講互通網(wǎng)關需要解決以下兩個核心問題。
(1)信令映射適配。PDT數(shù)字集群和PoC軟對講采納完全不同的信令流程，怎樣實現(xiàn)合理的信令映射適配是設計時需要解決的一個核心問題。
(2)媒體轉換。PDT 數(shù)字集群和PoC軟對講的媒體格式不同，傳輸速率也不同，怎樣實現(xiàn)高效的速率匹配媒體轉換機制是設計時需要解決的又一個核心問題。
2.3信令映射適配
信令處理模塊中的呼叫操縱采納統(tǒng)一的信令模型。PDT 數(shù)字集群與PoC終端的信令通過映射適配到呼叫操縱的信令模型。
以點呼為例，呼叫信令流程包括PoC終端發(fā)起點呼建立呼叫、PDT終端發(fā)起點呼建立呼叫兩大類型。
2.3.1
類型一：PoC終端發(fā)起點呼建立呼叫
PoC終端發(fā)起點呼建立呼叫的信令映射適配流程，如圖3所示。
圖3 PoC終端發(fā)起點呼建立信令映射適配流程
圖3流程具體描述如下:
①PoC終端通過Invite向對講互通網(wǎng)關發(fā)起呼叫建立；
②對講互通網(wǎng)關接收到Invite后，干線放大器，向PoC終端回復100trying，同時向PDT終端發(fā)送C_AHOY；
③PDT 終端收到C_AHOY之后，無線對講，向對講互通網(wǎng)關回復C_ACKU和C_RAND；
④對講互通網(wǎng)關接收到C_ACKU之后，向PoC終端發(fā)送180 ringing，并在接收到C_RAND之后向PoC終端發(fā)送200OK；
⑤PoC終端收到200 OK之后，向對講互通網(wǎng)關回復ACK；
⑥對講互通網(wǎng)關接收到ACK之后，向PDT終端發(fā)送PV_GRANT，至此呼叫正常建立。
2.3.2
類型二：PDT 終端發(fā)起點呼建立呼叫
PDT 終端發(fā)起點呼建立呼叫的信令映射適配流程，如圖 4 所示。
圖4 PDT終端發(fā)起點呼建立信令映射適配流程
圖4流程具體描述如下：
①PDT終端通過C_RAND向對講互通網(wǎng)關發(fā)起呼叫建立；
②對講互通網(wǎng)關接收到C_RAND之后，向PoC終端發(fā)送Invite；
③PoC終端接收到Invite之后，向對講互通網(wǎng)關依次回復100 trying、180 ringing和200 OK；
④對講互通網(wǎng)關接收到180 ringing 之后，向PDT 終端發(fā)送 C_ACKD，并在接收到200 OK之后向PDT終端發(fā)送PV_GRANT；
⑤PDT終端接收到PV_GRANT之后，向對講互通網(wǎng)關回復C_RAND；
⑥對講互通網(wǎng)關接收到C_RAND之后，向PoC終端發(fā)送ACK，至此呼叫正常建立。
2.4媒體轉換
根據(jù)PDT數(shù)字集群標準規(guī)定，PDT數(shù)字集群系統(tǒng)使用的國產(chǎn)NVOC聲碼器輸出為2.4 kb/s的壓縮語音。PoC終端可采納的語音編解碼有 AMR-nb、G711、G723和G729等。
下面以對講互通網(wǎng)關支持PoC終端AMR-nb語音編解碼為例舉行描述。
PDT數(shù)字集群系統(tǒng)每間隔60 ms舉行一次NVOC話音打包，PoC軟對講系統(tǒng)每間隔20 ms舉行一次AMR-nb話音打包，兩者話音打包頻率不同。 如圖5所示，對講互通網(wǎng)關以20 ms為基礎時間單位，對AMR-nb采取緩沖機制、對NVOC采取分片機制，實現(xiàn)了話音打包頻率的匹配。
圖5 AMR與NVOC語音打包速率匹配
為了提升媒體轉換話音編解碼的并發(fā)能力，媒體轉換采納多進程并行處理的實現(xiàn)方式。軟件啟動過程中，自動檢測通用服務器硬件平臺的內核數(shù)量，根據(jù)內核數(shù)量N，啟動N-1個媒體轉換進程，定向耦合器，并將進程與內核綁定，以提升話音編解碼效率。
2.5互通方案安全性
公網(wǎng)PoC終端，僅針對特定的安卓智能終端并輔以相應的安全手段舉行部署。業(yè)內當前比較常見的方式是采納安全雙域終端，并將PoC軟對講APP安裝于安全終端的工作域，“公私隔離”確保PoC軟對講在智能終端側的安全。
PoC軟對講在系統(tǒng)內采取信源加密的方式，滿腳通過公網(wǎng)使用PoC業(yè)務的安全要求。
公專網(wǎng)對講業(yè)務互通時，PoC服務器將軟對講業(yè)務的密文轉化為明文后，發(fā)送給對講互通網(wǎng)關；反之，PoC服務器將對講互通網(wǎng)關傳過來的明文轉化為密文后發(fā)送給PoC終端。
PoC服務器和對講互通網(wǎng)關往往部署在同一網(wǎng)絡。假如兩者異地部署，則通過IPSec VPN來保證網(wǎng)絡傳輸?shù)陌踩?。以上兩種方式，可確?；ネǚ桨钢?ldquo;明密轉換”的安全。
3 結語
本文針對專網(wǎng)集群對講現(xiàn)時期建設狀況和使用特點，提出了將公網(wǎng)PoC軟對講和專網(wǎng)對講舉行互聯(lián)互通的方案，解決了專網(wǎng)覆蓋不腳的問題，實現(xiàn)了在不改變、不淘汰原有系統(tǒng)的前提下，使用公網(wǎng)PoC終端對專網(wǎng)大范圍通訊的一種補充。對講互通網(wǎng)關具有快速部署、安全可靠以及操作簡單等特點，可方便應用于城市應急、公安、武警等行業(yè)應急指揮中心以及應急通信指揮車等各種應急通信環(huán)境中。在突發(fā)事件發(fā)生時，可在現(xiàn)場迅速構建應急指揮調度通信平臺，解決通信互聯(lián)互通難題，體現(xiàn)真正的“一機在手，通信無憂”。
基于目前通信技術和網(wǎng)絡共存的狀況，更需要有跨網(wǎng)絡、跨平臺的融合互通方案，打破各種通信網(wǎng)絡、制式和頻段之間的障礙，徹底消除“信息孤島”，使應急通信系統(tǒng)可以真正做到與應急預案保持同步的節(jié)奏。一些諸如衛(wèi)生、公安、武警、能源和生產(chǎn)型企業(yè)，為了提升自身的反應速度和治理效率，也需要讓各級應急系統(tǒng)之間能夠順利平滑聯(lián)接。公專網(wǎng)集群對講互通方案的推出，必定給應急救援以及應急聯(lián)動的系統(tǒng)工作注入強勁活力。
