數(shù)字集群技術(shù)發(fā)展政策研究

　　摘要：文章詳細(xì)介紹了國內(nèi)外數(shù)字集群發(fā)展及應(yīng)用情況，論述了數(shù)字集群知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，指出中國集群通信技術(shù)GoTa、GT800的誕生為中國數(shù)字集群通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章提出了一種中國共網(wǎng)數(shù)字集群通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路，認(rèn)為應(yīng)妥善處理好公網(wǎng)、共網(wǎng)、專網(wǎng)的關(guān)系，找準(zhǔn)集群通信的市場定位，在此基礎(chǔ)上積極培育集群通信市場。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字集群；共網(wǎng)；專網(wǎng)

　　移動(dòng)通信網(wǎng)分公眾移動(dòng)通信網(wǎng)與專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)兩大領(lǐng)域。專業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng)是在給定業(yè)務(wù)范圍內(nèi)，為部門、行業(yè)、集團(tuán)服務(wù)的專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，典型的應(yīng)用如應(yīng)急通信、生產(chǎn)調(diào)度和公共安全指揮系統(tǒng)等。集群通信系統(tǒng)屬于專業(yè)移動(dòng)通信，是一種高級(jí)移動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)，代表著專用移動(dòng)通信網(wǎng)的發(fā)展方向。所謂集群通信系統(tǒng)，即系統(tǒng)所具有的可用信道可為系統(tǒng)的全體用戶共用，具有自動(dòng)選擇信道功能，它是共享資源、分擔(dān)費(fèi)用、共用信道設(shè)備及服務(wù)的無線調(diào)度通信系統(tǒng)[1—3]。

　　隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，集群通信系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展為數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其頻譜利用率比模擬系統(tǒng)大為提高，且具有更大的容量。數(shù)字集群通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有：頻譜利用率高，信號(hào)抗信道衰落的能力高，保密性好，多種業(yè)務(wù)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理和控制更加有效和靈活。

　　集群通信的特點(diǎn)非常明顯，單工、半雙工為主的運(yùn)作方式是其最主要的特征。集群通信系統(tǒng)主要采用信道動(dòng)態(tài)分配方式(單工或半雙工)，并且用戶具有不同的優(yōu)先等級(jí)和特殊功能，通信時(shí)可以一呼百應(yīng)。集群通信具有快速調(diào)度、群呼、組呼、通播、直通、強(qiáng)拆、強(qiáng)插、縮位尋址、優(yōu)先呼叫、滯后進(jìn)入、環(huán)境偵聽、動(dòng)態(tài)重組、VPN組網(wǎng)等特殊功能，其中不少功能非公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)所具有。集群通信系統(tǒng)具有快速接入響應(yīng)，入網(wǎng)時(shí)間短的特點(diǎn)，一般入網(wǎng)時(shí)間僅需300～500 ms。

1 國際數(shù)字集群發(fā)展及應(yīng)用情況

　　1998年3月，國際電信聯(lián)盟(ITU)根據(jù)各國提交的集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制訂了APCO 25、Tetrapol、EDACS、TETRA、DIMRS、IDRA、FHMA等7個(gè)數(shù)字集群通信系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　這7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中：APCO 25、Tetrapol、EDACS等3個(gè)為采用頻分復(fù)用(FDMA)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，TETRA、DIMRS、IDRA等3個(gè)為采用時(shí)分復(fù)用(TDMA)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)HMA為采用跳頻多址技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　TETRA原為泛歐集群無線電系統(tǒng)，現(xiàn)已改為陸地集群無線電系統(tǒng)，是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織(ETSI)制訂的數(shù)字集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。TETRA自1995年公布以來，一直都在進(jìn)行不斷的修訂和完善，并在原有的基礎(chǔ)上增加了一些新的標(biāo)準(zhǔn)。TETRA將一個(gè)25 kHz信道從4時(shí)隙提高到8時(shí)隙，并且宣布有TAPS(TETRA Advanced Packet Service)和TEDS(TETRA Enhanced Data Service)兩種提高數(shù)據(jù)率的方式。TAPS在200 kHz帶寬內(nèi)傳輸約380 kb/s 速率的數(shù)據(jù)，但僅有數(shù)據(jù)；TEDS在25 kHz帶寬內(nèi)可傳輸比以前高1倍的數(shù)據(jù)速率，即38.4 kb/s。

　　DIMRS為摩托羅拉推出的系統(tǒng)，現(xiàn)改名為iDEN。Harmony系統(tǒng)是摩托羅拉iDEN解決方案的重要組成部分之一，是小型化的iDEN。iDEN引進(jìn)了Wide-iDEN(WiDEN)技術(shù)，以支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可將多個(gè)25 kHz的信道合并成100 kHz或150 kHz。

　　從應(yīng)用情況來看，TETRA和iDEN兩個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛。

　　TETRA在全球范圍內(nèi)取得了較大的成功，它是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)唯一認(rèn)可的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)，TETRA已被接受為中國數(shù)字集群行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在美國， TERA已作為APCO TDMA標(biāo)準(zhǔn)之一，并且俄羅斯也將把TETRA作為標(biāo)準(zhǔn)。截至2004年7月，TETRA在全球65個(gè)國家已簽署505個(gè)合同。歐洲和歐洲自由貿(mào)易地域的大部分國家已經(jīng)建設(shè)和使用TETRA系統(tǒng)。

　　iDEN系統(tǒng)于1994年在美國洛杉磯問世，經(jīng)過約3年的推廣，相繼在北美、南美及亞洲13個(gè)國家投入商業(yè)應(yīng)用。在運(yùn)營商和最終用戶反饋的基礎(chǔ)上，摩托羅拉對(duì)iDEN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了不斷改進(jìn)和完善，于1997年底進(jìn)入成熟期。iDEN在全球許多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，用戶總數(shù)已經(jīng)超過了1 000萬，覆蓋的區(qū)域遍及亞洲的日本、韓國、菲律賓、新加坡、關(guān)島、以色列以及美洲的美國、加拿大、墨西哥、哥倫比亞、巴西、阿根廷和秘魯?shù)葒�家�?

2 中國數(shù)字集群發(fā)展及應(yīng)用情況

　　從1997年開始，信息產(chǎn)業(yè)部就專門組織了數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)組來制訂中國的數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)，并于2000年12月28日發(fā)布了中國《數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)體制》標(biāo)準(zhǔn)，但這是一項(xiàng)電子行業(yè)推薦性的部頒標(biāo)準(zhǔn)，還不是國家標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)主要參照國際標(biāo)準(zhǔn)TETRA(體制A)和Motorola公司提出的美國國家標(biāo)準(zhǔn)iDEN(體制B)，確定了兩種集群通信體制。體制A面向?qū)Ｓ谜{(diào)度和共用集群通信網(wǎng)，體制B主要適用于共用集群通信網(wǎng)。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了集群通信系統(tǒng)的工作頻段為806～821 MHz/851～866 MHz，雙工頻率間隔為45 MHz。

　　從中國的應(yīng)用情況來看，TETRA和iDEN都有較快的發(fā)展。中國已建和運(yùn)營的共網(wǎng)有：福建集群電話公司的iDEN網(wǎng)、深圳運(yùn)聯(lián)通的iDEN網(wǎng)、上海聯(lián)通國脈的iDEN網(wǎng)，由北京正通網(wǎng)絡(luò)通信有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)營的“北京市數(shù)字集群無線政務(wù)網(wǎng)”(TETRA網(wǎng))第一期也已經(jīng)正式開通。中國在建和擬建的TETRA專網(wǎng)有：北京輕軌、8通線、5號(hào)線和10號(hào)線在招標(biāo)；上海公安局和13條地鐵在招標(biāo)；廣州的廣九鐵路和地鐵2、3號(hào)線在招標(biāo)；天津水利廳、安全廳、輕軌和地鐵、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)即將招標(biāo)；深圳地鐵在建；南京地鐵在建；濟(jì)南機(jī)場剛結(jié)束招標(biāo)；成都應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)在建；鐵路方面，秦沈線已經(jīng)建好，新長線和寧啟線正在建設(shè)中。擬建的Harmony專網(wǎng)有：浙江寧波港的Harmony網(wǎng)。天津港正在用Harmony系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　2004年3月19日，中興通訊股份有限公司在京宣布成立其數(shù)字集群系統(tǒng)GoTa產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；兩個(gè)月之后，華為技術(shù)有限公司在京宣布GT800數(shù)字集群系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立。兩大聯(lián)盟的形成，意味著長期以來中國集群通信市場被幾家有實(shí)力外商壟斷的局面即將被打破，由歐洲的TETRA和美國的iDEN兩種標(biāo)準(zhǔn)雙雄爭霸演繹成四雄割據(jù)的格局已初露端倪。

　　GoTa基于CDMA技術(shù)，GT800基于GSM技術(shù)，這兩個(gè)集群系統(tǒng)都參加了信息產(chǎn)業(yè)部組織的數(shù)字集群實(shí)驗(yàn)，并且發(fā)布了相應(yīng)的集群技術(shù)體制。

　　中國其他廠家也在積極研制自己的集群技術(shù)，北京首信股份有限公司基于CDMA技術(shù)的系統(tǒng)正在研制中，估計(jì)2005年內(nèi)可以完成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司宣布他們基于TD-SCDMA技術(shù)的系統(tǒng)將于2005年內(nèi)完成總體聯(lián)測，2006年推出。

3 數(shù)字集群的知識(shí)產(chǎn)權(quán)狀況

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，知識(shí)產(chǎn)權(quán)越來越重要，世界各國已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重要性，對(duì)于移動(dòng)通信行業(yè)更是如此。移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)之爭就是標(biāo)準(zhǔn)之爭，專利之爭。掌握標(biāo)準(zhǔn)者掌握市場，只有掌握專利才能提高核心競爭力。

　　TETRA論壇列舉了109項(xiàng)重要的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，主要分布在Alcatel、Marconi (OTE)、Motorola、Nokia、Thomson CSF (Thales)、Securicor Wireless Technology (Software Radio)等公司。TETRA標(biāo)準(zhǔn)的7個(gè)主要專利集中在Motorola、Ericsson、Nokia等公司手中。而iDEN標(biāo)準(zhǔn)的主要專利由Motorola公司掌握。

　　此前數(shù)字集群價(jià)格過高的原因之一是國外廠商對(duì)集群通信核心技術(shù)的壟斷，TETRA和iDEN除外部接口外，內(nèi)部接口基本不公開，限制了中國企業(yè)針對(duì)這些集群系統(tǒng)的開發(fā)。GoTa、GT800這兩種國產(chǎn)集群技術(shù)具有很多自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，空中接口和體系結(jié)構(gòu)采用了目前移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用的技術(shù)，且接口可以公開并標(biāo)準(zhǔn)化。GoTa具備完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，空中接口和體系結(jié)構(gòu)采用了目前第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(CDMA2000)所采用的技術(shù)，中興通訊目前已擁有自己的關(guān)鍵技術(shù)和核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并在美國申請了專利。

　　以GoTa、GT800為代表的國產(chǎn)數(shù)字集群系統(tǒng)如果能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和形成群體突破，并且不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新力度，解決好日后多種終端同系統(tǒng)廠商之間的互操作性以及進(jìn)一步增強(qiáng)安全保障，那么更具性價(jià)比的國產(chǎn)數(shù)字集群系統(tǒng)一定能得成功。而在安全保密性方面，采用中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)將更加有保障，只有掌握核心技術(shù)才能真正保證國家通信安全和國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。從長遠(yuǎn)看，依托中國巨大的市場，中國數(shù)字集群通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是光明的。中國集群通信技術(shù)的誕生，可以有力推動(dòng)民族通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為制訂擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 中國共網(wǎng)數(shù)字集群的發(fā)展思路

　　由于集群通信共網(wǎng)具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，有較好的市場需求，因此在國際上近年共網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)上升趨勢。利用共網(wǎng)滿足各個(gè)集團(tuán)用戶的集群通信需求，逐漸成為各集團(tuán)用戶的共識(shí)。信息產(chǎn)業(yè)部在最近兩年開始積極推動(dòng)集群共網(wǎng)的發(fā)展，希望由大運(yùn)營商來建設(shè)和運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，有需求的部門和企業(yè)從運(yùn)營商的物理網(wǎng)上享受各自獨(dú)立的虛擬專網(wǎng)服務(wù)。

　　中國數(shù)字集群的發(fā)展思路應(yīng)該是建立“共網(wǎng)為主，專網(wǎng)為輔”的發(fā)展模式，即在每個(gè)地區(qū)建設(shè)面向社會(huì)服務(wù)的集群共網(wǎng)，僅對(duì)有特殊要求的部門適當(dāng)考慮建數(shù)字集群專網(wǎng)。鼓勵(lì)共網(wǎng)運(yùn)營，不僅可以節(jié)約成本，也可以促進(jìn)規(guī)模化、市場化運(yùn)作，從而扶優(yōu)助強(qiáng)。

　　專網(wǎng)(PMR)是指由專門部門組織建立的網(wǎng)絡(luò)，部門內(nèi)部的用戶利用該網(wǎng)絡(luò)建立相互呼叫，例如公安專用網(wǎng)等；共網(wǎng)(PAMR)是由某個(gè)機(jī)構(gòu)建立并運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)，目的是為公共的或第三方組織的注冊成員提供通信服務(wù)。專網(wǎng)在用戶密度、通信業(yè)務(wù)、工作環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)投資、控制能力、安全性和數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面都與專網(wǎng)有所不同，共網(wǎng)是多個(gè)部門共用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此它所支持的用戶數(shù)多，覆蓋范圍大；而專網(wǎng)是專網(wǎng)專用，它要求具有更嚴(yán)格的接入能力、可靠性、服務(wù)等級(jí)、網(wǎng)絡(luò)生存性和安全性，因此，專網(wǎng)和共網(wǎng)的使用環(huán)境不同。在對(duì)安全性要求比較高的部門，如警用移動(dòng)通信系統(tǒng)，必須使用專網(wǎng)，而其他部門如商業(yè)服務(wù)業(yè)、水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)等可以使用共網(wǎng)。

　　采用數(shù)字集群的虛擬專網(wǎng)(VPN)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)共網(wǎng)運(yùn)營的最佳解決方案，能夠極大地降低系統(tǒng)成本。所謂數(shù)字集群虛擬專網(wǎng)是指建立在數(shù)字集群共網(wǎng)平臺(tái)上，能充分利用共網(wǎng)所分配的各種資源和相關(guān)權(quán)限，并由專網(wǎng)管理者單獨(dú)管理，從而達(dá)到一定范圍內(nèi)資源“獨(dú)享”的虛擬的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字集群系統(tǒng)的虛擬專網(wǎng)按照每個(gè)部門的實(shí)際需求量身定制，各個(gè)部門無須自行購置基站、交換機(jī)和傳輸設(shè)備，只須配置相應(yīng)的調(diào)度臺(tái)和移動(dòng)臺(tái)即可建立自己的虛擬專用網(wǎng)，并在自己的虛擬專網(wǎng)中獨(dú)立工作。虛擬專網(wǎng)間的通信不會(huì)相互干擾，如同在傳統(tǒng)的專用網(wǎng)中工作一樣。

　　發(fā)展數(shù)字集群通信，首先必須妥善處理好公網(wǎng)、共網(wǎng)、專網(wǎng)的關(guān)系。公眾移動(dòng)網(wǎng)和集群共網(wǎng)是必須要?jiǎng)澢褰缦薜�，兩者是共存、互補(bǔ)的關(guān)系，不能相互替代。以高質(zhì)量、高穩(wěn)定性著稱的集群通信系統(tǒng)本來服務(wù)于專用通信，如果加上了公眾通信的功能對(duì)于安全、性能的影響是可想而知的。同時(shí)，公眾移動(dòng)網(wǎng)與集群網(wǎng)絡(luò)之間使用方式不一樣，資費(fèi)方式也不一樣。數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)日常流通的數(shù)據(jù)相對(duì)較少，因此運(yùn)營成本實(shí)際很高，終端價(jià)格會(huì)比目前的個(gè)人移動(dòng)終端高。這樣一來，就算政策上放松，數(shù)字集群若向公眾移動(dòng)運(yùn)營靠近，其價(jià)格也難以在市場上形成優(yōu)勢。共網(wǎng)和專網(wǎng)各有不同的用處，特別是有些專網(wǎng)是一定要建立的，例如涉及國家安全的機(jī)構(gòu)專網(wǎng)。中國應(yīng)該專網(wǎng)、共網(wǎng)都發(fā)展。專網(wǎng)一定要從“專”字上下功夫，決不能統(tǒng)成一種形式，搞成一種制式。所謂“一網(wǎng)打盡”的做法是不可取的。其次要找準(zhǔn)集群通信的市場定位。市場定位非常重要。數(shù)字集群系統(tǒng)屬于專用移動(dòng)通信系統(tǒng)范疇，有其獨(dú)特的市場定位，有別于公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)。如果共網(wǎng)運(yùn)營商建網(wǎng)的目的是為了統(tǒng)一集群網(wǎng)絡(luò)，雖然短期內(nèi)不會(huì)帶來巨額收入，但由于行業(yè)用戶不會(huì)輕易轉(zhuǎn)網(wǎng)，可以為運(yùn)營商帶來長遠(yuǎn)穩(wěn)定的收入。但如果運(yùn)營商既想兼顧公共安全用戶又想吸引公眾用戶，可能很難成功。中國應(yīng)當(dāng)充分借鑒一些發(fā)達(dá)國家組建數(shù)字集群網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，找準(zhǔn)市場定位，有效推動(dòng)數(shù)字集群通信的穩(wěn)步發(fā)展，避免走模擬集群系統(tǒng)走過的老路。最后中國要積極培育集群市場�，F(xiàn)在經(jīng)常看到和聽到的是兩組數(shù)據(jù)：一是中國有450億元的市場，800萬個(gè)終端用戶；二是國外集群通信用戶和蜂窩通信用戶之比是1∶9。有人運(yùn)用了這兩組數(shù)據(jù)后就得出了中國的集群用戶量很大的結(jié)論，這是不確切的。建議不要把數(shù)字集群通信的市場看得太大，不要一哄而起。還是應(yīng)積極而又穩(wěn)妥地發(fā)展中國的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，在做好市場調(diào)研工作的基礎(chǔ)上，積極培育市場，先把“蛋糕”做起來。

5 參考文獻(xiàn)

　　[1] 陳如明. 中國數(shù)字集群務(wù)實(shí)發(fā)展 [N]. 中國電子報(bào), 2004-3-24.

　　[2] 鄭祖輝. 集群通信在中國 [J]. 當(dāng)代通信, 2003,7(14):7-14.

　　[3] 鄭祖輝. 對(duì)我國數(shù)字集群通信現(xiàn)狀和發(fā)展的看法 [Z]. 集群通信專家委員會(huì)成立會(huì)議上的講話, 2004-10-20.