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第一网络:公共安全无线的第三维度
第一网络:公共安全无线
第三维度?你在说什么?在过去的几年里，我们不断变化的公共安全无线领域已经从陆地移动无线电(LMR)的单一维度发展到我们今天看到的三个维度:
- LMR-传统的窄带设备，如对讲机和急救人员携带的设备，在150、450和800兆赫商用频谱上运行。自20世纪30年代以来，公共安全一直以LMR为基础，当时汽车广播和公共安全网络首次开创。大多数LMR系统的3khz宽语音服务限制已被认为是更先进服务的障碍，这将使急救人员和他们所服务的社区受益。
- FirstNet LTE-可互操作的LTE基础设施，适用于公共安全使用，并由9/11委员会首次推荐。
- 公共LTE-流动营办商向公众提供的商用长期电讯基建设施。FCC关于E-911服务的第四次报告和命令(2015年1月)明确为公共安全对公共LTE网络增加了更多要求。具体来说，委员会要求将E-911呼叫者的位置报告到“GPS拒绝”区域(通常在室内)50米范围内的解决方案，使第一响应者能够定位并为他们提供服务，并将其内置到公共网络中。
什么是FirstNet LTE?
FirstNet有许多驱动因素，但核心是希望为第一响应者带来高可用性、创新和救生的宽带服务能力。由于关键的业务需求，人们发现公共LTE缺乏可靠地支持公共安全的能力。
能力差距:
- 先发制人:2001年9月11日，当纽约世贸中心倒塌时，由于安装在这些建筑物中的基站和中继器丢失，LMR服务被取消。而且，由于网络被用户流量堵塞，急救人员无法使用蜂窝网络作为替代方案。
- 服务可用性:在许多办公大楼内，手机服务可能不存在或很容易中断。
- 地点:大楼内的急救人员在哪里?需要用于大规模射击和主动射击的情况。
- 创新:iOS、Android和宽带LTE服务为所有类型的机构带来了重大的创新可能性。为了使用这些平台作为第一响应者，底层网络必须始终存在。
FirstNet架构旨在全面解决公共LTE网络的空白，以提高LTE的可用性和能力，以满足公共安全所需的标准。AT&T被选中建设和管理FirstNet网络(2017年3月)，正在做主要工作以满足架构要求。
以下是FirstNet LTE网络增强功能的简要概述:
核心网络- FirstNet在独立的国家演进分组核心(EPC)网络上运行。这为急救人员提供了他们的私人基础设施。这促进了按地区、机构和角色创建分组的能力，这些分组很难分层到目前的公共LTE核心上。FirstNet被宣传为公共陆地移动网络(PLMN) 313-100。
光谱-为了公共安全，在美国各地分配了700MHz的频段14。由于覆盖/容量问题、正在使用的频谱、非band 14手机和其他因素，AT&T正在一个地区的其他可用频谱上宣传FirstNet。这种方法在2018年初在Reddit上得到了证实，FirstNet等效的PLMN出现在AT&T频段以外的LTE消息传递中。这允许在Band 14基础设施可用之前将FirstNet设备配置到FirstNet网络的EPC上。此外，由于购买所有新移动设备的成本对大多数机构来说过高，因此这使得不具备Band 14能力的旧设备能够参与FirstNet基础设施。
抢占-在本地或区域性紧急情况下，蜂窝网络因流量过大而瘫痪。由于网络有技术(一个小区有有限的资源)和业务(没有ROI)容量限制，FirstNet参与者必须领导开发一种策略，为第一响应者优先考虑网络访问。这种策略被称为“无情的先发制人”。好消息是，大多数变化都是在软件方面，因此不需要新的手机或基站。FirstNet SIM卡应该是唯一的要求，因为网络将识别启用FirstNet的设备配置文件并正确处理它。优先购买权到底是做什么的?简而言之，碰巧连接到Band 14基站的普通用户会被许多方法抢占:从蜂窝转移、断开连接、拒绝服务、遭受资源减少或被禁止。此抢占清除受紧急情况影响的Band 14小区，以便第一响应者获得最佳可用服务。
手机和基站使用五个参数集来控制手机及其机载应用程序在拥挤的蜂窝中的处理方式:
- 访问级别-正常，高优先级，紧急
- 分配和保留优先级-承载流的优先级
- 抢占能力/漏洞指标-可移动的抢占能力或被抢占能力
- QCI -用于端到端QoS/CoS的正常LTE信令标记
- 比特率参数-不同的移动使用/应用程序获得适当的容量
FirstNet LTE在室内意味着什么?
因此，如果我们考虑到目前为止关于FirstNet的所有讨论，这将如何影响我们这些在办公楼、校园或场所支持蜂窝部署的人?
对于使用DAS基础设施的信号分发，无论是公共安全还是蜂窝，都需要决定是否支持Band 14。如果前端和遥控器不支持Band 14，供应商是否有或计划提供?如果是这样，整个项目的总成本将是多少，为Band 14支持升级?在某些情况下，Band 14的小蜂窝覆盖将是更具成本效益的解决方案，并且可以为定位服务带来额外的好处。
在DAS的前端，将需要一个带14基站或小蜂窝信号源来馈送DAS。就资源消耗而言，高容量小型蜂窝是一个很好的替代完整基站的选择。例如，一个低成本的6扇区小型电池安装在一个19英寸的设备机架中占用5U(8¾”)的垂直空间，使用两个110 VAC插座，产生大约650 btu的热量。与标准基站的物理和HVAC占用空间相比，前端的小蜂窝具有优点。但无论选择哪种方式来支持Band 14，它都将是一个经过批准的系统，该系统运行的软件具有附加公共安全移动设备所需的一组抢占功能，并具有与公共LTE和FirstNet LTE的双核连接。根据建筑物的传输网络配置，可以共享现有的IP网络连接，或者安装一个额外的IP网络连接，以到达核心网络边界的AT&T FirstNet安全网关。
小单元格覆盖有自己的特点和优点。大多数提供小型蜂窝的供应商使用1Gbps以太网供电+ (PoE+)作为进入无线电的网络接口。这可以简化独立Band 14应用程序中小单元的安装。当您处于GPS屏蔽区域(小型蜂窝无法看到卫星集群)时，选择小型蜂窝需要注意的事项包括GPS布线。一些小小区不需要GPS，也不需要GPS电缆(很好)。但对于那些使用GPS的人来说，GPS电缆和信号分配可能会很快累积到一个非常大的数字(不太好)。
最后，从设计的角度来看，拥有管辖权的机构(AHJ)可能会选择在断电后的环境生存能力和/或正常运行时间方面应用额外的可用性特性。随着时间的推移，这些功能将如何应用于FirstNet设计模板将会自行整理。
总结
在这一技术发展过程中，我们看到第一响应者希望拥有与LMR传统一样强大的蜂窝宽带能力的愿望达到了顶峰。在我们的世界里，有大量的项目即将到来，这些项目将为新建筑增加14级的能力，并对旧建筑进行改造，以便有一天急救人员必须照顾我们，他们可以。
