首頁(yè)>>廠(chǎng)商>>交換機/ACD系統平臺廠(chǎng)商>>中興通訊

北美E911系統建設和發(fā)展初探

2010/07/22

　　北美地區有一項政府強制的增強911電信服務(wù)，該項服務(wù)如果從1970年開(kāi)始正式出現算起的話(huà)，已經(jīng)走過(guò)了將近40年的發(fā)展歷程。通過(guò)撥打911這個(gè)簡(jiǎn)單的號碼，不論你是何種身份，只要是在北美地區，都能夠及時(shí)得到包括警察、救火、醫療等多種救援服務(wù)。這里的奧秘就在于，接聽(tīng)911電話(huà)的緊急呼叫服務(wù)中心不僅可以從話(huà)音中了解到撥打者所需要的救援類(lèi)型，還可以通過(guò)文字或者地圖的方式了解到撥打者的位置。為此服務(wù)所需要建設的支撐體系非常龐大，電信運營(yíng)商和政府等機構的付出不可小視。

　　下面，從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的角度來(lái)介紹E911系統的現狀和未來(lái)發(fā)展，希望能夠幫助中國運營(yíng)商在類(lèi)似E911系統的設計、方案選擇和標準化方面有所幫助。

　　北美無(wú)線(xiàn)增強911系統結構介紹

　　增強911服務(wù)的目的，一是電信系統可以識別所有用戶(hù)撥打的緊急呼叫，并自動(dòng)將其路由到合適的公共安全應答點(diǎn)（PSAP），同時(shí)將用戶(hù)號碼和粗略位置一起帶給它。另外，該服務(wù)還要求公共安全應答點(diǎn)可以在接到電話(huà)后獲取撥打者的較準確的位置，以便于用文字或者地圖的方式顯示出來(lái)，供進(jìn)一步救援之用。

　　這種服務(wù)在固定網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現起來(lái)較為簡(jiǎn)單：因為每一個(gè)固網(wǎng)電話(huà)號碼是和一個(gè)物理位置相關(guān)的；只要把全部的對應關(guān)系都搜集到數據庫中，公共安全應答點(diǎn)就可以根據用戶(hù)號碼查詢(xún)數據庫，并利用GIS系統來(lái)顯示用戶(hù)的位置。

　　但是，對于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，用戶(hù)的號碼（對于漫游和非法用戶(hù)而言）和位置都不是確定的信息，用戶(hù)的準確位置信息更是難以獲取。因此，美國聯(lián)邦通信委員會(huì )（FCC）分為兩個(gè)基本階段要求移動(dòng)運營(yíng)商提供增強911服務(wù)：一階段要求可以根據用戶(hù)的粗略位置將呼叫路由到正確的PSAP并攜帶用戶(hù)號碼；二階段要求PSAP可以獲取用戶(hù)較精確的位置。

　　由于移動(dòng)通信運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域和緊急服務(wù)區通常不是一一對應的，因此首先要建立移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)基站小區和緊急服務(wù)區的對應關(guān)系，并依照它來(lái)把呼叫路由到合適的PSAP去。在現實(shí)中，由于多家運營(yíng)商都需要建立和PSAP之間的冗余的信令和話(huà)音通路，從經(jīng)濟的角度考慮，把上述路由功能集中到一些中心交換局，也就是SR（Selective Router）中去實(shí)現。這種交換局通常是由已經(jīng)具備和PSAP之間物理鏈路的運營(yíng)商管理，其他的運營(yíng)商只需要利用這個(gè)基礎設施就可以了。

　　由于PSAP并不和每個(gè)運營(yíng)商的設備全部對接，因此在獲取用戶(hù)較精確位置的時(shí)候，需要通過(guò)一個(gè)中間設備，也就是ALI（Automatic Location Identification）。由ALI從移動(dòng)定位中心（圖1中的GMLC/MPC）獲取用戶(hù)較精確的位置信息。圖1表示了從移動(dòng)運營(yíng)商的角度來(lái)看的整個(gè)無(wú)線(xiàn)E911系統的完整架構。

圖1 無(wú)線(xiàn)E911系統結構

　　這個(gè)系統需要大量的基礎建設成本，為此，北美地區的電信用戶(hù)每月都要支付一定的緊急服務(wù)費用給運營(yíng)商，并且在美國有專(zhuān)門(mén)的基金會(huì )來(lái)負責這部分資金的運用。

　　常用的E911定位方法

　　由于標準化的原因，GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò )中計算并獲取用戶(hù)位置的系統架構略有不同，但都是在相對集中的設備中進(jìn)行。其中，GMLC（Gateway Mobile Location Center）和MPC （Mobile Positioning Center）是負責會(huì )話(huà)控制和粗精度定位的，SMLC（Serving Mobile Location Centre）和PDE （Position Determining Entity）是負責計算終端精確位置的。

　　為了滿(mǎn)足FCC提出的E911二階段定位精度要求：定位精度在100m以?xún)鹊母怕什荒艿陀?7%，定位精度在300m以?xún)鹊母怕什荒艿陀?5%，在不同的網(wǎng)絡(luò )中，運營(yíng)商分別選擇了不同的技術(shù)模式。在CDMA同步網(wǎng)絡(luò )中，采用的是基于終端的實(shí)現方案。在GSM網(wǎng)絡(luò )中主要是采用U-TDOA這種基于網(wǎng)絡(luò )的實(shí)現方式。

　　在基于終端的方案中，PDE（Position Determining Entity）采用高通的專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現了AGPS/AFLT/混合定位計算功能。這種方案需要終端支持GPS和專(zhuān)門(mén)的軟件協(xié)議。不過(guò)，北美地區的政府已經(jīng)強制要求新入網(wǎng)終端都要具備GPS功能。

　　基于網(wǎng)絡(luò )的方案，對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，成本更高一些，因為需要在網(wǎng)絡(luò )側部署大量的LMU（Location Measurement Unit）。當然，不少運營(yíng)商也在試圖通過(guò)基于終端的SUPL AGPS方案來(lái)滿(mǎn)足FCC對定位精度的要求。
定位精度的要求對產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，但是也造成了系統的高成本和一些非標準方案的出現。除了美國之外，其他國家都在這個(gè)問(wèn)題上持謹慎的態(tài)度。

　　面向全IP時(shí)代911系統的發(fā)展

　　以美國和歐洲交通管理部門(mén)為首的相關(guān)機構提出了面向全IP時(shí)代的下一代911系統的構想。它的先進(jìn)性體現在：不僅能夠承載語(yǔ)音，還能夠用文字、語(yǔ)音和圖像等多媒體形式更好地、自動(dòng)地為緊急救援服務(wù)；PSAP的位置將變得不再重要，呼叫將根據地理坐標自動(dòng)進(jìn)行路由，并且系統可以支持轉接回退等功能；可以利用IP路由技術(shù)更好地處理鏈路擁塞問(wèn)題。

　　在實(shí)現這個(gè)目標之前，NENA（Notional Emergency Number Association）提出了針對已經(jīng)廣泛商用的VoIP業(yè)務(wù)的E911服務(wù)模型，如圖2所示。這個(gè)模型充分考慮了對既有系統的兼容。在這個(gè)模型中主要體現了將集中式的位置獲取功能改變?yōu)榉植际将@取的思路，以適應不同IP接入網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)特點(diǎn)。在這些不同的網(wǎng)絡(luò )中用來(lái)確定終端位置的技術(shù)可能差別很大，例如可能涉及二層和三層IP技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的定位技術(shù)、甚至包括無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò )中的定位技術(shù)。

圖2 VoIP E911系統結構

CTI論壇編輯