对集群通信系统发展中问题的思考集群通信系统在中国的发展走过了二十多年,这在通信技术的发展中只是瞬间,但从市场应用的角度看,二十多年足足是一个新的技术起步,成熟,甚至被取代的周期。
近几年来针对集群通信方面进行多个专题的讨论,从模拟到数字,从共用专网到专用专网,从体制标准到技术创新,从企业研发到市场应用,从社会需求到应急联动通信。
但是通过这些讨论个人感觉在集群通信方面的概念和应用存在一些问题,本文就对集群通信系统发展中的一些问题进行了思考。
集群通信的概念许多文章和将集群通信系统的概念与使用方式混在一起来讲,使得人们以为采用PTT(Push To Talk), 以一按即通的方式接续,被叫无需摘机即可接听,并能支持群组呼叫等功能,并且用户具有不同的优先等级和特殊功能,通信时可以一呼百应,就是集群通信。
甚至有的公司为了宣传它的系统和设备好,称它的系统可做到一呼万应,就是集群通信,比在成语中的“一呼百应”还要高出100倍。
这种商业上的操作其实都是“哗众取宠”。
集群通信不是一键通! 那么什么是集群?国际上对专用移动通信有几个定义,PMR、PAMR和TRUNKING。
PMR是Private Mobile Radio的缩写,也有是ProfessionalMobile Radio的缩写,前者是“私密移动无线电”的意思,后者是“专业移动无线电”的意思,但总的意思是相同的,是指专用移动通信。
PAMR则是Public Access Mobile RAdio的缩写,意思是“公众接入移动无线电”是指公用移动通信。
但PMR和PAMR是泛指整个专用移动通信,并不只指集群通信。
其实集群通信是从Trunking或Trunked来的。
实际上Trunking或Trunked的本意为中继或干线。
为了避免与译为中继的Repeater的混淆,我国的移动通信专家确定把Trunking或Tr unked译成集群。
集群通信是专用指挥调度系统这一点大家都是共识的、肯定的。
集群通信系统是共享资源、分担费用、向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度指挥系统。
对于指挥调度功能要求较高的企、事业、工矿、油田、农场、公安、武警以及军队等部门都十分适用,集群通信采用单工或半双工方式,要求接续时间小于500毫秒,具有调度级别控制等。
同时对于集群通信还提出了传输集群、准传输集群和信息集群的定义。
随着集群通信的发展和用户的需求,集群通信也从原来的模拟集群向数字集群过渡。
但这种过度并不是简单的将原来的模拟话音转换为数字话音和提供数据传输功能就可以称为数字集群了。
其实,综观国际上提出的数字集群来看,数字集群的标准都是围绕着用户的需求而发展起来和提出的。
首先要具有原来模拟集群所具备的性能指标和功能,同时还要有根据用户新的需求提出的新的业务功能,比如说数据传输和脱网功能。
对于数据传输没有太大的要求,这也是因为,集群通信主要是应用在调度指挥,还是以话音通信为主,当然,如果数据传输功能强大当然更好。
但对于脱网功能就要求比较大一些了,因为往往用户在一些应急调度指挥中所处的地区没有系统,那么如果用户的终端能够提供脱网功能,并且不是简单的对讲,例如说TETRA就可以脱离系统通过终端自主组网、MPT1327模拟集群终端可以通过中转台组网,那就可以满足基本的现场调度指挥了。
国内外集群通信发展现状集群通信作为移动通信中很重要的一个分支,长期以来在我国社会生产的各个方面起到了不容忽视的通信枢纽作用,如今正经历着由模拟集群技术向数字集群技术发展的重要转变过程。
在国外,集群通信的数字化发展已经得到共识,很多国家相继开始推广应用数字集群通信系统,这从国际主流的两大数字集群技术体制TETRA和iDEN的发展情况可见一斑。
TETRA系统被欧洲和欧洲自由贸易地域的大部分国家采用,在美国、亚太地区,澳大利亚、新西兰和新加坡以及香港地区也有不少的应用,日本的ARIB已经决定将TETRA作为它的下一代数字集群移动通信系统的技术,到目前为止,全世界范围内已经签署了90多个TETRA的合同,合同总价值达到25亿美元。
iDEN系统则在美国得到了大量的应用,后又相继在北美、南美及亚洲的十三个国家进行了商用,目前,该系统的全球用户数约1000多万,覆盖的区域遍及亚洲的日本、韩国、菲律宾、新加坡、关岛、以色列以及南北美洲的美国、加拿大、墨西哥、哥伦比亚、巴西、阿根廷和秘鲁等国家。
在国内,现有的集群通信多数为模拟系统,但随着最近两年数字集群的兴起,国内一些发达城市已经先后建有数字集群系统。
目前已经建成和投入使用的数字集群通信网主要有:北京市数字集群无线政务网、上海市公安局、天津市水利局、天津市安全局、广州市地铁、深圳地铁、北京轻轨、秦皇岛至沈阳铁路线等的集群调度系统。
此外,国内还有许多行业、部门、单位有使用数字集群通信的需求。
发展数字集群需要考虑的主要因素从目前国内外的集群通信应用趋势看来,数字集群是集群通信发展的必然方向,但模拟集群向数字集群转化的过程中也存在许多问题需要解决。
数字集群建设要按照满足用户需求建设为主,提高集群专用频段频率的经济效益的路线发展,先要搞清楚以下几个主要方面的问题:1.数字集群通信应该走共网为主,专网为辅的发展路线过去建设的模拟集群通信系统绝大部分都是采用专网形式,且各自的频率复用性很差,因而造成了频率利用率低下、重复建设严重等现象,以至于集群通信频率只能服务于少数用户,而将更多的用户拒之门外。
虽然数字集群技术在频率利用率方面已经有了较大的提高,但如果仍然允许各部门随意自行组网的话,频率的使用效率仍然得不到质的提高,因而应该让有相同覆盖目标和相同使用需求的用户尽可能共用频率资源和网络设施,以期达到提高频率利用率和节省投资建设的目的。
不过部分有特殊情况的集群通信专网也将同样不可避免会继续存在下去。
这是因为有些集群通信用户确实有特殊的需求,例如化工生产基地对通信系统有防爆要求,地铁交通部门以及机场等对通信可靠性要求极高,还有一些覆盖范围独立且内部通话量大的用户都可能需要专门服务的集群通信系统。
因此,集群通信专网也有其一定的应用场合,不可完全废弃,而应成为辅助手段与集群通信共网长期共存下去。
2.集群通信共网集群通信共网是一种相对比较理想的组网模式,能够有效的提高频率的利用率和节省投资成本,特别适用于那些覆盖范围相似,用户数量又不多的使用单位。
但是建设共网首先需要大量的频率,而从目前的频率占用现状来看,在集群通信应用较多的城市不可能一下子腾出那么多的频率。
其次,即使频率问题顺利解决了,建设共网也需要一个比较长期的建设周期,共网建设涉及面比专网建设要大得多,牵扯到各方的利益问题,且网络复杂度也是制约因素之一,因此共网建设是一个需要用长远眼光进行对待的问题。
3.集群通信用户群分类在我国,集群通信系统最初的用户是政府和军队部门,随着上世纪90年代中期国家开放集群通信网络运营后,许多非政府部门的工厂、运输等企业也纷纷建设起了集群通信系统,甚至还出现了一些专门运营集群通信网的专业运营企业,集群通信的用户群呈现出一种多元化的发展局面。
在多元化的用户群格局下,虽然数字集群的发展共识是走共网建设的路线,但也不是所有类型的用户都应该容纳进一个共网平台。
由于集群用户群的多样性,应该先将用户群进行分类。
按照用户对信息的保密性要求来分,集群通信用户群可分为:政府型用户和企事业型用户。
(1)政府型用户对通信信息保密性要求很高,信息系统中含有许多国家机密资料,特别是公安、国安部门等要求在信息网上实现数传信息资料的部门,更是要求信息资料能够做到完全的保密,因此其信息网要求与外界隔离。
这类用户通常是隶属于政府部门的行政职能单位,包括公安部门、消防部门、国家安全部门、交通指挥部门、三防水利、民防办等政府应急部门。
(2)企事业型专网用户这类用户对通信信息的保密性要求不高,通信信息资料基本上是用于日常工作调度的普通信息,且网络覆盖局限在某一较小区域,对通信设备使用功能有特殊要求,其通信调度保障工作和整个企业的生产运营情况关系紧密,发生通信事故时造成安全或生产责任可能特别重大,以至于基础通信运营企业无法满足其要求或不愿意承担其风险,如对集群通信有防爆要求的石化、矿山用户、对通信安全有特殊要求的轨道交通、地铁、港口码头等用户。
(3)企事业型商用集群共网用户这类用户对通信信息的保密性要求不高,通信信息资料基本上是用于日常工作调度的普通信息,且对网络覆盖以及通信设备使用功能无特殊要求,例如一些运输物流公司、大型企事业单位、大型物业管理公司等。
4.各类用户群适用的集群网类型综上所述,整个集群通信用户群可以大致分为三类:政府型用户、企事业型专网用户、企事业型商用集群共网用户。
这三类用户对集群系统的要求各不相同,例如政府型用户和商用集群共网用户都需要建设覆盖范围很广,系统容量相当大的共网平台,但政府型用户的信息资料需要严格的保密,虽然有些集群系统能够做到信息加密,但如果和一般的商用集群共网用户共用网络的话,终究还是有可能发生信息资料泄密,造成严重的后果,因此这两类用户最好还是分开组网,政府型用户合起来建立城市应急联动网络,商用集群共网用户加入商用集群通信共网。
专网用户由于一些特殊原因,需要自行组建集群专网,其覆盖范围一般要求以大区制为主。
由上分析可知,今后可能存在的数字集群通信网络有城市应急联动网络、集群专网和商用集群共网三种,这三种集群网络所服务的用户群是不一样的,对集群通信系统的要求也各有不同,因此选择何种数字集群系统的原则也有所不同。
首先在选择数字集群系统时通常会考虑的一些重要因素。
假设没有使用频率方面的问题时,投资方在选择采取何种集群制式的系统时,主要考虑以下三个方面:(1)系统性能,包括产品技术应用成熟度、提供业务的能力、终端设备的操作性能;(2)系统投资;(3)个性化服务,包括产品的售后服务、技术支持等其次,不同集群网络在其它一些方面也会有很大差异,例如系统服务的对象、建设投资方、系统所追求的效益等,因此在选择数字集群通信系统的时候所侧重的考虑因素也是不同的,虽然集群通信最终的发展方向是全面实现数字化,现有的模拟集群系统肯定会逐渐退出使用,但要其完全退出使用却还需要一段时间。
根据对实际的模拟集群建设单位调研的结果显示,模拟集群调度业务已经和各集群使用单位的日常工作生产密不可分了,在没有找到合适的替代通信工具之前,完全不使用模拟集群通信几乎是不可能的。
这就决定了模拟集群占用的频率不可能在短时间内全部退回,尤其是在一些比较发达的城市,如广州、深圳等地,模拟集群频率使用量还很大,所需要的时间可能更长,因此数字集群的发展不可能等到模拟集群的频率完全退出后才开始,建设数字集群和模拟集群的退出应该是一个同步进行的过程。