主頁（http://www.www.jjxinkai.com）：論無線寬帶集群傳輸專網(wǎng)技術(shù)在人防的應用

信息化建設是人防軍事斗爭準備的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)工程，也是未來實施人民防空指揮行動成敗的關(guān)鍵。在實施人民防空指揮行動過程中，人防信息傳輸網(wǎng)絡不僅承擔著及時、準確、可靠的傳遞第一手信息的“急先鋒”角色，更是指揮員正確實施防空襲指揮的中樞神經(jīng)，發(fā)揮著越來越重要的作用。如何構(gòu)建一張覆蓋范圍廣，帶寬高，建設成本低，保密性能好，互聯(lián)互通能力強的人防信息傳輸專用網(wǎng)絡，有效的提升履行使命任務能力，需要我們不斷研究探索，亟待解決的課題。

一、人防信息傳輸網(wǎng)絡建設現(xiàn)狀

人防信息傳輸網(wǎng)絡是實現(xiàn)人防指揮自動化的基礎(chǔ)，其目的是保障防空襲斗爭指揮信息的暢通。近年來，各地人防信息傳輸系統(tǒng)建設有了較大發(fā)展，多數(shù)人防部門以人防指揮所為中心，以軍隊和地方通信系統(tǒng)為平臺，以平戰(zhàn)結(jié)合應用為牽引，建立了一套由有線、短波、超短波、微波、衛(wèi)星通信和網(wǎng)絡通信等多種手段組成的多通信路由的人防指揮通信系統(tǒng)，對上對下基本實現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)、視頻通信。但以上通信手段多是各有特點，具備單一應用用途，缺少全局寬帶傳輸指揮調(diào)度一體化功能，大量的高清可視化和多媒體指揮調(diào)度能力和手段欠缺，尤其在環(huán)境相對復雜的應急現(xiàn)場，缺乏有效的寬帶通信覆蓋保障手段，制約了人防組織效能的發(fā)揮。

就煙臺人防傳輸網(wǎng)絡為例，目前煙臺市人防辦現(xiàn)有網(wǎng)絡傳輸手段：一是涉密網(wǎng)絡，即通過軍隊線路建設的人防指揮專網(wǎng)和在省市間建設的人防政務網(wǎng)。因上述網(wǎng)絡涉密，無法大規(guī)模建設，也無法滿足網(wǎng)絡廣泛覆蓋及機動采集的接入要求。二是租用電信3G公網(wǎng)。但該網(wǎng)絡由于較關(guān)注商用傳輸，分配帶寬過窄或為點對點方式，且不具備集群功能，無法完全滿足寬帶多媒體信息多點高帶寬并發(fā)傳輸?shù)男枰�，同時，因不能傳輸涉密數(shù)據(jù)，無法完全滿足人防信息安全和寬帶信號回傳的需要。三是專用有線光纖線路。由于建設成本高，也只僅僅在基本指揮所與預備指揮所以及政府應急辦間開通，無法進行廣泛鋪設建設及有效解決機動采集問題。因此，為加快推進人防大數(shù)據(jù)寬帶傳輸通道建設及完善指揮通信一體化手段，迫切需要在構(gòu)建一張集遠覆蓋、高帶寬、強機動的人防傳輸指揮調(diào)度一體化專網(wǎng)，以有效提升人防組織指揮效能。

    二、人防信息傳輸網(wǎng)整體功能需求分析

    基于人防大數(shù)據(jù)寬帶傳輸需要，并實現(xiàn)至人防指揮場所、人防工程、人防疏散地、重要目標、人防警報、演習演練數(shù)據(jù)的機動無縫多點采集及對人防專業(yè)隊、疏散體系的垂直立體一體化指揮調(diào)度通信功能需求，應當建設人防專用的信息傳輸網(wǎng)絡。

    （一）人防信息傳輸網(wǎng)絡整體功能需求。一是要求該網(wǎng)絡應當有較強的覆蓋能力，能夠?qū)崿F(xiàn)本市乃至全省的全面覆蓋；二是要有足夠的傳輸帶寬，帶寬性能應為單站80M以上；三是可以有效接入人防指揮專網(wǎng)，方便實現(xiàn)與人防大數(shù)據(jù)平臺的資源對接；四是具有良好的信息接入功能，可以有效接入軍隊、政府和社會的信息，實現(xiàn)實時互換；五是要有較強的保密性能，配備一定的安全機制后，可以傳輸人防涉密數(shù)據(jù)；六是具有良好的抗毀性能，在公用通信設施遭到破壞后，仍能夠順暢運行；七是可以有效承載指揮通信功能，方便實現(xiàn)對覆蓋區(qū)域內(nèi)的調(diào)度指揮(機動指揮)；網(wǎng)絡具有高實時性、集群通信、多媒體指揮調(diào)度、高機動性。

   (二）人防核心職能信息傳輸具體需求

結(jié)合人防組織指揮的核心職能與功能，獲取、處理、決策、組織、控制及利用各種手段和渠道不斷獲取各類信息情報，對人民防空來說是源頭和重中之重。細化至人防指揮場所、人防工程、人防疏散地、重要目標、人防警報、演習演練數(shù)據(jù)的機動無縫多點采集及對人防專業(yè)隊、疏散體系的垂直立體一體化指揮調(diào)度通信功能需求看，需要構(gòu)建一張覆蓋范圍廣，帶寬高，建設成本低，保密性能好，互聯(lián)互通能力強的人防專用網(wǎng)絡，同時可平行交互部隊、政府、企事業(yè)單位專網(wǎng)，能夠有效提升履行戰(zhàn)時防空、平時服務、應急支援職能使命任務的能力并能最大程度為平戰(zhàn)聯(lián)合指揮體系輸送現(xiàn)場重要數(shù)據(jù)源。

一是各級人防指揮場所信息傳輸網(wǎng)絡需求。人防指揮場所匯聚至大數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)主要有以下類型。一是指揮機構(gòu)、專業(yè)隊、人防工程、疏散基地、疏散掩蔽地域、設備設施、保障物資等人防各類日常基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)的采集、匯聚、錄入和維護。二是與上下級指揮機構(gòu)指揮命令的上傳下達。三是相關(guān)作業(yè)資源的查詢。四是作業(yè)手段的輔助決策信息。

目前，市級以上人防部門已構(gòu)建了本級“三位一體”指揮所（基本指揮所、預備指揮所、機動指揮所）為核心的人防指揮體系。該體系通過人防黨政專網(wǎng)、軍網(wǎng)、政務內(nèi)網(wǎng)、政務專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)與上級人防和同級人防指揮所實現(xiàn)互聯(lián)互通，已具備了較完備的通信網(wǎng)絡手段。該體系通過互聯(lián)網(wǎng)、公網(wǎng)VPN網(wǎng)絡與縣級人防實現(xiàn)了互聯(lián)互通，可以實現(xiàn)市縣兩級人防非涉密數(shù)據(jù)的傳輸，但市縣兩級若要解決涉密數(shù)據(jù)傳輸及垂直立體機動指揮通信，則缺少一條可以承載涉密數(shù)據(jù)的高效傳輸指揮專用網(wǎng)絡。網(wǎng)絡應符合以下需求：一是該傳輸網(wǎng)絡應能與人防指揮專網(wǎng)互通，二是要有較強的網(wǎng)絡覆蓋，能涵蓋各個數(shù)據(jù)采集點。三是數(shù)據(jù)量大，要求較大的帶寬。四是能有效訪問分布廣泛的各類人防資源數(shù)據(jù)。五是該網(wǎng)絡能夠?qū)崿F(xiàn)與縣級人防涉密數(shù)據(jù)相互傳輸。六是能夠?qū)崿F(xiàn)較強機動采集傳輸能力。七是具備指揮調(diào)度一體化功能。

二是人防指揮所與人防專業(yè)隊行動、人口疏散行動和重要經(jīng)濟目標防護行動間的信息傳輸網(wǎng)絡需求。人防指揮所所需的人防專業(yè)隊行動、人口疏散行動和重要經(jīng)濟目標防護行動信息數(shù)據(jù)主要有專業(yè)隊行動、疏散行動和重要經(jīng)濟目標防護行動的基本狀況信息，各現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)采集信息。各類行動從指揮中心獲取的信息數(shù)據(jù)主要有指揮機構(gòu)下達的指揮命令和相關(guān)作業(yè)資源的查詢、作業(yè)手段的輔助決策信息等。目前，人防指揮所與各類人防專業(yè)隊、各疏散機構(gòu)、重要經(jīng)濟目標指揮部間一般通過移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了信息溝通。但是，通過地方移動互聯(lián)網(wǎng)建立的網(wǎng)絡屬非涉密網(wǎng)絡，戰(zhàn)時不能使用，且?guī)�寬較窄，不能滿足十數(shù)個專業(yè)分隊、疏散機構(gòu)和重要經(jīng)濟目標指揮所同時進行信息傳輸。因此，必須建立具備一定涉密級別、具備良好的覆蓋功能、良好的指揮調(diào)度承載功能、較強的機動性要求的信息傳輸網(wǎng)絡，實現(xiàn)專業(yè)隊、疏散機構(gòu)、重要經(jīng)濟目標與指揮所以及相互之間的信息傳輸功能。該網(wǎng)絡應具備40M以上的匯聚帶寬（每個多媒體手持終端視頻業(yè)務的流量為512K），能夠至少支持80路以上音視頻信息的實時傳輸，可通過配備成熟的手持終端設備或背負終端設備，能夠任意地點實時回傳并向下推送，特別是在公網(wǎng)遭到破壞后，各類行動能夠利用專用通信設備接收通信信息，完成指定任務，以實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度指揮，方便現(xiàn)場和后方指揮人員對現(xiàn)場行動進行調(diào)度指揮，高效、準確的應對各類突發(fā)事件。

三是人防警報控制網(wǎng)絡需求。人防通信警報，是人防系統(tǒng)的神經(jīng)和耳目，是組織指揮人民群眾進行防空襲斗爭的基本保障。防空警報是城市防空體系的重要組成部分，是重要的戰(zhàn)備設施，平時用于抗災救災和突發(fā)事故情況下的災情預報和緊急報知，戰(zhàn)時用于人民防空，是各級人民政府實施人民防空指揮，組織人員疏散的基本手段。基于專網(wǎng)的人民防空應急警報通信系統(tǒng)控制中心設計，要求應急警報通信系統(tǒng)控制中心能夠安全、可靠地實現(xiàn)各種命令的正確執(zhí)行。

目前，人防通過超短波方式，實現(xiàn)了對全市警報系統(tǒng)的集中控制。但是，在實踐中也發(fā)現(xiàn)，由于超短波通信的局限性，使得有些防空警報器經(jīng)常出現(xiàn)未鳴現(xiàn)象。因此，為確保防空警報能夠可靠鳴響，但是應構(gòu)建具備良好的覆蓋功能、較高的實時性要求和具有較強抗毀性的信息傳輸網(wǎng)絡。

   （三）人防信息傳輸網(wǎng)絡須著重解決的問題。

    基于以上需求，要構(gòu)建人防信息傳輸網(wǎng)絡，應當注重解決以下問題。

     一是基礎(chǔ)通信設施能夠?qū)崿F(xiàn)低依賴。突發(fā)公共事件時間和地點具有不可預知性，因此對事件區(qū)域的基礎(chǔ)通信設施狀態(tài)具有不確定性，從而要求應急通信系統(tǒng)應降低對基礎(chǔ)通信設施的依賴，以滿足在缺乏基礎(chǔ)通信設施支撐的場景下能夠快速建立事件區(qū)域的通信覆蓋。尤其在重大公共安全事件和搶險救災中，具備無固定設施依托的應急指揮通信能力是提升突發(fā)事件能力的重要保障。

    二是指揮調(diào)度能夠?qū)崿F(xiàn)多樣化。隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，應急現(xiàn)場的數(shù)據(jù)由單一向多元化發(fā)展，及時交互突發(fā)事件現(xiàn)場的綜合化數(shù)據(jù)是快速完成事件處置的關(guān)鍵要素。應急現(xiàn)場指揮中心通過語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種方式準確把握突發(fā)事件現(xiàn)場的態(tài)勢，在取得全局信息的情況下及時準確行使指揮調(diào)度命令顯得尤為重要。

    三是端到端能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。在突發(fā)公共事件處置過程中，事件處置團隊一方面是處置命令的一線執(zhí)行人員，同時也對上提供各項行動命令的決策參考，這要求事件處置團隊中的個體成為信息節(jié)點，具備多媒體信息采集和交互的能力，并且能夠端到端開展信息交互，提升決策效率和執(zhí)行力。

    四是處置力量能夠靈活動態(tài)編組。應急現(xiàn)場的處置任務、團隊分組和指揮關(guān)系多樣，針對瞬息萬變的現(xiàn)場態(tài)勢，事件處置團隊的編組必須反應靈活、快捷有效，以確保及時高效協(xié)調(diào)各方資源與力量，實現(xiàn)動態(tài)編組。

   三、無線寬帶集群傳輸專網(wǎng)通信技術(shù)較好地滿足人防信息傳輸各功能需求

近幾年來，我國信息技術(shù)的發(fā)展取得了顯著進步，出現(xiàn)了大量的高科技技術(shù)與產(chǎn)品。這些高科技術(shù)與產(chǎn)品，應當也必須為人防所用，提升我國人防的整體水平。

無線寬帶集群通信網(wǎng)絡是為了滿足行業(yè)專網(wǎng)用戶指揮調(diào)度需求而開發(fā)、面向特定行業(yè)應用的專用無線寬帶集群通信系統(tǒng)。隨著信息化建設的發(fā)展，集群通信也從模擬集群向數(shù)字集群和寬帶集群演進，基于LTE技術(shù)已被廣泛認為是寬帶集群的演進方向。LTE寬帶集群專網(wǎng)系統(tǒng)正是以TD-LTE為核心技術(shù)，將LTE技術(shù)與保障應急救災和突發(fā)公共事件的專網(wǎng)集群通信和調(diào)度相結(jié)合，不僅可以繼承TD-LTE技術(shù)的高速率、高帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點，同時能夠為應急通信提供較高的頻譜利用率和較強的抗干擾性能，有助于在人防應急通信場景下實現(xiàn)無線可視化和多媒體信息化指揮調(diào)度，支持更為豐富的多媒體業(yè)務類型。

（一）無線寬帶多媒體集群網(wǎng)絡容量大且具有較強的跨網(wǎng)接入能力。

無線寬帶多媒體集群網(wǎng)絡為點對多點通信方式，即能支持多終端接入，目前最大能支持1500部終端同時在線。且接入業(yè)務類型豐富，包括高清視頻、集群音視頻、數(shù)據(jù)傳輸、短信、圖片等。同時，寬帶多媒體集群具有較強的跨網(wǎng)接入能力。利用各種交換設備，如紅網(wǎng)交換機，公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（由國家人防辦統(tǒng)一配備），又可利用純IP的方式扁平化的與各種專用/公用網(wǎng)絡平滑對接，最大程度上的滿足各系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，為人防大數(shù)據(jù)采集傳輸提供了可靠且豐富的采集傳輸一體化高容量網(wǎng)絡。

（二）無線寬帶多媒體集群網(wǎng)絡具有較好的安全性。

在人防應急處突過程中，通過無線寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，涉及到平戰(zhàn)結(jié)合，應急處突任務，相關(guān)處突隊伍編成、器械裝備和戰(zhàn)術(shù)行動等代碼信息，均屬于涉密數(shù)據(jù)，因此建成的無線寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)應對無線輻射數(shù)據(jù)進行加密傳輸，以確保數(shù)據(jù)安全。

寬帶多媒體集群技術(shù)具有和保密模塊互聯(lián)互通的能力，該保密模塊符合總參機要局加密體制要求，前期已與承研單位30所、數(shù)據(jù)所互聯(lián)互通。目前在石油、公安、政府、電力、軌道交通行業(yè)中均定制開發(fā)了符合該行業(yè)的保密技術(shù)體制，通過了保密認證。在人防系統(tǒng)內(nèi)，也可針對人防業(yè)務特性定制開發(fā)相應的保密機制，配備相應的保密設備，達到保密要求。

（三）無線寬帶多媒體集群網(wǎng)絡具有較好的抗毀性。

有線網(wǎng)絡通常采用樹狀結(jié)構(gòu)，包含各核心節(jié)點和骨干線路，若一點被切斷，可能造成大量用戶斷鏈，并且不易修復。而其他的一些無線網(wǎng)絡均需要固定的發(fā)射端和/或接收端設備，若這些設備毀壞，無法立刻對網(wǎng)絡進行快速的恢復。針對以上難題，LTE系統(tǒng)引入系統(tǒng)備份、故障弱化、快速部署等功能來增強網(wǎng)絡的抗毀性能。如某個基站與指揮所網(wǎng)絡中斷時，單個基站可以進入故障弱化模式，即無需傳輸網(wǎng)絡便可使本基站覆蓋下的終端之間進行基本通信。快速部署是指若無線網(wǎng)絡中的某些基站被毀，LTE系統(tǒng)支持快速的部署便攜式基站進行此區(qū)域覆蓋的補充。在某些極端情形，當預備指揮所的相關(guān)核心網(wǎng)設備被毀后，系統(tǒng)可自動接入后方指揮所或機動指揮所的核心網(wǎng)設備；另外，若某個基站的主控板毀壞，則可無縫切換至備板。

（四）無線寬帶多媒體集群網(wǎng)絡具有較強指揮調(diào)度性。

1、集群通信功能

LTE寬帶多媒體集群無線通信系統(tǒng)利用自建光纖拉遠基站覆蓋一定區(qū)域建立信息傳輸系統(tǒng)，多媒體手持終端可以實現(xiàn)點對點、點對多點、點對群組之間的音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信；基站之間可以利用有線或無線手段互聯(lián)，光纖拉遠基站覆蓋的終端可以實現(xiàn)與其他光纖拉遠基站覆蓋的多媒體手持終端之間的點對點、點對多點、點對群組的通信；通過聯(lián)網(wǎng)交換和網(wǎng)絡管理軟件，多媒體手持終端可以實現(xiàn)光纖拉遠基站之間全網(wǎng)通信和漫游。解決了現(xiàn)有圖傳和短波通信無法實現(xiàn)集群的功能。

2、多媒體指揮調(diào)度功能

LTE寬帶多媒體集群無線通信系統(tǒng)可為現(xiàn)場和后方指揮人員提供完善的調(diào)度指揮功能，對現(xiàn)場搶險人員進行語音調(diào)度、視頻調(diào)度和指令調(diào)度，高效、準確的應對突發(fā)事件。指揮中心可以和現(xiàn)場的每一部多媒體手持終端通話、指定特定多媒體手持終端回傳音視頻信號，選擇回傳視頻向網(wǎng)內(nèi)任意指定多媒體手持終端分發(fā)。實現(xiàn)聯(lián)合工作團隊在執(zhí)行任務時的實時音視頻交流，讓調(diào)度指揮員及相關(guān)人員及時了解現(xiàn)場情況，減少了溝通成本，提高了團隊工作效率。解決了現(xiàn)有衛(wèi)星和短波通信無法實現(xiàn)的綜合調(diào)度和可視對講功能。

3、高機動性能

寬帶通信多媒體集群無線通信系統(tǒng)平臺與室外型CPE和多媒體集群手持終端之間具有雙向遠程視頻監(jiān)控和雙向語音交互的功能，且在系統(tǒng)覆蓋圓形區(qū)域內(nèi)任一點或任一多點，均可實現(xiàn)機動音視頻、數(shù)據(jù)的實時回傳和逆向推送，指揮所可以靈活的調(diào)用各路視頻圖像，并通過高點監(jiān)控GIS功能實時定位。同時進行實時的語音指揮調(diào)度指令下達，實施應急可視化指揮調(diào)度和日常值勤管理指示的下達和下級情況的匯報。

現(xiàn)有機動固定指揮所多采用窄帶衛(wèi)星連接，帶寬小、資源緊張，無法實時回傳多路數(shù)據(jù)及多路高清視頻，供指揮決策者做出正確判斷。故本系統(tǒng)利用自身先進的調(diào)制方式CS-OMDMA、多徑MIMO天線、軟件無線電等技術(shù)體制，實現(xiàn)高帶寬、遠覆蓋的系統(tǒng)優(yōu)勢，提供窄帶衛(wèi)星傳輸外的第二種傳輸手段，實現(xiàn)固定機動指揮所間多路高清視頻及數(shù)據(jù)的實時回傳，為指揮決策者正確判斷保駕護航。

目前人防系統(tǒng)指揮多依賴于模擬集群及無可視功能的數(shù)字集群，極大程度上影響了自上而下，自左至右的平戰(zhàn)時指揮效能。故本系統(tǒng)利用可視化數(shù)字集群功能，依托點多點、點對多點、多點對多點、分組、強插強拆等技術(shù)手段，構(gòu)建人防組織指揮的可視化指揮體系。

無線寬帶通信系統(tǒng)平臺支持根據(jù)人防的業(yè)務需求進行靈活的分級分權(quán)管理，實現(xiàn)分局和指揮所等不同級別的單位的指揮權(quán)、監(jiān)視權(quán)和控制權(quán)的管理配置，滿足各級部門建立有效的指揮調(diào)度關(guān)系。

4、高實時性能

LTE寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)是以第四代移動通信技術(shù)TD-LTE為核心，具有專業(yè)集群通信性能、高可靠性和高實時性數(shù)據(jù)傳輸以及多媒體調(diào)度的能力，其專業(yè)的語音、視頻集群組呼時延<300ms，群組創(chuàng)建和搶占時延<150ms。系統(tǒng)能有效保障業(yè)務的實時性。

目前，無線寬帶集群通信系統(tǒng)已經(jīng)在部隊廣泛應用，多個地區(qū)人防部門也正在進行建設試點。我們相信，隨著更多的無線寬帶集群通信系統(tǒng)在人防的應用，必將有效提升人防組織指揮效能，解決人防長期以來在通信傳輸方面的短板，助力人防更好履行戰(zhàn)時防空、平時服務、應急支援職能使命的能力。（煙臺市人民防空辦公室   王遠東）