1.2 我国集群通信的发展现状
1.2.1 国内集群通信技术体系
我国于1989年引进模拟集群系统,并于1990年投入使用。随着数字通信技术的发展,集群通信系统也开始向第二代数字技术发展,最主要的特点是采用了TDMA和CDMA通信方式。各集群使用企业为了满足其各自不同的要求,采用了独立建设集群通信网络的方案,因此众多企业的集群网络在网间互联互通、频率资源使用、整体建设等方面存在诸多问题。另外,国外通信头部企业通过控制核心技术并设置专利等知识产权保护壁垒,使内部接口基本不公开,技术开放性很差,系统和终端设备市场价格居高不下,也制约了中国数字集群的产业化进程和规模应用。为了促进中国数字集群产业的发展,原信息产业部牵头制定了中国集群技术的发展规划,并在新的《中华人民共和国电信条例》中第一次将数字集群纳入基本电信业务范畴,同时组织国内电信运营商开展800MHz数字集群商用实验。例如,中国卫通在济南、南京及天津开展了中兴基于CDMA技术体制的GoTa共网商用实验,中国铁通在沈阳、长春、重庆开展了中兴基于CDMA技术体制的GoTa和华为基于GSM技术体制的GT800两种技术体制的数字集群共网商用实验。但近几年的商用实验情况并不理想。
根据数字集群商用实验的实践情况,我国数字集群共网发展缓慢的原因主要有以下几个方面。我国信息技术发展较晚,信息基础设施不完善,但考虑到国家的通信安全和购买国外通信设备的投资成本,我们需要具有自主知识产权的数字集群通信系统,中兴推出的基于CDMA技术体制的GoTa虽然在国内取得了较快的发展,成功服务于天津港、潍坊城市应急联动等国内重大项目和体育赛事,取得了100多项发明专利,并且已经走出国门,但也应看到同欧美国家传统数字集群技术体制TETRA、iDEN相比,我国的数字集群技术从网络规模、呼叫时延、技术演进、终端质量和产业链上还存在一定差距。
1998年3月,国际电信联盟(International Telecommunications Union,ITU)专门发布了一份题为《用于调度业务的高效频谱的数字陆上移动通信系统》(Spectrum Efficient Digital Land Mobile System for Dispatch Traffic)(ITU-R37/8)的文件。ITU在该文件的附件中推荐了7个数字集群通信系统体制,我国选用了TETRA和iDEN两种体制。ITU推荐的数字集群通信体制见表1-1。
表1-1 ITU推荐的数字集群通信体制
续表
1.陆地集群无线电
TETRA标准是由ETSI制定的,它的技术指标和性能满足广大的处理应急业务、工业和商业部门的专用用户的使用要求。
2. APCO-P25
APCO-P25标准是由美国公共安全通信协会(Association of Public Safety Communication Officials,APCO)、国家电信管理者协会(the National Association of State Technology Directors, NASTD),以及联邦政府用户等合作的一个项目,这个标准是针对公共安全领域和政府工作的广大用户的需要而制定的。
3.集成分配无线电系统
IDRS标准是由日本工商联合会制定的,这个标准所确定的技术指标能满足应急业务、商业和工业等领域的广大专业用户需求。
4.数字综合移动无线电系统
DIMRS是北美地区用于提供综合调度业务和提高频谱效率的一种方式和措施。摩托罗拉公司的iDEN系统和它的前身摩托罗拉集成无线通信系统(Motorola Integrated Radio System,MIRS)就符合DIMRS体制。
5. TETRAPOL
TRTRAPOL的技术指标是由TETRAPOL论坛和TETRAPOL用户俱乐部提出的,它主要为公共安全部门的用户服务,也可用于其他大型专用网络。
6.增强数字接入通信系统
EDACS的一些标准是由美国电信工业协会(Telecommunication Industry Association, TIA)制定的,它提供的基于EDACS的技术指标主要是为目前全球现存大量的EDACS及设备的互通和兼容而制定的。它的技术指标能满足公共安全、工业、公用事业和商业用户的需要。EDACS是一个能工作在甚高频(Very High Frequency,VHF)、特高频(Ultrahigh Frequency,UHF)、800MHz和900MHz频段、频率间隔为25kHz和12.5kHz的双向集群无线电系统。
7.跳频多址系统
FHMA是由以色列的一个系统评估和认证部门制定的,研发FHMA的主要目的是提高频谱效率。
国际电信联盟仅仅推荐了以上几种体制,并不是限定数字集群通信只能有这7个系统。2000年年底,工业和信息化部正式批准和发布了《数字集群移动通信系统体制》标准。该标准中规定我国的集群工作频段为806~821MHz和851~866MHz,双工间隔为45MHz,频道间隔为25kHz,共600对频点。ETST规定的TETRA工作在400MHz频段,共分两段,即380~400MHz供政府等部门使用,410~430MHz供公共安全等部门使用,两部分各占有20MHz频段。为了进入中国的集群通信市场,国外的各大TETRA生产商相应地修改了TETRA协议。iDEN本身就工作在800MHz频段,因此不需要过多修改便可应用。
面对国内迅速增长的集群市场,中兴和华为两家公司相继宣布我国自主研发的数字集群通信系统GoTa和GT800成功完成。2004年11月2日,工业和信息化部正式发布了GoTa和GT800系统的通信标准技术参考性文件,2005年5月,工业和信息化部通过了GoTa和GT800系统的部级技术鉴定。目前,中国主要应用的几种数字集群技术包括欧洲的TETRA,美国的iDEN,以及国内自主知识产权的GoTa和GT800。
通信技术从模拟走向数字,传统的TETRA、iDEN、GoTa、GT800等集群网络已难以满足一般话音、业务外的高速数据传输、视频传输等业务的需要,因此,数字集群通信需要沿着宽带化演进之路向前迈进,来满足未来移动办公、多媒体集群调度、视频监控、城市应急联动等方面的多元化应用。多元化应用包括移动办公、多媒体集群调度、视频监控、城市应急联动等各个方面。LTE技术作为全球4G标准,具有高速率、高频谱效率、低时延等优点,并且产业实力雄厚,成为全球无线专网宽带技术的共同选择。基于LTE技术的宽带集群技术演进成为全球无线专网发展的共识。我国率先开展了基于LTE技术的B-TrunC系统标准化工作。目前,国内有12家设备厂商推出了43款B-TrunC产品,产品已在政务、公安、应急、交通、能源等行业广泛部署和应用,促进了宽带集群技术在国内和国际市场的开拓。随着行业用户需求的不断增长,为用户提供多种通信制式的无缝切换能力是未来通信的发展目标。这意味着窄带专网、B-TrunC宽带专网、公网需要实现互联互通,进一步实现业务融合和统一调度。虽然5G标准包含了支持关键任务的通信能力,但B-TrunC专网具有独立网络、安全终端、网络/用户优先级需求程度高等特点,与5G等通信网络技术的融合发展是当前的趋势之一。