中國鐵通集團(tuán)有限公司 王曉亮
數(shù)字集群通信與公眾移動(dòng)通信同屬移動(dòng)通信系統(tǒng)范疇。近二十年來，我國的公眾移動(dòng)通信得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，相比之下，集群通信的發(fā)展比較緩慢，其原因既有技術(shù)方面的也有市場(chǎng)方面的。為了更好地適應(yīng)社會(huì)需要，近年來集群通信技術(shù)有了長足的發(fā)展，主要體現(xiàn)在數(shù)字通信技術(shù)的采用，同時(shí)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)方式上也吸納了許多成熟的公眾移動(dòng)通信技術(shù)，但由此在概念上對(duì)數(shù)字集群通信和公眾移動(dòng)通信也造成了一定的混淆。所以，有必要在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)字集群通信和公眾移動(dòng)通信有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)和清楚的界定，以利于兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。
那么，什么是數(shù)字集群通信？集群通信是指系統(tǒng)可用信道可為系統(tǒng)中全體用戶共用，具有自動(dòng)選擇信道功能，資源共享、費(fèi)用分擔(dān)、信道設(shè)備共用的多用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)。從廣義上講，包括無線對(duì)講系統(tǒng)在內(nèi)的具有調(diào)度通信功能的各種無線通信系統(tǒng)均可納入集群通信系統(tǒng)范疇。所謂數(shù)字集群系統(tǒng)就是采用數(shù)字通信技術(shù)的集群通信系統(tǒng)。
從歷史上看，集群通信的發(fā)展要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于公眾移動(dòng)通信。由于無線通信技術(shù)復(fù)雜、成本高昂，起初只是用于諸如軍隊(duì)、鐵路、航海等必須需要無線通信的特殊部門和單位，之后隨著技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，才出現(xiàn)了能夠適合社會(huì)個(gè)體用戶無線通信需要的公眾移動(dòng)通信。
集群通信經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單對(duì)講系統(tǒng)到單基站小系統(tǒng)，再到大容量多區(qū)域系統(tǒng)的發(fā)展歷程，后來經(jīng)歷了從模擬集群到數(shù)字集群的飛躍。
集群通信系統(tǒng)從運(yùn)營方式上可分為專用集群系統(tǒng)和共用集群系統(tǒng)。專用集群系統(tǒng)是僅供某個(gè)行業(yè)或某個(gè)部門內(nèi)部使用的無線調(diào)度指揮通信系統(tǒng)，系統(tǒng)的投資、建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)等均由行業(yè)或部門內(nèi)部承擔(dān)，早期的集群系統(tǒng)大多屬于這一類型。共用集群系統(tǒng)是指物理網(wǎng)由專業(yè)的電信運(yùn)營企業(yè)負(fù)責(zé)投資、建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)，供社會(huì)各個(gè)有需求的行業(yè)、部門或單位共同使用的集群通信系統(tǒng)，它具有資源利用率高、單位成本低廉、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和運(yùn)營質(zhì)量好、可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)、用戶業(yè)務(wù)可自行管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，是集群通信運(yùn)營體制的發(fā)展方向。在以下討論中提及的集群通信系統(tǒng)即指這一類型的數(shù)字集群系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“數(shù)字集群”）。
數(shù)字集群和公眾移動(dòng)通信雖同屬移動(dòng)通信范疇，但卻有本質(zhì)的區(qū)別。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一、在目標(biāo)用戶群方面
數(shù)字集群的典型目標(biāo)用戶群是以團(tuán)體為單位的，團(tuán)體中的個(gè)體用戶往往在工作上具有一定的聯(lián)系，具有最緊密工作關(guān)系的個(gè)體之間以組的形式出現(xiàn)，有關(guān)聯(lián)的小組之間又形成隊(duì)，依此類推，一般分為成員、組、隊(duì)、群等，這些群組的劃分與單位內(nèi)部的機(jī)構(gòu)設(shè)置和工作流程密切相關(guān)，以“一對(duì)多”半雙工組呼通信為主，相互之間通信的頻繁程度也按照這一順序。根據(jù)工作性質(zhì)和重要程度的不同，群組內(nèi)部用戶之間、群組之間乃至業(yè)務(wù)之間分為不同的優(yōu)先等級(jí)。
而公眾移動(dòng)通信的目標(biāo)用戶群是以個(gè)體用戶為單位的，以“一對(duì)一”雙工電話通信為主，通話對(duì)象具有隨機(jī)性。系統(tǒng)內(nèi)部用戶之間是平等的，不區(qū)分優(yōu)先級(jí)。
基于以上特征，數(shù)字集群是一種提高工作效率的“生產(chǎn)工具”，適合諸如公共安全（警察、消防、安全、保安、軍隊(duì)等）、交通運(yùn)輸（航空、鐵路、內(nèi)河航運(yùn)、公共交通、出租汽車等）、社會(huì)聯(lián)動(dòng)、市政管理、水利電力、廠礦企業(yè)生產(chǎn)管理等行業(yè)或部門，以及搶險(xiǎn)救災(zāi)、處理各種突發(fā)事件等場(chǎng)景的調(diào)度指揮通信，是保障社會(huì)穩(wěn)定、確保安全生產(chǎn)、提高工作效率、降低事故損失的重要手段。就數(shù)字集群的作用而言，具有社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重性。
而公眾移動(dòng)通信是人們方便日常聯(lián)絡(luò)溝通、提高生活品質(zhì)的手段之一，雖然在提高工作效率等方面也具有一定的促進(jìn)作用，但就其本身性質(zhì)而言，沒有被賦予明確的社會(huì)責(zé)任，因此，更趨向于追求經(jīng)濟(jì)效益。
二、在業(yè)務(wù)特征方面
數(shù)字集群的最主要業(yè)務(wù)特征是“一呼百應(yīng)”的群組呼叫，個(gè)體用戶或群組之間分為不同的等級(jí)，表現(xiàn)為占有通信資源和通話主導(dǎo)權(quán)的優(yōu)先級(jí)別不同。通信作業(yè)一般以群組為單位，以調(diào)度臺(tái)管理為特征。一般情況下被叫用戶無權(quán)拒絕主叫用戶的通信要求。為保證用戶對(duì)系統(tǒng)功能、性能的要求和提高資源利用率，群組通信時(shí)要采取“前向信道共享”、用戶和群組優(yōu)先級(jí)判別等技術(shù)手段，有時(shí)還需對(duì)發(fā)起呼叫用戶或接收用戶的區(qū)域進(jìn)行判別。
公眾移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù)特征是“一對(duì)一”的個(gè)體之間的通信，個(gè)體用戶之間是平等的，被叫用戶有權(quán)拒絕主叫用戶的呼叫請(qǐng)求。即便是在通信資源緊張的情況下，任何用戶也無權(quán)中斷其他用戶的通信強(qiáng)行占用通信資源。
三、在組網(wǎng)模式方面
公眾移動(dòng)通信的組網(wǎng)原則比較單一，即通過事先預(yù)測(cè)和事后統(tǒng)計(jì)觀察根據(jù)業(yè)務(wù)量和用戶地理分布特點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組織，一般在人口稠密和業(yè)務(wù)量大的城市地區(qū)先行建設(shè)，隨后根據(jù)用戶發(fā)展情況逐步擴(kuò)展，具有一定的“趨利”性。
而數(shù)字集群的組網(wǎng)原則比較復(fù)雜，需要根據(jù)用戶的工作區(qū)域進(jìn)行組網(wǎng)，而不是根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小決定組網(wǎng)的先后順序，也不能因?yàn)闃I(yè)務(wù)量小而降低網(wǎng)絡(luò)性能（如覆蓋質(zhì)量、各種性能指標(biāo)等）。例如，對(duì)于集群通信中的鐵路應(yīng)用，需要按照鐵路運(yùn)輸組織的需要沿鐵路線進(jìn)行鏈狀組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)要一次性貫通整條線路（如京滬線、京廣線等）才有意義。對(duì)于鐵路沿線要按統(tǒng)一的系統(tǒng)質(zhì)量要求實(shí)現(xiàn)全程覆蓋，即便是在人煙稀少的地區(qū)也是如此。而對(duì)于有些用戶只需覆蓋一定的區(qū)域，如廠礦企業(yè)等，僅需覆蓋廠區(qū)或礦區(qū)等生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域即可滿足需要。
四、在系統(tǒng)性能要求方面
由于數(shù)字集群使用對(duì)象和使用性質(zhì)的要求，決定了在系統(tǒng)安全性、可靠性、通信接續(xù)時(shí)間、通信延時(shí)等方面較公眾移動(dòng)通信都有更高的要求。例如，對(duì)于通信接續(xù)時(shí)間，要求在緊急狀態(tài)下不得高于1秒，這在公眾移動(dòng)通信中是很難達(dá)到的。系統(tǒng)故障對(duì)于公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)來講最多是經(jīng)濟(jì)上的損失，而對(duì)于集群通信還要承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，因此，除在系統(tǒng)層面和網(wǎng)絡(luò)組織上盡量減少故障率外，還要采取諸如故障弱化等措施防止一旦發(fā)生故障還能夠保證用戶的最低使用要求。
調(diào)度組呼通信的特點(diǎn)是通信次數(shù)頻繁，但每次通信時(shí)間較短，因此，要求數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)適合于承載大量頻繁的通信接續(xù)需要，而公眾移動(dòng)通信相對(duì)來講適合于次數(shù)不多但接續(xù)時(shí)間較長通信的要求。
五、在系統(tǒng)功能方面
數(shù)字集群的基本功能包括組呼、全呼、廣播呼、私密呼以及電話互連呼叫等。補(bǔ)充功能包括調(diào)度區(qū)域選擇、多優(yōu)先級(jí)、緊急呼叫、遲后進(jìn)入、動(dòng)態(tài)重組、調(diào)度臺(tái)強(qiáng)拆/強(qiáng)插、故障弱化、直通模式、VPN功能等，對(duì)于特殊用戶還需提供雙向鑒權(quán)、空中加密、端到端加密等功能。上述業(yè)務(wù)功能是作為一個(gè)真正的數(shù)字集群通信系統(tǒng)所必需的，否則無法滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作的需要，而公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)功能則沒有這方面的特殊要求。
六、在終端要求方面
在終端方面，數(shù)字集群與公眾移動(dòng)通信也有很大的不同。公眾移動(dòng)通信終端除一般的功能、性能要求外，主要追求外觀的精美、小巧等，而且主要是手持終端，即通常所說的手機(jī)。
而數(shù)字集群的終端除功能、性能的一般性要求外，從外觀上，為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣工作環(huán)境的需要，還要具備三防功能（即防水、防塵、防震），需要帶有外部揚(yáng)聲器，電池容量要求較大，要帶有PTT呼叫鍵和緊急呼叫按鈕，因此，往往很難做到外觀的小巧、漂亮；從類型上，除手持終端外，還要求有車載和固定終端，在實(shí)際運(yùn)營中，后兩種類型的終端配備比例要比公眾移動(dòng)系統(tǒng)中大得多。如對(duì)于消防系統(tǒng)，除個(gè)別指揮人員外，基本上全部要配備車載終端，而內(nèi)河航運(yùn)主要配備船載終端。有時(shí)還需要根據(jù)特殊部門的特殊需要提供專用終端或?qū)Ｓ门浼�。另外，�?shù)字集群中的調(diào)度通信終端是必不可少的，它是部門內(nèi)部統(tǒng)一調(diào)度指揮得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。調(diào)度終端的界面系統(tǒng)需要根據(jù)不同部門的不同組織結(jié)構(gòu)和工作流程分別開發(fā)。
七、在運(yùn)營管理方面
公眾移動(dòng)通信是由運(yùn)營商統(tǒng)一進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)和日常用戶管理，每一個(gè)用戶需要新增或減少什么樣的業(yè)務(wù)都要經(jīng)過運(yùn)營商的認(rèn)可并由運(yùn)營商操作實(shí)施，用戶自己不能自行更改。
而數(shù)字集群中要求具備用戶（指團(tuán)體用戶）自行管理的能力，除一般的小型企業(yè)外，大多數(shù)行業(yè)和集團(tuán)用戶都有這種要求。因此，特別強(qiáng)調(diào)強(qiáng)大的VPN功能。利用VPN功能，用戶通過遠(yuǎn)程操作維護(hù)終端，在應(yīng)用層面上自行管理本單位的用戶，包括用戶分組、用戶業(yè)務(wù)權(quán)限、優(yōu)先級(jí)甚至用戶的開通和停用，還包括用戶簽約信息等。當(dāng)然，用戶只能管理和操作本部門下屬的用戶，而且用戶權(quán)限是在運(yùn)營者事先授權(quán)的范圍內(nèi)。
在業(yè)務(wù)的提供方式上，公眾移動(dòng)通信是一種“大眾化”的方式，即根據(jù)市場(chǎng)和業(yè)務(wù)發(fā)展情況進(jìn)行先行準(zhǔn)備和部署，然后通過公眾媒體宣傳使公眾周知，由用戶選擇使用與否，因此，網(wǎng)絡(luò)部署完畢后即成為一個(gè)完整的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，雖然期間會(huì)進(jìn)行不斷的補(bǔ)充完善，也會(huì)逐步推出各種新的功能和業(yè)務(wù)，但這種過程本質(zhì)上是一樣的。而數(shù)字集群更趨向于“個(gè)性化”的方式，由于不同的行業(yè)和部門有不同的需求和使用方式，因此，網(wǎng)絡(luò)部署完畢后，只能部分滿足用戶的需要，要求在運(yùn)營過程中有針對(duì)性地進(jìn)行定制業(yè)務(wù)和應(yīng)用的二次開發(fā)。從某種意義上講，數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)搭建完畢后，只是提供了一個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)，只有通過不斷的二次業(yè)務(wù)開發(fā)才能完全滿足專業(yè)客戶的需要，這也是數(shù)字集群適用性的體現(xiàn)和生命力的所在。
八、在計(jì)費(fèi)方式上
基于以上特點(diǎn)，公眾移動(dòng)通信的計(jì)費(fèi)方式是按照統(tǒng)一的資費(fèi)政策基于個(gè)體用戶的業(yè)務(wù)使用情況進(jìn)行計(jì)費(fèi)的，雖然也有閉合用戶群或資費(fèi)套餐等計(jì)費(fèi)形式，但本質(zhì)沒有變化。但數(shù)字集群的計(jì)費(fèi)方式更趨向于以用戶對(duì)資源的占用情況和服務(wù)的成本為基礎(chǔ)、以用戶團(tuán)體而不是以個(gè)體用戶為單位進(jìn)行計(jì)算，與用戶團(tuán)體的終端用戶數(shù)量、服務(wù)質(zhì)量要求、業(yè)務(wù)區(qū)域范圍、業(yè)務(wù)功能種類等因素有關(guān)。例如，對(duì)于同一地區(qū)的公安系統(tǒng)用戶和出租車公司用戶，同樣是提供集群調(diào)度通信服務(wù)，由于它們對(duì)優(yōu)先級(jí)、網(wǎng)絡(luò)可靠性和可用性等指標(biāo)要求的不同，同樣的業(yè)務(wù)資費(fèi)水平可能是不同的；對(duì)于內(nèi)河航運(yùn)系統(tǒng)用戶由于服務(wù)范圍主要是沿江河流域等人口密度較小的地區(qū)，網(wǎng)絡(luò)成本較高，與市政管理等城市單位的用戶相比，同樣的服務(wù)項(xiàng)目資費(fèi)水平和結(jié)算方式都可能不同。
從以上分析可以看出，數(shù)字集群與公眾移動(dòng)通信在本質(zhì)上有很大的不同，分別適用于不同的目標(biāo)用戶群，以不同的方式向用戶提供服務(wù)，二者不可相互替代，也完全能夠做到共存和協(xié)調(diào)發(fā)展。在兩種通信技術(shù)的發(fā)展過程中，也不斷相互汲取和借鑒對(duì)方的經(jīng)驗(yàn)以完善自身的發(fā)展。比如，近來公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)中推出的POC（基于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線對(duì)講）業(yè)務(wù)就是一個(gè)很好的例子，POC如同短信一樣，作為一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)為公眾移動(dòng)用戶提供了另一種溝通聯(lián)絡(luò)的方便手段，但也應(yīng)看到，它與專業(yè)集群用戶所需要的調(diào)度指揮通信要求在本質(zhì)上有很大區(qū)別，因此，不可能代替集群通信。同樣，集群通信也采用了一些成熟的公眾移動(dòng)通信技術(shù)，但它也不可能代替公眾移動(dòng)通信，因?yàn)榧和ㄐ诺纳υ谟跒樯鐣?huì)行業(yè)用戶提供定制的、專業(yè)化的調(diào)度指揮通信手段，而不取決于采取什么樣的基礎(chǔ)技術(shù)。
隨著我國社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，開展數(shù)字集群通信業(yè)務(wù)所需的政策、技術(shù)、市場(chǎng)等條件已經(jīng)基本成熟和完善，相信在政府、研發(fā)機(jī)構(gòu)和運(yùn)營企業(yè)的共同努力下，我國的數(shù)字集群通信業(yè)務(wù)一定能夠得到健康、順利的發(fā)展，從而在保障社會(huì)穩(wěn)定和安全生產(chǎn)、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面做出重要貢獻(xiàn)。
