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数字集群无线调度网的应用与市场前景分析

应急安全在线    作者:北方交通大学 康士棣教授  2003-05-08  来源:通信世界网 字体【
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  数字集群通信网在什么地方使用

  数字集群是专用移动通信网的第二代产品,是下一世初专用移动通信的主流产品。现在世界上发达国家开始广泛应用。我国由于数字集群体制一直没有确定,也没有让各国数字集群体制和设备进口,所以我国数字集群网没有正式使用。
  数字集群系统是技术先进的高可靠、高效率的无线调度指挥网。它供某一业务部门如公安、铁路、交通、城市管理等部门作为生产调度、行政管理、抢险救灾、应急救援,使用的综合专用无线调度集群移动通信网。在专用移动通信网中,可划分两大类的集群移动通信网,一类是共用调度集群移动通信网(Public access mobile Radio)简称PAMR,另一类是专用集群移动通信网(Private mobile Radio)简称PMR。共用调度集群移动通信网是指许多专业部门共用频率、共用设备、共享覆盖区、共同分担费用、集中管理和维护的移动通信网。城市和地区使用的移动通信网均属于该系统范畴。
  数字集群无线调度网是大中容量的大、中区制,可实现全国联网,具有优先、强拆、强插、组呼、群呼、会议呼、动态重组等调度功能。并且它不受时间和地点限制,能可靠传输数据和电话业务,可实现移动的图文、传真、数据采集、遥控、遥测、全球定位系统(GPS)以及移动办公室自动化等。并且通过虚拟调度网设多种调度站,供各业务部门使用。因此,数字集群网适合于城市共用调度集群网。
城市共用调度集群通信网,在城市中供下述各部门使用:
  1集团公司企业内部的调度系统:如城建公司的水泥车调度系统;邮电局邮政快递调度系统;超市连锁店运货调度系统;银行的运钞车调度系统;旅游公司车辆调度系统等。
  2城市公共事业调度系统:如自来水公司无线调度系统;电力公司维修抢险调度系统;天然气、煤气公司检修调度系统等。
  3税务稽查调度系统。
  4城市管理调度系统:城市管理监察系统;消防系统;保安管理系统等。
  5汽车调度系统:出租车调度系统;运输车调度系统;公交车调度系统等。
  6党政管理调度系统。
  7抢险救灾应急系统:防洪、防旱、防灾调度系统。
  8救援系统:急救中心调度指挥系统;突发事件紧急事故处理救援系统。

  城市共用调度集群通信网使用数字集群系统带来的好处:
  一是将很多各个部门调度系统在一个网内运行互不影响互不干扰;二是频率可集中使用,合理分配频率,可将很少频率分配更多用户使用,提高频谱效率,并且避免网间的互调等干扰;三是城市集中投资组建全城市覆盖的先进数字集群网,供城市中所有专业部门使用,不仅功能完善,盲区少,话音质量好,改善网络质量,提高服务质量。而且每个单位只需要购置用户终端和调度台,解除了各个部门大量使用维修和管理人员,减少投资成本,提高了生产和工作效率。因此,近几年来世界上很多国家普遍使用数字集群系统,大力发展城市共用调度通信网。
  数字集群系统可用于专用调度网(PMR)。专用移动网是指军队、国家安全、铁路、水利等部门为生产一线的工作人员使用。例如:近年来我国提出的大干线行车速度提高,京沪高速铁路的建立。地面信号控制设备远远不能满足高速列车调度和行车控制的需要,人们才把更多的注意力转移到列车上以车内信号为主体,以无线为传输手段的信号控制系统,特别是高速铁路需要使用无线信号控制系统设备。它冲破了传统的以地面信号为主的模式,并能提高线路通过能力,进一步提高列车速度,降低投资成本,大量减少地面维修设备人员,从而更好地满足高速列车的服务质量。因此世界各国铁路正在试用和使用数字集群系统或是用数字蜂窝系统(GSM)改成适合本国铁路具体情况使用的无线信号控制系统。该系统不仅实现话音调度并能实现调度中心与机车之间数据传输。这些数据包括由调度端发向机车的调度命令、行车控制指令、前方线路情况和由机车发向调度端的机车位置、机车号和车次号以及机车内运输参数等内容,所以铁路上利用数字集群系统设备的平台,开发适合我国列车控制和运输管理信息等内容。满足我国高速铁路的需要。又如水利部门提出建设先进、高效、高可靠防汛指挥调度系统。该系统是由卫星通信、程控交换机、微波通信和数字集群系统等组成。为全国各个流域、国家、省、市、地区、县的防汛部门准确实时的提供各地站点各类防汛信息,为洪水预报、防洪调度决策和指挥防洪抢险、救灾,提供依据和手段。交通部门使用数字集群系统后,各个车辆通过高速公路可实现各站点自动收费,减少大量各站、点的收款人员,同时加强交通事故快速处理能力,突发事件快速反应能力,提高高速公路的管理水平。因为数字集群系统具有加密功能,所以数字集群系统适合于军队灵活组建战略通信和战术通信综合通信网。

  集群无线通信网在我国的使用情况

  我国集群无线通信网起步较早。1989年开始建立模拟集群通信网,1993年迅猛发展,1995年逐年下降,应用减少,截止1999年全国使用模拟集群网不到1万信道,将近20万用户左右。而我国公从移动通信网近十年发展接近4000万用户,相形之下模拟集群未得到广泛应用,市场不景气,其原因归纳有以下几点:
  1没有统一体制标准:我国模拟集群系统从国外引进设备后才开始制定我国模拟集群标准。但在标准中没有规定空间传输信令和网络间互联标准接口。因此引进来的摩托罗拉和爱立信的集群系统是专门为各自公司制定的空间信令,且信令不公开。泛欧使用MPT—B27信令标准。美国友利电公司和江森公司使用LTR信令,台湾东讯公司使用TACS信令标准,各个公司设备即不能互联互通又不能兼容。每个单位使用不同的公司设备,每个公司在中国市场份额有限,因此各公司仅是卖现有设备,不愿意进一步对符合中国专用网特点进行研究开发,同时各公司卖出设备不多,市场规模不大,从而设备的价钱一直居高不下,降价不多。中国各个公司也不知应该研究开发那种设备更有市场,所以不敢投入大量人力和资金对集群系统进行开发研究,中国制造的模拟集群系统在市场份额很少。而中国专用网用户只有公安部制定统一标准体制,才使模拟集群在公安部广泛使用,提高了办案效率。而其它专用网用户对国外模拟集群系统性能好、功能强的能够联网的设备买不起,简单单基站设备看不起,造成专业用户使用模拟集群系统傍徨困惑的局面,延误了集群系统在中国广泛应用。

  2用户定位不对,模拟集群网建网初期主要集中发展应用具有双工通信方式,能与电话互联的私人用户,并参与公众蜂窝移动通信用户竞争。由于公众网用户量大、市场规模大、厂家投入大量资金、开发出各种系列小型耐用美观的手机,并且逐年降价,而集群双工手机不仅价钱贵体积大,不受用户青睐,结果造成经营集群系统的公司倒闭,从而对集群系统应用造成不良影响。

  3分散、重复、独立建立集群网。我国模拟集群建网均是根据各部门的需要,指配各专业部门2030对频率点分散投资,分别独立建网。特别是在大城市中每个单位都有自己专用集群通信网。实践证明,分散、重复、独立建网存在着问题,一是频率利用率低,频率资源浪费,网间干拢大;二是技术不先进,各单位投资有限建网规模小,盲区多,无线覆盖范围少,通信质量差。并且因资金有限不足购置更先进的设备;三是维护管理低下,各单位大多数为一次性投资,终端维护管理费用少,维护人员技术水平差,致使集群网设备可靠性差,用户不满意,大多数集群网建网需要进行改造。行政机构进行重大调整期间,各个部门未来得及进行制定使用集群网的规划。由于以上几个主要原因,从而使模拟集群通信在中国未得到很大的发展和广泛应用,出现了市场销售低谷的局面。

  数字集群的发展模式及市场前景

  要使中国数字集群系统快速发展应采取以下几项措施:
  1我国行业主管部门必须制定一种数字集群体制。全国采用一种体制后,有利于各个地区网络的互连互通及跨地区的漫游;有利于制造业的开发及规模生产;有利于各专业部门管理和维修;有利于设备降价和更新;有利于延长市场使用周期等。
目前中国已决定选用欧洲的TETRA体制做为我国数字集群的基本参考体制,这是因为TETRA体制具有以下特点:
  (1)标准的开放性,该标准是由欧洲标准经过9年的努力制定语音的数据和优化分组数据标准。统一规定空间接口和外部网络接口,做到各公司终端设备可以在一个网内互连互通,各公司的网络基础设施可以互连。
  (2)目前至少有4家以上大制造商生产TETRA系统。如摩托罗拉公司、NOKIA公司、马克及公司、Simoco公司生产全套设备,并有11家厂家生产配套设备和测试设备。
  (3)建立了TETRA的MOU组织,它是由运营商、制造商和政府管理部门组成,通过该组织沟通和交换有关用户、开发制造商和政府部门之间信息和要求。目前世界上已有60余个成员和十几个厂家参加。
  (4)技术的先进性;该系统具有良好的调度功能,呼叫建立时间短并有直接模式。支持多种数据业务。采用TDMA体制,在一个载频可同时传送4个信道,提高频谱效率。多种保密措施,不仅网络中有鉴权,空中接口加密外,还有端对端的加密。具有良好的连接性,移动台和手机均有数据接口,并有PSTN、ISDN和PDN以及计算机局域网络的接口等性能。
  (5)技术的成熟性,1998年以来,已经在欧洲各国建立商用网,现已经签定30多份合同15万终端2000个基站,预测2000年以后全球将有1000万到8000万用户。
  (6)系统的灵活性与网络的扩容TETRATE TRA可应用于380~400MHZ;410~430MHZ;450MHZ~470MHZ;805~821MHZ以及915~921 MHZ等各种频段。系统配置有3千用户、1万用户、2万、5万用户,任意选择。能适应共用调度集群网(PAMR)和专用集群调度网(PMR)。可根据用户数量覆盖区域和业务类型进行扩展。
  (7)性能价格比较合理,设备开始生产时价格比较贵,今年基础网络设施和终端设备比模拟集群贵10%左右,随着用户增多市场扩大,实现大规模生产,设备价格将逐步降低。

  2用户定位面向专业调度用户和集团用户,不向私人发放号码,集群调度指挥网与公众蜂窝网同时并存,这两个网是互补关系而不是竞争对手。在集群调度指挥网内使用有4种类型的用户,第一类供政府各级领导使用的终端,具有多种加密功能,并具有多层保护数字码结构的双工能手机。第二类供管理人员使用,能与市话网和长途网互联的双工手机。第三类供调度人员使用的具有计算机接口的终端,能快速传输数据和语音。第四类为紧急救援人员、维修人员使用的即能联网又能对讲单工手机和车载台。根据不同用户配置不同用途的手机和车载台,从而使网络用户容量优化,手机的价格合理。
  3城市共用调度网是由运营公司组建,每个省、市地区最好有一个运营公司经营和管理。每一个业务部门需要使用集群电话,只要向运营公司购置手机或车载台,每月交纳一定合理的入网费共用调度,网中用户不要按通信次数计费,只规定不同的用户终端交纳不同的月租费。运营公司将交的费用用来维护管理和进一步扩容使用,从而使调度网质量逐步提高,维修售后服务有保障,促使我国共用调度集群移动网快速健康地发展和广泛使用。

  4数字集群的市场前景

  通信市场使用周期可分为4个阶段:第一阶段为初建期;第二阶段为成长期;第三阶段为成熟期;第四阶段为衰退期。模拟集群系统是1985年研制,1987年商业化,现在模拟集群市场已处于衰退期,国外生产模拟集群大公司到2003年左右停止生产模拟集群设备,而数字集群系统处于初建期,特别是中国数字集群市场已经酝酿准备将近3年之久,明年就有3-4个城市和12单位建立共用调度数字集群网和专用调度的试验网。我国将有31个省市,384地、市,2800县没有建立集群调度指挥网,市场潜力巨大,预测3-5年数字集群系统将得到迅猛发展,不久的将来我国将建成全国范围先进、高效率、高可靠的调度指挥网。

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关键词: 数字集群
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