连云港港口800兆TETRA数字集群系统的研究与应用

摘 要 本文根据连云港港无线通信系统的现状和需求，研究连云港港应用TETRA数字集群技术建成一套覆盖“一体两翼”的

800MHzTETRA数字集群系统，满足语音通信调度、数据业务传输、应急管理指挥、安全生产监管等港口业务需求。

关键词 数字集群 800兆 无线覆盖 TETRA

一、连云港港无线通信现状

随着国家推进实施江苏沿海开发战略，连云港港口经济得到长足快速发展，货物吞吐量持续快速增长，2008年底吞吐量突破1亿吨，2012年底吞吐量达到了1.85亿吨。连云港港的快速发展，管理水平的逐年提高，都离不开先进无线通信手段支持和可靠无线通信调度系统的保障。

2010年前，连云港港无线通信调度系统采用400MHz、150MHz手持机常规通信和450MHz模拟集群通信，常规系统和模拟集群通信常处于高话务量和高负荷运行，造成设备老化、系统故障率高，这样严重影响港口生产效率及生产安全，而且未形成港口三级（集团、作业公司、现场生产调度）无线通信网络，无法实现三级协调指挥。基于以上情况，2010年连云港港按照原信息产业部的要求，并参照其他沿海港口无线通信应用情况，立项建设800MHzTETRA数字集群无线通信系统项目。

二、连云港港无线通信建设规划

TETRA制式数字集群是被国际普遍采用的一种新的数字集群移动通信体制，也是已被我国确定采用的数字集群通信标准之一。TETRA采用时分多址（TDMA）技术，每个载频分为4个逻辑信道，载频间隔25KHz。与GSM技术相比TETRA频率利用率要高4倍，而且数据通信与话音通信采用相同的频段，具有频谱效率高、快速的呼叫建立能力、全双工通信，支持直通模式对讲；话音质量高，在恶劣信令条件和嘈杂环境下的高速传输能力；采用最先进的IP交换技术；具备图像传输的能力；二次开发容易；具有较高的可靠性，确保港口业务7×24小时不间断工作；坚固型移动台及车载台等特点，可以满足执行关键任务的组织调度要求，是专业集群调度用户的有力通信平台，能满足公安、交通、军队、企业、运输、港口、煤田、工业等各种无线调度用户的需要。而且能很好地建立和实现集团调度、作业公司调度和生产现场科队等三级调度功能。从长远发展看，TETRA制式数字集群系统还可与GPS卫星定位监控系统相结合，在不影响调度通信的同时，实时显示车、船等移动目标的位置，与全港视频监控系统有效结合，有利于大型移动机械的监控指挥，提高生产效率。

TETRA系统能够满足连云港港生产调度指挥的需求，有其他制式集群系统无可比拟的优势。特别是摩托罗拉数字集群TETRA系统基于全IP的分布式、模块化结构设计，扩容、升级都非常容易。频谱资源利用率高，阻塞率小，在实现语音通信的基础上可以很方便、容易地组建一个完善的、统一的调度网。而且设备可靠性较高，技术成熟，特别适合专网数字集群系统建设。可以实现数字系统与模拟在过渡期的共存和互通，是模拟集群向数字集群平稳过渡的最佳方案，并在国内各大港口中，如：上海洋山港、盐田港、秦皇岛港、营口港、日照港等港口中得以广泛应用。经过充分调查研究，TETRA系统能够满足连云港港口无线通信升级改造需求，特别适用模拟系统向数字集群系统过度建设需求。

三、连云港港数字集群无线通信应用

连云港港区域东西狭长，南依山，北临海，地形较为复杂。因此，建设数字集群无线通信系统在基站选址及载频配置上要充分考虑港口区域通信效果，以满足港口地区的安全生产和指挥调度无线通信需求。

1.基站站址选择。连云港港主要有旗台、马腰、庙岭和墟沟港区，还有在建的30万吨级油码头和客运码头。30万吨级码头和客运码头直线距离约9.1KM，由于摩托罗拉TETRA系统基站设计通信覆盖半径为5KM左右，因此，要基本覆盖连云港港至少要建两个基站。连云港港利用连云港港口集团通信公司机房架设基站作为数字集群主基站，覆盖30万吨级油码头、马腰港区和庙岭港区。另选址在港口集团公司大楼架设基站，覆盖庙岭、墟沟港区和在建的客运码头。通过前期模拟场测推算，两个基站基本能够满足全港区通信覆盖。系统开通经过现场实测，基站通信覆盖可达10km，足以满足港区的通信覆盖。个别地方如物流园区、距离较远，基站信号弱，则采用直放站方式得以解决。

连云港港800M数字集群无线通信系统主要包括：交换控制中心（MS0）一套、港口集团通信公司主基站（4BR）一套、港口集团大楼分基站（3BR）一套和物流园区直放站一套，初步满足港区内入网用户使用需求。下一步，其他作业公司加入数字集群网，须考虑基站的扩容，以保证通信效能。另外，按照连云港港口“一体两翼”发展规划，未来赣榆和灌河港区可考虑在当地合适位置各设一座基站，以满足区域范围内的通信需求。

图1 连云港港800M数字集群通信系统基站站址示意图

图2 连云港港口字集群建设示意图 图3 连云港港口“一体两翼”示意图

2.基站容量选择。根据港口新码头建设、现有常规与模拟集群用户数量及连云港港口总体规划的无线通信需求，测算连云港港口数字集群用户需求近期为1300户、远期满载频情况下用户数为2600户。根据典型港口应用语音业务话务量统计，系统内用户忙时话务量为O.014Erl。采用等待制预测，等待呼损率为5%，按照等待制爱尔兰B表计算，港口集团通信公司主基站应配置1个4载频基站和港口集团大楼分基站应配置1个3载频基站才能够满足近期1300用户容量要求。

3.模数集群平滑过渡。考虑到连云港港区现使用的模拟集群450MHz的前期投资，在项目过渡期内，采用TETRA数字集群系统中的常规信道派接功能把模拟集群450MHz通话组派接到TETRA数字集群系统中，使原来的模拟终端和TETRA数字集群终端实现互联互通，这样在保持现设备可用并逐步更新情况下顺利过渡到TETRA数字集群系统。

四、港口无线通信的下一步展望

“十二五”期间，连云港港将依托800M数字集群的强大功能，继续推进建设覆盖包含赣榆和灌河港区的迅捷可靠、安全高效的800M数字集群无线通信平台，为港口的发展提供强有力的通信保障。

1.组建集中统一的港口生产调度指挥平台。利用800M数字集群无线通信平台构建整个连云港港口区域（含未来赣榆、灌河港区及各物流园区）生产调度指挥平台，配合已建成的视频监控系统，适时动态对各生产作业现场实时调度指挥，监控作业进度。

2.组建统一的港口安保指挥平台。借助数字集群无线通信平台和视频监控系统，组建统一的港口安保平台，将使集团安保指挥工作迈上新台阶。

3.组建统一的港区作业车辆机械信息平台。依托港口800M数字集群无线通信平台提供的GPS定位功能，建立集团作业车辆机械信息管理系统，配合港口一卡通，实时监控港区物流园区的作业车辆机械运行轨迹，提高动态管理效能。

4.组建面向社会的数字集群无线通信平台。根据国家无线通信频率相关管理规定，连云港市区域不再批复使用800M集群频率，这为以港口800M数字集群无线通信平台为基础组建面向社会的数字集群通信平台提供了新的机遇，政府公务、应急抢险等社会需求期待去拓展，随着无线通信网络覆盖的不断完善，港口800M数字集群无线通信平台必将步入规模化发展轨道。

五、结束语

连云港港800MHz数字集群系统经过前期精心准备，积极组织安排工程施工，于2011年3月初通过江苏省无线电管理局专家组验收顺利开通。运行一年来，逐步实现系统内无线通信的数字化、较好满足安全生产和指挥调度的通信需要。下一步将拓宽优势，发挥数字集群在电话互联、GPS定位、数据传输等功能应用上功能，使数字集群无线通信系统的优势得到更进一步发挥。另外根据港口建设规划和现有通信系统转频计划，连云港港制订了现有通信系统转频方案，逐步实施用户模数转换，收到明显效果。连云港港800MHz数字集群系统的建设应用，可以说是一个成功案例，如模拟向数字通信过渡转换、通信覆盖实际距离及基站用户容量等，它可以为以后基站扩容、新建提供宝贵经验数据。