eng
Выпуск #6/2025
А.Ю.Перепилицын
Конвергентные сети связи нового поколения: архитектурные принципы и реализация глубокой интеграции ППР и LTE
Конвергентные сети связи нового поколения: архитектурные принципы и реализация глубокой интеграции ППР и LTE
Просмотры: 271
DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.18.21
Рассматриваются современные подходы к построению конвергентных сетей связи, объединяющих надежность традиционных систем профессиональной подвижной радиосвязи и широкополосные возможности технологий LTE/5G. На примере решений компании Hytera анализируются архитектурные особенности, механизмы сквозной интеграции и практические аспекты внедрения таких систем на промышленных предприятиях. Особое внимание уделяется технологическим аспектам совмещения разнородных сетей, обеспечения беспрерывной связи и создания единого коммуникационного пространства для критически важных служб.
Рассматриваются современные подходы к построению конвергентных сетей связи, объединяющих надежность традиционных систем профессиональной подвижной радиосвязи и широкополосные возможности технологий LTE/5G. На примере решений компании Hytera анализируются архитектурные особенности, механизмы сквозной интеграции и практические аспекты внедрения таких систем на промышленных предприятиях. Особое внимание уделяется технологическим аспектам совмещения разнородных сетей, обеспечения беспрерывной связи и создания единого коммуникационного пространства для критически важных служб.
Теги: convergent networks hytera plte pmr/lte professional mobile radio communication конвергентные сети связи профессиональная подвижная радиосвязь сети ппр/lte. hytera
Конвергентные
сети связи
нового поколения:
архитектурные принципы
и реализация глубокой интеграции
ППР и LTE
А.Ю.Перепилицын, главный инженер проекта, заместитель начальника отдела инженерной поддержки продаж "ЛЕО ТЕЛЕКОМ" / a.perepilitsyn@leo.ru
УДК 621.396.2, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.18.21
Рассматриваются современные подходы к построению конвергентных сетей связи, объединяющих надежность традиционных систем профессиональной подвижной радиосвязи и широкополосные возможности технологий LTE/5G. На примере решений компании Hytera анализируются архитектурные особенности, механизмы сквозной интеграции и практические аспекты внедрения таких систем на промышленных предприятиях. Особое внимание уделяется технологическим аспектам совмещения разнородных сетей, обеспечения беспрерывной связи и создания единого коммуникационного пространства для критически важных служб.
Введение
Цифровая трансформация промышленности предъявляет новые требования к телекоммуникационной инфраструктуре. Запросы заказчиков эволюционируют от простой голосовой связи к комплексным решениям, включающим видеонаблюдение с аналитикой, телеметрию, автоматизацию технологических процессов и концепцию "цифрового сотрудника". Однако на многих предприятиях уже развернуты и успешно эксплуатируются узкополосные системы профессиональной подвижной радиосвязи (ППР, в англоязычной литературе PMR) – TETRA, DMR, – представляющие собой "золотой стандарт" надежной оперативной связи. "ЛЕО ТЕЛЕКОМ", как современный системный интегратор, давно определил для себя задачу не заменять, а органично дополнять и объединять эти системы в единую, унифицированную среду. Таким решением являются конвергентные сети на базе оборудования Hytera, которое мы используем в своих проектах начиная с 2013 года.
Компания Hytera, являясь признанным лидером рынка профессиональной связи, разработала комплексный архитектурный подход к глубокой интеграции различных технологий связи в единую инфраструктуру. Предлагаемое решение позволяет преодолеть традиционное противопоставление "надежность ППР против скорости LTE", обеспечивая синергетический эффект от использования преимуществ обеих технологий.
Конвергенция как идеология: от изолированных систем к единой экосистеме
Традиционно сети ППР и pLTE существовали параллельно, что приводило к росту затрат на эксплуатацию, необходимости работы с разными диспетчерскими пультами и сложностям в координации сотрудников.
Конвергентный подход Hytera предполагает архитектурное объединение различных стандартов связи (TETRA, DMR, LTE, 5G) в рамках единой платформы управления. Это позволяет:
Архитектурные основы конвергентного решения
Основой конвергентного решения Hytera выступает ядро (EPC – Evolved Packet Core), поддерживающее одновременную работу с сетями LTE и 5G в режимах как standalone, так и non-standalone. В отличие от изолированных систем, данное ядро обеспечивает единую базу абонентов (UDM/HSS) для всех типов сетей (ППР, LTE, 5G), общую политику управления QoS (PCF) с поддержкой сетевых срезов, а также интегрированную маршрутизацию трафика (UPF) с возможностью обработки на границе сети (MEC).
Ключевым преимуществом архитектуры является реализация принципа NF Pooling (Network Function Pooling), позволяющего объединять вычислительные ресурсы для нескольких сетевых функций. Это обеспечивает горизонтальное масштабирование и повышенную отказоустойчивость за счет механизмов локального и географического резервирования.
Для бесшовного объединения разнородных сетей применяются современные технологические механизмы, включая Radio over IP (RoIP) для передачи голосового трафика ППР через IP-инфраструктуру LTE/5G, мультирежимные шлюзы (MPUC/VPUC), обеспечивающие подключение аналоговых, DMR- и TETRA-терминалов к ядру EPC, а также единую систему диспетчеризации SmartOne с общим интерфейсом для управления абонентами всех типов сетей.
Поскольку Hytera производит полный спектр оборудования для построения конвергентных сетей – ППР, LTE/5G, и само ядро, это позволяет строить моновендорные сети с максимальной эффективностью взаимодействия компонентов.
Технологические аспекты глубокой интеграции
Центральным элементом конвергенции является объединение ключевых элементов, таких как Mission Critical Push-to-Talk (MCPTT) с сетями ППР, реализованное в соответствии со стандартами 3GPP Release 14+. В отличие от обычного PoC (Push-to-Talk over Cellular), MCPTT в решениях Hytera обеспечивает прямую интеграцию с ядром сети, что позволяет выстраивать сложные иерархии приоритетов, сквозное шифрование голосового трафика и сигнализации, автоматическое переключение между сетями LTE и ППР при потере покрытия, а также поддержку групповых вызовов с участием абонентов разных сетей.
Платформа SmartOne обеспечивает унифицированное управление всеми ресурсами связи, включая визуальное отображение абонентов и групп на электронной карте, создание динамических групп по различным критериям (местоположение, функция), интеграцию с системами видеонаблюдения (CCTV) и видеоаналитики, а также запись и воспроизведение мультимедийных данных.
Для критически важных применений реализованы специальные механизмы обеспечения надежности, включая Isolated Operation for Public Safety (IOPS) – возможность работы базовых станций в автономном режиме при разрыве связи с ядром сети, географическое резервирование с репликацией критических компонентов в разных дата-центрах, а также автоматическое восстановление соединений при смене сетей с LTE на ППР и обратно.
Терминальные устройства для комплексного оснащения
Еще одна составляющая часть конвергентной экосистемы – это терминалы. Hytera как производитель комплексных решений имеет в своей линейке продуктов полный спектр абонентских устройств для обеспечения работы в комбинированных сетях:
Вызовы и перспективы развития
Основным вызовом для развертывания частных сетей в России остается отсутствие выделенных частот для промышленных предприятий. В настоящее время реализация проектов pLTE возможна преимущественно в партнерстве с операторами "большой четверки", которые предоставляют свой частотный ресурс.
Перспективным направлением является выделение части диапазона 5G 4,4-5,0 ГГц (n79) непосредственно для промышленных предприятий, что откроет путь к развертыванию полноценных изолированных сетей 5G SA. Развитие конвергентных решений тесно связано с эволюцией стандартов 3GPP, в частности с реализацией возможностей Release 16-17 для критической связи в 5G и внедрением Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) [1] как замены сетям GSM-R на базе 5G.
Заключение
Конвергентные решения Hytera представляют собой не простое совмещение разнородных сетей, а глубокую интеграцию на архитектурном, сервисном и управленческом уровнях. Основные преимущества такого подхода включают сохранение инвестиций в существующую ППР-инфраструктуру, постепенную эволюцию к широкополосным сервисам без потери надежности, создание единого пространства для всех видов коммуникаций, а также повышение операционной эффективности за счет унификации управления. Опыт внедрения таких систем на промышленных предприятиях демонстрирует их высокую эффективность, особенно в условиях, когда надежная связь является критически важной для безопасности и операционной деятельности. Дальнейшее развитие конвергентных решений будет связано с преодолением регуляторных барьеров и внедрением новых возможностей стандартов 3GPP Release 16+.
Литература
Тихвинский В.О., Портной С.Л., Сивицкий П.А., Тихонюк А.И. Эволюция технологий сети FRMCS в релизах 3GPP: вызовы и перспективы // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2023. № 2. С. 56–64.
сети связи
нового поколения:
архитектурные принципы
и реализация глубокой интеграции
ППР и LTE
А.Ю.Перепилицын, главный инженер проекта, заместитель начальника отдела инженерной поддержки продаж "ЛЕО ТЕЛЕКОМ" / a.perepilitsyn@leo.ru
УДК 621.396.2, DOI: 10.22184/2070-8963.2025.130.6.18.21
Рассматриваются современные подходы к построению конвергентных сетей связи, объединяющих надежность традиционных систем профессиональной подвижной радиосвязи и широкополосные возможности технологий LTE/5G. На примере решений компании Hytera анализируются архитектурные особенности, механизмы сквозной интеграции и практические аспекты внедрения таких систем на промышленных предприятиях. Особое внимание уделяется технологическим аспектам совмещения разнородных сетей, обеспечения беспрерывной связи и создания единого коммуникационного пространства для критически важных служб.
Введение
Цифровая трансформация промышленности предъявляет новые требования к телекоммуникационной инфраструктуре. Запросы заказчиков эволюционируют от простой голосовой связи к комплексным решениям, включающим видеонаблюдение с аналитикой, телеметрию, автоматизацию технологических процессов и концепцию "цифрового сотрудника". Однако на многих предприятиях уже развернуты и успешно эксплуатируются узкополосные системы профессиональной подвижной радиосвязи (ППР, в англоязычной литературе PMR) – TETRA, DMR, – представляющие собой "золотой стандарт" надежной оперативной связи. "ЛЕО ТЕЛЕКОМ", как современный системный интегратор, давно определил для себя задачу не заменять, а органично дополнять и объединять эти системы в единую, унифицированную среду. Таким решением являются конвергентные сети на базе оборудования Hytera, которое мы используем в своих проектах начиная с 2013 года.
Компания Hytera, являясь признанным лидером рынка профессиональной связи, разработала комплексный архитектурный подход к глубокой интеграции различных технологий связи в единую инфраструктуру. Предлагаемое решение позволяет преодолеть традиционное противопоставление "надежность ППР против скорости LTE", обеспечивая синергетический эффект от использования преимуществ обеих технологий.
Конвергенция как идеология: от изолированных систем к единой экосистеме
Традиционно сети ППР и pLTE существовали параллельно, что приводило к росту затрат на эксплуатацию, необходимости работы с разными диспетчерскими пультами и сложностям в координации сотрудников.
Конвергентный подход Hytera предполагает архитектурное объединение различных стандартов связи (TETRA, DMR, LTE, 5G) в рамках единой платформы управления. Это позволяет:
- интегрировать голосовую связь: объединить групповые вызовы PTT из сетей ППР и LTE в общие динамические группы с единой иерархией
приоритетов;
- добавить широкополосные сервисы: использовать pLTE как транспорт для видеонаблюдения, видеоаналитики (контроль СИЗ, опасных зон, технологических процессов), передачи телеметрии и данных с датчиков АСУ ТП;
- обеспечить единое управление: администрировать абонентов, терминалы и сервисы через общую систему диспетчеризации и платформу управления (Smart MDM).
Архитектурные основы конвергентного решения
Основой конвергентного решения Hytera выступает ядро (EPC – Evolved Packet Core), поддерживающее одновременную работу с сетями LTE и 5G в режимах как standalone, так и non-standalone. В отличие от изолированных систем, данное ядро обеспечивает единую базу абонентов (UDM/HSS) для всех типов сетей (ППР, LTE, 5G), общую политику управления QoS (PCF) с поддержкой сетевых срезов, а также интегрированную маршрутизацию трафика (UPF) с возможностью обработки на границе сети (MEC).
Ключевым преимуществом архитектуры является реализация принципа NF Pooling (Network Function Pooling), позволяющего объединять вычислительные ресурсы для нескольких сетевых функций. Это обеспечивает горизонтальное масштабирование и повышенную отказоустойчивость за счет механизмов локального и географического резервирования.
Для бесшовного объединения разнородных сетей применяются современные технологические механизмы, включая Radio over IP (RoIP) для передачи голосового трафика ППР через IP-инфраструктуру LTE/5G, мультирежимные шлюзы (MPUC/VPUC), обеспечивающие подключение аналоговых, DMR- и TETRA-терминалов к ядру EPC, а также единую систему диспетчеризации SmartOne с общим интерфейсом для управления абонентами всех типов сетей.
Поскольку Hytera производит полный спектр оборудования для построения конвергентных сетей – ППР, LTE/5G, и само ядро, это позволяет строить моновендорные сети с максимальной эффективностью взаимодействия компонентов.
Технологические аспекты глубокой интеграции
Центральным элементом конвергенции является объединение ключевых элементов, таких как Mission Critical Push-to-Talk (MCPTT) с сетями ППР, реализованное в соответствии со стандартами 3GPP Release 14+. В отличие от обычного PoC (Push-to-Talk over Cellular), MCPTT в решениях Hytera обеспечивает прямую интеграцию с ядром сети, что позволяет выстраивать сложные иерархии приоритетов, сквозное шифрование голосового трафика и сигнализации, автоматическое переключение между сетями LTE и ППР при потере покрытия, а также поддержку групповых вызовов с участием абонентов разных сетей.
Платформа SmartOne обеспечивает унифицированное управление всеми ресурсами связи, включая визуальное отображение абонентов и групп на электронной карте, создание динамических групп по различным критериям (местоположение, функция), интеграцию с системами видеонаблюдения (CCTV) и видеоаналитики, а также запись и воспроизведение мультимедийных данных.
Для критически важных применений реализованы специальные механизмы обеспечения надежности, включая Isolated Operation for Public Safety (IOPS) – возможность работы базовых станций в автономном режиме при разрыве связи с ядром сети, географическое резервирование с репликацией критических компонентов в разных дата-центрах, а также автоматическое восстановление соединений при смене сетей с LTE на ППР и обратно.
Терминальные устройства для комплексного оснащения
Еще одна составляющая часть конвергентной экосистемы – это терминалы. Hytera как производитель комплексных решений имеет в своей линейке продуктов полный спектр абонентских устройств для обеспечения работы в комбинированных сетях:
- PoC/MCPTT-терминалы – портативные и автомобильные радиостанции для работы в сетях LTE;
- персональные видеорегистраторы – функциональные носимые камеры с возможностью передачи видео в реальном времени и голосовой связью по PTT;
- мультирежимные терминалы – устройства, способные работать как в сетях TETRA/DMR, так и в pLTE, обеспечивая бесшовный роуминг между технологиями.
Вызовы и перспективы развития
Основным вызовом для развертывания частных сетей в России остается отсутствие выделенных частот для промышленных предприятий. В настоящее время реализация проектов pLTE возможна преимущественно в партнерстве с операторами "большой четверки", которые предоставляют свой частотный ресурс.
Перспективным направлением является выделение части диапазона 5G 4,4-5,0 ГГц (n79) непосредственно для промышленных предприятий, что откроет путь к развертыванию полноценных изолированных сетей 5G SA. Развитие конвергентных решений тесно связано с эволюцией стандартов 3GPP, в частности с реализацией возможностей Release 16-17 для критической связи в 5G и внедрением Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) [1] как замены сетям GSM-R на базе 5G.
Заключение
Конвергентные решения Hytera представляют собой не простое совмещение разнородных сетей, а глубокую интеграцию на архитектурном, сервисном и управленческом уровнях. Основные преимущества такого подхода включают сохранение инвестиций в существующую ППР-инфраструктуру, постепенную эволюцию к широкополосным сервисам без потери надежности, создание единого пространства для всех видов коммуникаций, а также повышение операционной эффективности за счет унификации управления. Опыт внедрения таких систем на промышленных предприятиях демонстрирует их высокую эффективность, особенно в условиях, когда надежная связь является критически важной для безопасности и операционной деятельности. Дальнейшее развитие конвергентных решений будет связано с преодолением регуляторных барьеров и внедрением новых возможностей стандартов 3GPP Release 16+.
Литература
Тихвинский В.О., Портной С.Л., Сивицкий П.А., Тихонюк А.И. Эволюция технологий сети FRMCS в релизах 3GPP: вызовы и перспективы // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2023. № 2. С. 56–64.
Отзывы читателей
