发展全国数字集群共用网的基本条件

编者按：

全国首届宽带集群暨应急通信产业链大会将于2018年9月4—5日在北京九华山庄召开。为了积极响应和配合国家相关战略的实施，为相关专题战略研究和行业发展提供更多的智慧和力量，在各领导、专家、学者和企业负责人的支持下，我们特推出关于宽带集群和应急通信的专题系列，敬请大家关注并参与讨论。

作者简介

李进良教授，1952年毕业于清华大学电机系电信组，教授级高级工程师，中国移动通信领域的奠基人之一，享受政府特殊津贴专家，中国移动通信联合会常务理事，中国通信学会会士。长期关注移动通信产业的发展，从事战术通信与移动通信系统的科研生产工作长达50多年，力推TD在我国的发展。

四、发展全国数字集群共用网的基本条件

科学技术是一种积极的能动的第一生产力，移动通信技术的发展产生了数字集群系统这种新的生产力，需要一种新的生产关系与之相适应，专业移动通信网朝数字集群共用网的方向发展，是生产关系适应生产力发展变化规律的具体体现。及时调整建设专业移动通信网的政策，适应生产力发展的需求，进一步理顺专业移动通信网与专业用户的关系，减轻专业单位的经济负担，就可为专业移动通信网运营业与制造业的同步发展创造良好的条件。

要想确保我国应急通信保障体系首要发展基于5G的全国数字集群共用网，必须具备三个基本条件，即标准、频率和资金，当前是描绘宏伟蓝图的最好时机。

4.1 标准

2014年5月27日，由中国信息通信研究院联合行业用户单位、制造企业、科研机构、高等院校、社团组织等共同发起成立宽带集群(B-TrunC)产业联盟。把握集群通信技术数字化、宽带化、多媒体化的发展趋势，依托我国4G LTE无线通信技术的发展基础，以标准为龙头、认证为保障，打通芯片、终端、系统等产业关键环节，构建坚实的宽带集群产业群体。通过联盟成员对移植LTE无线通信技术到宽带集群的共同努力，组织制定宽带集群通信标准，面向公共安全、城市管理和应急、能源交通等行业的调度指挥和生产作业的宽带化需求，在兼容LTE宽带数据业务的基础上，增强了语音集群和多媒体调度等宽带集群功能，支持从1.4MHz到20MHz的灵活带宽。空中接口采用了创新的下行共享信道技术，极大地提高了组通信业务的频谱效率，集群功能性能指标达到或超过专业数字集群的技术水平，是国际上首个支持点对多点语音通话、点对多点多媒体集群调度等公共安全与减灾应用的宽带集群通信标准。

2015年7月B-TrunC标准写入ITU-R M.2009建议书和ITU-R M.[PPDR]报告，标志着应用于PPDR的无线通信系统走向宽带化，中国的宽带集群标准化工作走在了全球前列。2016年11月B-TrunC标准写入到后来出版的M.2014-3标准修订稿中，成为ITU-R推荐的集群空中接口标准，这也是该标准中唯一的LTE宽带集群标准。此举是中国B-TrunC在国际标准化工作上的又一重大成果，进一步提升了我国专网通信技术的国际地位。

国内基于B-TrunC标准的LTE宽带集群系统在北京、广州等主要城市已经用于无线政务、公共安全、地铁线路、机场、港口、铁路站场、电力、水利、石油石化、矿山和林业景区等众多行业，实现了规模应用，满足各行业对集群调度和宽带数据业务应用的需求。为提升国内行业的信息化、智慧化水平作出了重要贡献。

国际电信联盟提出了ITU-8A/64公共安全与减灾（PPDR）无线通信应用及系统要求：

语音 一对一、一对多 、直通、即时呼叫建立 PTT；

数据-低速率 短消息、遥测 、位置状态；

数据-中速率接数据库、遥测 、静态图像 、位置确定；

数据-高速率 互联网、视频 、高清晰度图像。

2017年国务院办公厅印发《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》，明确要研发基于4G/5G的应急通信手段。5G业务大致可以分为3种场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和uRLLC（超可靠低时延通信），完全可以涵盖公共安全与减灾（PPDR）的上述要求。

建议我国未来要在B-TrunC标准的基础上更进一步，相继组织制定基于5G语音+数据的统一PPDR标准。

4.2频率

频谱是有限的、不可再生的具有重要战略意义的稀缺资源，应急通信走向宽带化，首要解决的难题就是频谱短缺，将如何利用宝贵的频谱资源，实现从窄带到宽带的能力跨越？在专网领域，基于窄带技术原有150M和400M频段的对讲机，350M和800M频段的集群系统，以及230M和800M的数传等，这些频段可以传语音和低速数据。随着用户对高清图像、高清视频、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）的要求日增，上述窄带已经不敷使用，工信部在2015年规划了用于政务网和公共安全、应急通信等的1.4G（20M带宽）和用于电力、石油、交通等的1.8G（15M带宽）两个频段。国务院明确要加快城市基于1.4G频段的宽带数字集群专网系统建设，1.4G频段现在只有20M带宽资源，不能完全满足公安、应急等行业需求。最好的解决方法是“共网建设模式”，既节省频谱资源，也满足了海量数据、高宽带视频专网的应急调度业务需要。

我国过去许多专业移动通信网所需频率都是国家的企事业单位向国家无线电管理部门申请指配的。从部门利益出发，多是宽打窄用，因此，频谱利用率是很不充分的。为贯彻落实2016年两办印发的《关于创新政府配置资源方式的指导意见》，工信部无线电管理局在新疆、安徽、山西、河南等地采用竞争性方式发放1.8G频段使用许可试点工作，用于轨道交通、电力、机场、石油等行业，这是在无线电频谱资源配置中引入竞争机制的有益探索。

4.3资金

我国过去许多专业移动通信网建设所需资金都是国家的企事业单位向国家财政管理部门申请专项拨款的。从部门利益出发，也多是宽打窄用，因此，经济效率也是很低的。我国是一个具有两千多年封建传统的大国，各个机关及企事业单位都习惯于建一个封闭式的围墙，自成体系，各个专业移动通信网都是独家使用，效率很低，初建时尚可应用，时间长了，缺乏维护，不少网络瘫痪成了废品，浪费极大，也不可能与时俱进，随着技术的进步而使网络不断升级。

我国改革开放，明确要发展社会主义市场经济；因此，必须及时调整计划经济时代建设专业移动通信网的政策，建议一律取消专业移动通信网专项拨款，而将这笔拨款作为建设数字集群共用网的国家投资，同时发行股票，吸引社会集资，组建共用网的运营公司。当前可在有条件的省市运营正常的B-TrunC基础上扩建数字集群共用网，以取得建网运营经验，再逐步扩展。由于是统一的技术体制，条件成熟时，即可互连互通，形成大区网以至全国网。这样便解决了国家在专业网基础设施建设中的重复投资问题。而对国家机关及企事业单位取消专业移动通信网专项拨款后，相应要改为经常性的专业移动通信开支。只有这样才能促使原拟单独建网的各个部门加入数字集群共用网成为其专业用户。只有及时调整改革建设专业移动通信网的频率及资金政策，建立一种新的生产关系即数字集群共用网以适应生产力发展的需求，进一步理顺专业移动通信网与专业用户的关系，才能推动国民经济在信息化的大道上阔步前进。

五 、国际上发展全国数字集群共用网的成功案例

从全球范围来看，共网模式属于主流，其目标是解决公安、消防、医疗等行业在应急通信方面各自为战、划界而治的难题，建成一张覆盖范围广、互操作性强、可靠性高、扩展性好的共用网络。比较典型的案例如下：

5.1 芬兰全国性政府共用网VIRVE

芬兰内务部主管消防、警察、救援等公共安全部门，早已分别建有自已的专用网，存在功能业务有限、覆盖范围不广、调度维护困难、运营成本较高等很多缺点。因此，芬兰政府决定筹建全国数字集群共用网和全国指挥中心，以节约网络投资，保证通信质量，通过虚拟专网，实现统一指挥调度功能。

1997年芬兰内务部选择芬兰电信SONERA作为运营商合作组建专门的运营公司，规划到2003年为止，在全国范围内(33.8万平方公里)建立经营VIRVE网。该公司由内务部出资60%，SONERA公司出资40%。

VIRVE网选择了TETRA设备，使用频段为380MHz，占用带宽为5MHz，共200对频点。经过四年的努力，VIRVE网已提前一年全部建成，网内有15个TETRA交换机和1260个基站。能以如此速度达到如此规模，主要是很多建设条件已具备，比如：基站站址基本上都选择在SONERA GSM基站站址上，只需安装设备和架设天线；传输链路向其他运营商租用现有设备。

VIRVE网已实现了政府部门及公共安全用户所提出的几乎所有的需求，如自动车辆定位，与GSM短信及寻呼系统的集成（发给TETRA手机的信息，当用户关机或不在覆盖区时，会自动转发给用户的GSM手机或寻呼机），在很多方面，已远远超过了用户的期望。目前网中已有700个虚拟专网，主要包括：社会及医疗救助服务、消防及救援、军队、警察，边防等。根据内务部的规划，该网络将在2005年达到10万个政府用户。

由于该网是政府投资建立的共用网，在各方面享有一定的优惠条件（仅向有关管理部门缴纳较少的频率占用费）。运营公司只负责物理网络的运营，而用户的管理及通信的管理均由用户部门在各自的虚拟专网中进行。TETRA终端由各用户部门自行向专门的终端代理销售商购买。目前网络的运营与维护费用，链路及铁塔机房租用费用均由芬兰政府拨款支付。而每个用户的网络使用费用也由内务部收取。

欧洲历史上和中国相同，采用了多个不同的报警号码区分不同类型的紧急事件，目前各欧洲国家学习北美的统一报警救助系统“911”，选用了“112”作为统一报警号码。芬兰内务部计划根据行政划分在全国建设13个“112”中心，每个中心平行设置，可互相协作。“112”指挥中心归内务部直接领导，有权调度各类公共安全人员，如警察、消防、救援等等。“112”中心以VIRVE数字集群网为无线指挥调度平台，两个系统实现无缝集成。一旦有报警，报警电话的号码及地址会自动显示，处警员根据事件报告及地理信息系统上显示的离事发地点最近的公共安全人员的情况，通过VIRVE网实现话音＋数据的方式，及时指挥调度现场人员进行救援。从指挥中心向现场警员以数据方式发送事件报告，包括事发地点、事故类型、最近行驶路线等信息。现场人员向指挥中心以数据方式发送状态信息，如“在路上” 、“任务执行完毕”等。通过数据信息，指挥中心知道每个现场人员的位置、状态、装备等信息，便于突发事件时的人员调派。现场人员可以通过TETRA手机直接进行数据库查询。

5.2 比利时全国性政府共用网ASTRID

历史上，比利时各政府部门均建设有独立的专用无线通信网。1992年，比利时政府计划建设一个新的综合性集成化的网络，以实现更大的灵活性、安全性、先进性、统一协调性。

1997年比利时政府对其规划的综合性数字集群指挥调度系统（包括数字集群、指挥中心系统、寻呼等）经过严格评选，于1998年选择了KNT（Kreutler, Nokia and Telindus）联合体。专门成立了ASTRID公司，作为全国性数字集群政府共用网的运营商。

该系统采用TETRA体制作为其无线指挥调度平台，使用频率为380MHz，共5MHz带宽。在全国11个省建立了11个交换机，500多个基站。同时，还新建了传输链路、寻呼系统、11个指挥中心。每个指挥中心包括接警、处警系统，并完成TETRA系统与这些系统的集成，总投资1.44亿欧元。

ASTRID网络设计实现95％的可通率，并充分考虑了可靠性，因此能够为用户提供最大的可用性。全网将容纳4万个用户，主要来自下列政府部门：地方警察、联邦警察、城市保卫、国家安全部门、司法机构、监狱系统、国防部、海关、海务部门、区域环境服务、消防部门、医疗救护、小儿保护、红十字…

在ASTRID公司中，联邦政府占有61%的股份，地方政府占有39%的股份。联邦政府每年向该公司拨款作为运营维护费用。ASTRID公司是一个独立自主经营的公司，受到比利时政府的一贯支持。最终用户部门成立了统一的用户委员会（User Committee），用户必须从该公司购买或租用TETRA移动台。ASTRID公司几乎每个月都与用户委员会一起召开会议，了解用户的最新需求予以满足。并对厂商提供的TETRA移动台严格进行认证，以保证质量及安全性。对每个用户以年费的方式收取费用：250欧元/年/用户。

由于ASTRID是世界上第一个实现了数字集群与指挥中心无缝集成的网络。因此，在2000年的TETRA世界大会上，ASTRID网络获得“最佳的TETRA业务”奖。

5.3美国国家应急通信专网FirstNet

2006年，有人倡议建设一个全国公共安全宽带网络（NPSBN），2007年，美国联邦通信委员会在电视台腾空的700MHz频段中划出了10MHz（5X5），然后指定了称为D模块的另外10MHz投标，要求和公共安全合作形成一个私营/公共伙伴关系来建设一个全国的宽带网络。

AT&T于2017年竞标成功FirstNet（First Responders Network），基于700MHz频段开展4G LTE建设。截至2018年6月21日，美国52个州/地区全部加入FirstNet，共有超过1000家的公共安全机构成为FirstNet的客户。同时，AT&T还计划在700M频段建设5G网络，将共网模式进行到底。

六、规划建设全国数字集群共用网刻不容缓

随着社会经济的发展，部门的业务项目增加，社会的交往协调增加，各地的联网要求增加，人们对专业移动通信网的需求和依赖性增加，从而用户数量会大大增加，这就为发展我国数字集群共用网创造了市场条件。建议我国要以5G发展为契机，首先抓紧制定统一的PPDR标准，尽早对数字集群全国网和联动指挥中心进行规划，学习国际上的成功范例，制定切合实际的政策法规，按市场规律，发挥中央、地方、民间各方的积极性，首先促进各大城市数字集群共用网的建设，再逐步向周边辐射。由于我国幅员辽阔，东西部经济发展不平衡，全国网的投资巨大，不可能一蹴而就，只有在各地数字集群共用网健康发展的基础上，适当时机，水到渠成，再互连互通形成全国网，确保完善我国应急通信保障体系，全面提高我国防灾减灾救灾能力。