主页（http://www.pttcn.net）：集群通信之双城记 提起移动通信，大部分人首先想到的是手机和GSM、GPRS以及CDMA网络，事实上，在这些网络以及手机终端大规模普及之前，移动通讯已经广泛的应用于社会生活和经济建设之中。步话机又称无线对讲机，这一曾经并且现在还正广泛应用于公安、铁道、水利、市政、交通、建筑、抢险救灾等专业部门的通信设备就是我们身边的另一个庞大的移动网络的终端，而支持这些终端设备稳定运行的就是被称为集群通信的专业移动通信网络。与公众通信相比，数字集群通信具有快速接入、组呼、调度、强插、强拆、脱网工作等功能，能够满足专业集团用户在现代经济环境下的特殊通讯需求。目前，集群通信业务应用于警察、消防、煤气、电力、邮政、石化等行业。与为人所熟悉的GSM、GPRS、CDMA等公共移动通信网络不同，集群通信系统所具有的全部可用信道都可为通信网络系统内的全体用户共享，集群通信系统是多个用户（部门、群体）共享一组无线信道，并动态地使用这些信道的专用移动通信系统，它是一个共享资料、费用、共享信道及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。具有群组调度功能则是集群通信与公共移动通信的最大差别，而这个功能正好满足了公安警务、交通管理、医疗急救、抗洪救灾、铁路航空、水利石化等行业之中在日常管理、执行各种关键任务、处理突发和紧急事件时对移动通信的需求。 与其他移动通信系统相同的是，集群通信也需要占用频段资源，1992年1月30日，原国家无线电管理委员会发布了“800兆赫无线集群通信系统频率使用管理暂行规定”，即国无管（1992）3号文，拉开了中国集群系统发展的序幕。1993年中国电信业放松管制，包括800MHz集群业务在内的一批电信业务开始放开，允许社会资金进行投资，模拟集群通信系统在中国各地普遍建设起来，许多在应用上有需求的单位都建设了自己的集群专网。 随着模拟集群通信的应用越来越多，技术本身的一些先天不足也逐渐浮现出来，一方面是覆盖范围和负载量有限，难以适应大型活动的需要；另一方面，在模拟技术条件下，消防和公安等不同部门因为谁都不希望自己的通话内容被其它部门听到，因此不能使用同一系统，结果造成了公安、交通、消防、安全等几乎每一个需要集群调度的部门都建立了自己的系统，任何一个系统覆盖范围都不大，负载量也有限；最为重要的是，目前频率资源的紧张已是不容乐观的事实。根据各地无线电管理委员会的报告显示未被分配的频率资源已所剩不多，而要求建网的需求却有增无减。因此联合建网、组建大型集群通信共网是解决这一矛盾的最佳途径。另外有资料显示，目前对外经营的集群运营单位不下150家，所有的系统容量相加超过20万，但实际使用的用户数不超过15%。一方面是频率资源的紧缺，而另一方面却是频率资源的极大浪费，为了缓解这些模拟集群网络所无法克服的问题，建立数字集群通信的公共网络成了一个唯一的解决办法。 数字集群系统将集语音调度、市话互联、数据传输、短消息收发等功能于一体，满足了不同用户的不同需求，在技术上和系统容量上又满足了大型共网的建设要求，同时也只有大型共网才能充分发挥出数字集群的各方面功能和特点。但数字网络需要的投资规模很大，相对于投资有限的模拟网络，许多应用企业都是心有意而力不足。但信息产业部无线电管理委员会的一纸命令给数字集群带来了迅猛发展的契机。 518文件开辟数字集群出路 2001年国家无线电管理委员会发布了信息产业部无［2001］518号文— “关于800MHz集群频率使用管理有关事宜的通知”，对1992年1月发布的国无管理［1992］3号文“800兆赫无线集群通信系统频率使用暂行规定”进行了重大修订：首先停止对800MHz模拟集群系统再指配频率，并指明目前尚未使用或已投入使用但每个频道的平均用户未达到70个属台的模拟集群网在2001年12月31日前由原先指配的无线电管理机构收回其全部或部分使用频率；已投入使用、运行较好且每个频道的平均用户超过70个属台的模拟集群网，原则上可继续使用至2005年12月31日。并强调指出800HMz数字集群通信系统频率规划时对具有专用集群通信业务需求的行业和部门，应尽量利用虚拟专网技术加入数字集群共网。至此，数字集群通信上网的大规模建设时期拉开帷幕。 从时间上看，数字集群技术从20世纪90年代中期在全球范围内兴起，到目前共有7种不同类别的技术，主要包括1995年由ETSI（欧洲电信委员会）组织制定的TETRA（Terrestrial Trunked Radio）技术（诺基亚公司和摩托罗拉公司是此项技术标准的创立者和推进者）；以色列的FHMA技术；摩托罗拉公司的iDEN技术；美国警察部门用的APCO25技术等。而考虑到国际数字集群通讯领域的发展，信息产业部早在2000年12月28日就确定将TETRA(陆地集群无线通信)和iDEN(集成数字增强型网络)定为中国数字集群移动通信系统体制电子行业的推荐标准，TETRA和iDEN也从此成为中国数字集群业的两种国家标准。 标准对局 TETRA标准发源于欧洲，是欧洲电信标准协会（ETSI）推荐的一种基于数字时分多址（TDMA）的无线通信技术标准，专为满足专业无线用户的需要而设计，特别适合在政府和商业领域的专网使用。TETRA的主要优点是可以在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输及电话服务，因此仅通过一套系统就可以满足一个组织的多种无线通信需求。除此之外，由于TETRA是一种数字式标准，所以支持广域通信覆盖，传送的话音十分清晰。TETRA系统最初是专为欧洲安全部门开发的数字集群专网，在调度功能上是比较完善，特别适合军事部门、安全和执法部门的专网通信需求。而目前，全球TETRA系统的主要设备提供商有三家，他们分别是美国摩托罗拉公司的Dimetra系统、意大利马可尼公司的ELETTRA系统和芬兰诺机亚公司相应的TETRA数字集群系统。1996年3月摩托罗拉公司在英国新泽西州安装了全球第一套TETRA系统，1997年6月开通全世界第一套实际运营的多站的TETRA实际系统，供新泽西州紧急服务机构讲行评估。自1996年开始实验以来，新泽西州已有多个服务部门如警察、消防、救护及海滩救援等接入了系统，该系统克服了该州复杂的地形带来的巨大挑战，成功构建了一个覆盖全州绝大部分地区，跨越多个不同部门的先进通信网络。 诺基亚公司集群部亚太及中国区总监金努恩认为，从系统本身说TETRA有四大优势。首先是公开性，TETRA是一个开放的标准，保证任何企业都可以进行系统终端和软件的研发，这就意味着各个企业都可以进入这个领域，开发产品，从而促成了竞争的出现，在保证好的产品质量的同时，又降低了价格；第二，TETRA能提供很多特殊的技术功能，包括虚拟专网（VPN）、编队特定功能号（FSSN）、用户分级和优先接入等。在诺基亚的TETRA解决方案中，通过虚拟专网已经实现了数百个不同用户机构共享同一通信平台，而用户使用的感觉仍像在独立的专网中通信一样。同时系统还允许用户机构管理自己内部的通信组，并在需要的时候方便地连接系统中的其它用户。第三，特定的安全使用功能。TETRA系统设计之初就保证了如果某一个组件发生问题，系统仍然正常运转。在系统中，一个交换机连接很多基站，一个基站又连接很多终端，如果使用过程中交换机被毁坏，每一个基站仍然可以独立运行，如果基站被毁了，不同终端之间还可以通过DMO直通模式，直接对讲。这是TETRA系统与GSM及其它数字集群通信系统的最大区别，GSM或其它数字集群系统只要被搞掉其中的一个部件，整个系统就瘫痪。第四是特定的保密功能。TETRA系统鉴权等级严密，网络安全性高；而且加密方式灵活，有空中接口加密和端到端加密，还可以根据需要对链路进行加密，安全性大大提高，便于有关通信方表述机密信息。 与TETRA标准成员众多且具有多家厂商支持的态势不同，中国数字集群的另一个标准iDEN是摩托罗拉公司的独家技术, 它采用时分多址（TDMA）技术，结合高效调制技术，可以透过单一网络在一部手机上提供四种不同的通信服务。简而言之，iDEN是一套专为移动商务应用而设计的综合数字无线通讯解决方案，它的终端产品可以将数字电话、双向对讲机、短信息服务、无线分组数据服务和无线互联网4种功能集于一身， iDEN网络的“四合一”的通信服务特别适合那些员工流动、通信需求密集的行业，如旅游业、服务业、建筑业和交通行业等。 集群应用进行时 由于TETRA与iDEN两套数字集群系统的基本功能相似，孰优孰劣是在应用中经常会被涉及的问题。从表面上看，TETRA系统相对于iDEN系统存在的五个优点，即TETRA有脱网直通工作模式，可以提供话音加数据两种业务，可以提供虚拟专用网服务，具有动态重组和加密功能。基于这些优点，不少TETRA系统提供商一再强调TETRA不仅适合于作集群通信专网，也可以用于共网的建设，但认真考察不难发现，正是TETRA与iDEN两套数字集群系统在技术和性能上的差异才决定他们分别在面对不同行业的应用上具有各自的独特优势。 首先，脱网直通工作是军事、安全部门使用专网时强调的功能，对于共网系统而言，既没有必要也不能为共网运营商带来收入，所以iDEN系统没有设计脱网直通功能。其次，实际上话音和数据两种业务在所有数字集群通信系统都有，iDEN系统中就专门配置有MPS（主分组交换机）来传输数据。第三，虚拟专用网服务是数字集群通信本身具有的一个特点，它不是TETRA系统特有的，其它通信系统包括iDEN系统都具有同样的功能。第四，动态重组确实是TETRA具备而iDEN没有的功能，不过这个功能同样是对专网有用处的，对于共网而言则没有必要。最后，TETRA系统加密方面确实有独到之处，它具有鉴权、空中接口加密和端对端加密三种安全措施，其中后两种加密方式是iDEN所不具备的。但中国需要使用加密方式的用户，如政府和军事部门的用户，肯定不可能直接使用国外公司提供的加密设施。 虽然，从功能上讲，TETRA和iDEN两套数字集群系统的差别并不很大，但在应用上，他们还是各有侧重的。世界上第一套TETRA系统是专为欧洲国家的公共安全机构而设计的，这决定了TETRA系统更适合于重大任务的通讯保障，可靠性和高性能是这一系统的特点，它的对象则是诸如公安、铁路等需要系统高度可靠的专业用户，国内第一个800兆TETRA商用合同也是与广州地铁签定的。 政府共网也是TETRA系统的一个重要应用领域，它通过对公安、消防、急救、抢险等政府各职能部门原来各自分立、互不相通的指挥系统加以整合，形成了一个以城市管理机构为中枢并面向各职能部门提供服务的统一的、综合的通信指挥调度系统。相对于传统的通信指挥方案，政府共网具有两大优势：一是实现了各部门之间指挥调度的互联互通，令社会资源高度集成全面共享；二是它采用先进的数字技术，不仅可以进行清晰的话音通讯，而且可以高速传输文本和图象信息，甚至访问互联网，从而提高了政府部门通信指挥的效能。在2001年11月，广西南宁城市应急联动系统正式投入使用，这套系统将110报警台、119火警、120急救、122交通事故报警以及12345市长公开电话纳入统一的指挥调度。由于建立了统一的指挥调度平台，不同警种之间的配合得到了加强，政府部门对一些特殊、突发、应急和重要事件能做出有序、快速和高效的反应。 除了政府部门，包括市政建设、公共事业（自来水、煤气、公交）、物流、银行在内的15个行业都对集群通信有需求，但这些行业中的企业却无力承担建设数字集群网络的巨额投资，由于实现了巨额建设成本的分摊与频率资源的有效利用，数字集群商业共网能够以适当的价格为企业提供强大的通信指挥调度服务，因而成为市场的必然选择。 作为目前国内最为成功的数字集群商业共网，采用了iDEN系统的上海联通国脉公司的二期工程将在今年10月建成，届时该系统将具有40个基站、5万用户容量。而根据联通国脉在2001年5月做的数字集群通信用户市场调查，到2005年，潜在的客户会有18万到20万，实际交费用户大约占1/4，因此，国脉预计6年即可收回整个系统高达1.6亿的投资。 事实上，数字集群业务在中国还处于从市场导入期向高速成长期的爬升阶段，根据现在全球集群通信用户占全部移动通信用户10%的市场比例计算，乐观估计到2005年中国数字集群通信市场的的用户可能达到400万，集群通信产业总值将达到100亿美元，而信息产业部更在近期预测这一市场10年后的规模将是40亿美元。 (中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
