适应NGN及3G演进的数字集群发展策略

  陈如明,教授,信息产业部通信科技委副主任及无线电管理局原副局长,中国国家无线电频率规划专家咨询委员会主任;主任高级工程师,浙大、清华、北大等大学兼职教授;中国通信学会及中国电子学会会士。曾任邮电部第四研究所及国家无委办总工、美国斯坦福大学高级研究学者及国际通信卫星组织中国董事。
  
  目前,围绕NGN问题的辩论与讨论,首先推进与揭示了一系列以IP为基础的新一代网络的QoS性能、安全性、智能网管改进、可赢利商业模式及由现今TDM/SDH/ATM为主导的网络向新一代IP网络平滑演进的务实途径探索;另一方面,处于2.5G/2.75G、WLAN、MBWA(移动宽带无线接入)及3G+/4G夹缝中的3G步履艰难,并引起不少质疑, 同时,数字集群的一些重要功能的作用与业务增值意义又愈来愈为人们普遍认同,以PTT(Push to Talk)或PoC(“无线一键通”, PTT over Celular(public mobile))为中心的一股热浪正在掀起,如何积极、稳健、妥善、务实处理好涉及集群功能的公网、专网、共网应用与发展策略已成为紧迫研究课题, 等等。这一系列疑惑不解与含混思路直接影响对NGN、3G演进及数字集群的稳健务实决策与发展。本文即拟针对这一背景,结合国内外信息/电信环境及中国国情,重点就适应NGN及3G演进要求的中国数字集群务实发展策略考虑谈几点个人看法,供分析参考。
  
  数字集群及相关专用无线通信的重要性及其与NGN、3G演进的关系
  集群通信(Trunk Communication或Trunked Radio)其原义即为将一些诸多类别的稀疏容量的专业用户集中起来构成一个共同有效利用同一干线(总线)无线信道, 进行以指挥调度为主体的多用途、高效能专用无线通信。从而相对分散运行、资源利用效率不高的对讲机之类专用无线通信而言,集群通信从一开始起即象无中心系统一样,便将动态信道分配多用户共享与充分利用有限的无线信道资源作为首要设计思想,在此基础上建设一种共用平台,使各类稀疏容量用户可共享丰富的特种功能及各类业务增值新途径。因此,除公、检、法,司法、安全、武警、军用等特种国家安全等目标为中心的部门外,集群通信的起始运作即与共网专用通信相联接,只不过在现今VPN技术愈来愈成熟及数字集群专用频谱资源十分紧缺情况下,更有助于促进这一目标的实施。当然,无线信道动态分配决非为集群系统所专有,从卫星系统至地面3G/3G+系统,以至从覆盖层面看的各类现代WPAN/WLAN/WMAN/WWAN系统,均毫无例外、愈来愈多地应用动态信道分配与动态资源自适应管理技术。由此,从适应NGN、NGBW及3G演进的网络技术角度与PTT、PoC、PTM(Push to Multimedia)及PTS(Push to Send)等公众蜂窝移动通信集群功能增值业务发展势头看,集群通信及数字集群专用通信亦面临着包括技术、应用、业务创新在内的持续创新的严峻挑战。
  
  数字集群是现今专用无线通信的主体,它同属移动通信范畴,但可集指挥调度、电话、数据、短信、多媒体图象及Over IP等运作于一体,且与公众及全球移动通信相比较,其一系列特殊功能,特别是调度功能,以及网络结构与安全控制等方面有其独特的特征与复杂性,例如快速调度群呼、组呼、通播、直通、强拆、强插、缩位寻址、优先呼叫、迟后进入、环境侦听、控制转移、动态重组、自动重发、VPN组网等等,其中不少特种功能非通常公众移动通信系统所具有、或其简单增强扩充即能具有,或者对特种专用部门特种强力要求亦难相适应;而且其快速接入响应(与蜂窝移动通信入网时间需要数秒相比较,它仅需300~500ms),集团组群用户有效指挥、联络、调度, 以及其半双工、单工为主的运作方式是其最主要的特征。它的应用需求有很广泛的专用覆盖面,可遍及铁道、交通、民航、水利、电力、煤气、自来水、公安、警察、监察、司法、安全、消防、侦缉、工矿、农场、油田、港口、海关、银行、物流、保险、旅游、地铁、轻轨、应急援救、军队以及市政数字化、重大事件与突发事变应对,等等, 各行各业与方方面面。从而,与公众移动通信相对应,它在国家与全球社会生活中有其不可缺少的重要作用。
  
  至于其与NGN、3G演进的关系问题,想要在第三代移动通信基础上综合集成数字集群移动通信全部功能,以公众替代专网、所谓一网打尽,如上所述,看来既无必要、亦不太可能; 但这并不排斥、甚至应积极思考与创新如何按NGN及3G演进业务增值角度在2.5G/3G/3G+演进中开发与普及一些诸如PTT/PTM/PTS及群呼之类容易综合、并深受用户集体活动欢迎与有效实施快速通话、快速发送多媒体(包括推进MMS等业务发展)等增值业务应用。另一方面,随着3G+/4G及新一代数字集群技术的演进发展,未来新一代公众移动通信与新一代数字集群专用移动通信可能以新IP协议为基础及全IP平台为基础, 融合在一起,构筑成新一代综合型4G/5G移动通信系统。对此,在考虑数字集群新系统技术装备及体制标准改进与更新时, 应充分计及这一NGN/NGBW的演进方向与发展态势。
  
  目前集群专用移动通信发展状况评价及所存在的主要问题
  伴随国际/国内电信环境的变化,包括快速调度、安全及应急联通需求的增长,数字集群功能应用的重要性日益凸显。同时,在政府规则政策部门的积极支持与引导下,例如, 信息产业部颁发了SJ/T 11228-2000 “数字集群移动通信系统体制”这一我国数字集群通信系统行业新标准, 及一系列频率规划与频谱管理规则和业务分类与市场管理要求,营造了数字集群专用通信共网/专网发展的较好基本环境。
  
  中国卫通、铁通和中国网通、中国联通、中国电信等几家资本实力较强、运营经验较丰富的公司正参与及积极展开相应数字集群商用试验, 以适度竞争与促进规模化发展并重考虑为基点, 在积极、理性地推进。在“线式”集群应用,即如铁路、轻轨地铁、航运等方面,由于运营环境较宽松、投资强度较适当及设备性能与功能与市场需求较匹配,从而以Tetra体制为主,已呈现出较好发展势头。基于911、SARS等突发事件应对及确保重大活动与事件的成功运作需要,在国家与重要城市政府部门直接支持下,作为电子政务重要环节的社会与城市应急联动系统的规划与积极实施已成为一个热点,其中数字集群将成为其无线核心平台支撑。
  
  另一方面,随着2.5G/3G可赢利增值业务模式探索的紧迫需求,以PTT/PTM/PTS为轴心的具集群功能的公众蜂窝移动通信应用正掀起包括中国在内的全球性热浪,相应利用cdma 2000 1X及GSM基本空中接口技术及其未来演进技术,正在或将要引入专用集群通信的技术创新, 并产生巨大战略影响,中国中兴(ZTE)提出的基于cdma 2000 1X的GoTa(Global open Trunking architecture)系统及中国华为(HW)提出的基于GSM的GT-800系统即为其典型示例,并(将)纳入正进行中的数字集群共网商用试验。因此,总体而言,无论从市场层面、技术创新层面与不同体制竞争发展层面均体现出较为良性互动与生动活泼的发展新局面,应予鼓励、支持与发扬。
  
  目前数字集群Tetra、iDEN系统存在的主要问题首先是价位太高,同时高速多媒体业务运作及前向发展潜力差,同时,对Tetra多厂商运行环境时包括终端在内的互联互通能力差,安全保密问题上,包括加密处理在内特种用户的满意度及可信任度也有一定问题。对GoTa、GT-800等新系统在价位方面有极大优势与吸引力,高速多媒体业务运行及前向发展潜力较好,对其重要特种功能需进一步试验与由相应用户检验,包括快速响应时间及直通需求等处理在内,涉及资源利用、电磁兼容、组网方式、容量能力及市场定位等方面还需进一步思考与研究探索,适应专用强力需求的终端配套等亦应充分重视。
  
  务实发展数字集群的策略考虑
  A. 既有数字集群系统需加速技术创新及竞争紧迫感既有数字集群系统需加速其竞争紧迫感,切实解决好其多厂商供货的互操性,对此便更要强调标准化与竞争中合作问题,努力创新,加强其信性/价格比竞争力与改进其安全、保密充份适应用户需求等问题。
  
  B. 积极支持自主知识产权努力及技术与应用创新 对目前已呈现的GoTa等自主知识产权努力与重要进展应予积极鼓励与热心支持,并促进其参与商用试验,在试验与应用中借助市场驱动快速改进完善,GoTa等新系统一方面应充分利用自身价位、高速多媒体增值业务能力与前向演进潜力及安全保密处理等方面的优势,另一方面亦应充分认识与面对自身在专用通信领域的弱点与不足,紧抓市场机遇、快速持续创新提高,求真务实,积极稳健推进。
  
  C. 妥善处理好公网、专网、共网等合作发展关系
  
  如上所述,公网、专网在NGN概念上融合于新IP平台为基础的NGN/NGBW之前,它们各有其自身市场定位,不可不切实际地宠通强调公网PTT增值作用可替代专用移动通信的所有功能、作用与实际应急联动等需求,实际上,就以应付突发事件而言,单靠公众网应对, 可能导致公众与专用要求全局瘫痪,相反,既使有强有力的E911之类社会应急联动专网,一旦发生突发事件时及时解决人身生命危险的高精度险情定位报告,仍需借助公众移动通信用户的优良LBS定位报告连接能力才行。这即说明公网、专网各有明确市场定位并需合作发展的必要性与重要价值所在。当然,这决非包含任何反对在2.5G/3G业务中导入与推广PTT/PTM/PTS/PoC等的基本含义,相反应积极鼓励此类有利3G业务增值发展的一切新努力。其实,PTT亦不是什么新概念,十年前,美国Nextel以iDEN为基础推出此类业务并未取得如此辉煌,而且在中国发展iDEN之初期明确的政策导引是不要借助美国的iDEN方式与中国的GSM公众移动通信打乱仗。同时,模拟集群专用系统曾试图与公众移动通信打乱仗碰得头破血流亦为不按市场规律及技术创新办事的一个典型失败案例。现今将PTT与3G演进的IP多媒体子系统IMS、SIP及OMA工作结合推进3G演进增值业务发展看来是