江苏全创VHF海事执法通讯网IP互联工作原理

VHF海事执法通讯网IP互联工作原理

  数字中转台支持IP互联功能，在网络传输层进行话音和数据的交换，通过端到端的加密技术，保证了通信的安全性。

1）基站IP连接说明

  实现基站IP互联，需要的设备包括：RD980数字中转台1台，后面板提供RJ45网线接口，可以直接接入运营商提供的专网，在网络层实现跟其他基站设备的互联互通。

  一个完整的海能达DMR数字无线通信设备由模数转换、语音编码和前向纠错（FEC）、成帧以及TDMA传输4个模块组成。

模数转换

  与传真机将手写消息转换成数据流的过程相类似，模数转换技术将用户的语音信号（麦克风传入信号）转换成数字码流。

  这个数字码流包含了大量的比特，难以通过射频信道传输，因此必须进行某种形式的压缩。

成帧

  成帧可将数字语音（或数据）信号生成数字数据包：语音或数据信号变成有效负载（就像信封里的信函），而报头则描述呼机类型、源端和目的端地址等信息（就像信封上的收件信息）。这样，对讲机就可以支持集成式语音和数据应用。

TDMA传输

  传输编码执行编码过程（就像在信封上添加机器可读的分类信号）并最后“寄出信件”。

  TDMA（时分多址）将一个信道分为2个时隙：特定对讲机的发射机仅支持短突发，从而延长了电池工作时间。此外，通过仅在其交替时隙上发送信号，两个呼叫可以同时共享同一个信道，从而使频谱效率提高一倍。

频谱效率

  下面将模拟系统和海能达DMR数字系统在频谱上做一个比较。
 

  12.5kHz模拟系统

  一个12.5kHz信道可支持1路语音信号

  1台中继台支持一个信道

  12.5kHzTDMA系统

  将现有信道分为2个时隙

  通过中继台将信道容量增至两倍

  性能相当于12.5kHzFDMA系统

  1台中继台完成2台的工作量

  不再需要合成设备

  使对讲机的电池工作时间延长了40％

  2时隙TDMA

  对讲机优先支持语音业务（例如，如果当对讲机正要发送GPS更新信息时，用户碰巧按下了PTT按钮，那么，数据信号将处于等待状态）。

  对讲机不能同时发送和接收信号。

  对讲机每次只能在一个时隙上发送信号（例如：对讲机不能在时隙1上发送语音信号的同时，在时隙2上发送数据信号）。

  呼叫不是动态分配给时隙，而是在通过客户端软件（CPS），静态分配给某个频率和时隙。

覆盖范围

  上图演示了相比于相当的模拟站点，具备相当语音质量的DMR站点的覆盖范围。

  当所有其他因素（如，发射功率、天线高度、地形等等）都相同时，DMR系统提供的公共安全应用的最低可接受语音质量的覆盖范围，比模拟系统大得多。

  通常，按相同功率的模拟系统进行规划，DMR系统可以提供更加杰出的性能。

2）IP互联实现原理

  VHF海事执法通讯网IP互联的基本原理是通过基于TCP/IP协议的以太网将分散的多个中转台连接起来，从而实现更广的通信覆盖范围。

  IP互联模式在基于TCP/IP传输的过程中，DMR协议是由TCP/IP协议和处于应用层的海能达通信股份有限公司自有的传输协议所承载的。因此，在IP互联网络中，可以认为IP互联仅仅是改变了DMR的传输介质，DMR移动终端或中转台所支持DMR协议的业务不会受到影响。
 

  IP互联在TCP/IP参考模型中的实现

  下图描述了IP互联在TCP/IP参考模型中的实现原理，下面对TCP/IP的参考模式进行简要的描述：
 

  物理链路层：它是TCP/IP的最底层，一般来说是通过有线链路的方式达到互联互通的目的，也可以通过网桥、3G设备等无线链路设备达到互联效果。

  网络层：也称IP层，该层把分组封装到IP数据报中，填入数据报的首部，使用路由算法来选择数据报的传输途径。然后把数据报交给下面的网络接口层中的对应网络接口模块。

  传输层：其功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。分为TCP和UDP协议。

  应用层：将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。

  因此，从上图中可以看到，海能达通信股份有限公司提供的IP互联功能在传输层上采用的是UDP协议，而在应用层采用的是海能达通信股份有限公司自有的传输协议，在网络层和物理链路层上，根据实际的需求可以选择不同的协议及设备实现IP互联。

IP互联功能约束条件

  通过IP互联的中转台必须配置为数字模式。

  IP互联模式受中转台配置的具体情况约束。

  IP互联模式会受网络类型及网络设备配置的具体情况约束。

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