編者按：

全國首屆寬帶集群暨應急通信產業鏈大會將于2018年9月4—5日在北京九華山莊召開。為了積極響應和配合國家相關戰略的實施，為相關專題戰略研究和行業發展提供更多的智慧和力量，在各領導、專家、學者和企業負責人的支持下，我們特推出關于寬帶集群和應急通信的專題系列，敬請大家關注并參與討論。

作者簡介

李進良教授，1952年畢業于清華大學電機系電信組，教授級高級工程師，中國移動通信領域的奠基人之一，享受政府特殊津貼專家，中國移動通信聯合會常務理事，中國通信學會會士。長期關注移動通信產業的發展，從事戰術通信與移動通信系統的科研生產工作長達50多年，力推TD在我國的發展。

前言：

21世紀初我曾在《通信世界》等媒體發表《發展全國數字集群共用網是專業移動通信的必然方向》論必要性、可行性、基本條件、國際上的成功案例等系列文章。然而歷史的局限性、技術、產業、經濟基礎等條件都不夠成熟，這一超前的倡議沒有取得各界的共識，也就沒有向這個方向發展。

今年全國人大對國務院機構作了重大改革，特別是國家組建應急管理部，令人振奮！我國是災害多發頻發的國家，為防范化解重大安全風險，推動形成統一指揮、上下聯動的中國特色應急管理體制，特將原有安全生產、消防管理等13個部門的重迭機構加以合并統一，分散職責加以整合優化，組建應急管理部，這是一項非常重大的舉措，必將全面提高我國防災減災救災能力。

重提發展全國數字集群共用網的倡議是時候了。特將我在這方面過去的思考結合當下的情況加以陳述，拋磚引玉，以引起業界的重視，共同探討，集思廣益，取得共識。

移動通信是二十世紀運輸與通信二者高度發展相互結合的產物。它與固定通信相輔相成，同為整個通信領域的重要組成部分。世界的本質是運動的，凡是運動的事物無不需要信息。隨著交通與經濟的迅速發展，移動業務急劇增長，移動通信經過一百多年的開拓，相繼在海、陸、空以至水下、地下和深空都發展起來了，使得它已成為門類繁多、用途廣泛的一大新興產業。隨著互聯網與移動網的高速發展，二者結合，移動互聯網日益普及。

一、專業移動通信發展到集群系統

移動通信可分為公眾移動通信與專業移動通信兩大領域。

公眾網是由公用電信企業投資建設，面向整個社會，以公眾用戶為服務對象的。網絡運營者建設并運行電信網絡的目的是為廣大用戶提供滿意的電信服務，亦即向用戶提供電信業務這類“商品”，應重視效率、經濟性，并不斷提高服務質量，擴大服務范圍。

專業網是由專業單位自行投資建設，面向本部門，以專業用戶為服務對象的。網絡所有者建設并運行該電信網絡的目的完全是為內部工作的需求向用戶提供必要的電信服務，強調保證本部門正常運轉的特殊要求。對國民經濟的發展、社會的穩定和人民生命財產的安全等有著極其重要的作用。由于各部門業務性質、使用環境、交通工具的不同，的確各有其不同的使用要求，因而歷史上便形成了各種不同的專用移動通信系統。隨著移動通信技術的發展，人們盡力求同存異，使開發的專用移動通信系統盡可能滿足多個不同專業部門的需求，集群系統也就應運而生。

集群系統是上個世紀八十年代國際上在各種專業移動通信系統基礎上加以綜合的高級發展階段。它將各部門所需的網絡基礎設施統一規劃建設，加以集中管理，每個部門只要建立各自的調度臺和多個移動臺即可入網，是一種高效而又廉價的先進移動調度系統，其主要特點為：

(1) 共用頻率——將原指配給各部門專用的頻率加以集中，供各家共用，從而提高頻譜利用率；

(2) 共用設施——由于頻率共用，就有可能將各家分建的控制中心和基站等基礎設施集中合建，從而降低網絡建設投資；

(3) 共享覆蓋——可將各家鄰近覆蓋區的網絡互連起來，從而獲得更大的覆蓋范圍；

(4) 共享業務——可利用網絡富余能力有組織地發送道路車流狀況、氣象預報等公共信息，為各家服務；

(5) 分擔費用——合建可大大降低設備、機房、電源等建網投資，節約運營維護人員，并可分攤費用；

(6) 改善服務——由于多信道共用，可調劑余缺；集中建網，可加強管理、維修；因此易提高服務質量，增強系統功能。

總之，集群系統能為不同集體用戶提供各項所需的優良服務，使公眾網的公共性和專業網的獨立性比較好地得到協調解決，使每個原擬單獨建網的部門都從該集群系統的虛擬專用網(VPN)中感到一樣方便，一樣安全可靠。虛擬專用網在構成上與實在的網絡不同，它是建立在實際集群網絡基礎上的一種功能性網絡；但對用戶來說，在功能上則相當于實在的專用網絡，能向用戶提供傳統專業網的功能。由于集群系統技術復雜，頻譜和投資較建單個傳統專業網要多，但比所有專業網之和要省得多。

在進行電信體制改革、建立現代企業制度的過程中，適應市場需求，產生了采用統一技術體制的數字集群，組建一個公司來進行共用網的建設、管理和經營的設想與實踐。

二、發展全國數字集群共用網的必要性

公眾移動通信領域我國已有巨大的有線無線網絡資源，就形成了突發事件信息系統的資源基礎。

而專業移動通信領域，我國顯得異常分散薄弱，如不未雨綢繆，將很難防范化解重大安全風險，為了維護國家和民族的利益，我們應從經濟發展趨勢、業務部門協調、災害多發性、突發事件緊迫性等不同角度分析發展全國數字集群共用網的必要性。

2.1經濟全球化要求全國性的大型專網

歐洲經濟一體化的要求，在公眾移動通信2G/3G/4G領域推動了GSM/WCDMA/FDD-LTE數字蜂窩標準的發展；在專業移動通信領域推動了TETRA數字集群標準的發展。交通工具高速化，人們交往日益頻繁快捷，經濟全球化，經貿往來日益活躍，都要求有先進統一的通信手段與之相適應，促進了移動通信的網絡容量、覆蓋地域、服務質量的快速發展，更加需要有全國性的大型專網運營商，構成能兼容、互通的跨地區的無縫移動通信網，來承擔統一的優質服務。

2.2各業務部門的整合協調要求跨部門全國聯網

就國務院來說原有安全生產、消防管理、地質災害、水旱災害、森林防火、草原防火，防汛抗旱等13個部門，機構重迭、政出多門。就不能形成統一指揮、反應靈敏、上下聯動的應急管理體制。就一個城市來說除了120急救電話之外，還有公安110、火警119、交警122和12345市長公開電話等特服號碼；此外，水、電、氣和熱等等公共事業還有諸多服務號碼，許多社會活動需要各部門的協同工作。如果各個部門都建立獨立的指揮調度通信，一方面分散投資，造成建設資金、頻率資源及各種物力的匱乏與浪費，從而影響了其建設進度、規模及水平。另一方面多頭建設，必然造成防災應急體系各自為政，信令不一，無法兼容，不同部門之間缺乏一個統一的指揮調度通信平臺，無法進行配合和協調，必要的聯合行動難以迅速有效地實施，彼此的數據庫信息資源及人力、物力不能共享，就有可能在應對突發事件時延誤戰機。

社會是一個有機的整體，必須堅持應急通信保障體系朝全國數字集群共用網的方向發展，才能滿足全社會的協調要求。

2.3災害的多發性、廣泛性要求全國一盤棋

災害有多發性、廣泛性，諸如洪水泛濫涉及上下游多個省市地區，恐怖襲擊多地同時爆發，雪災遍布北方廣大地區，沒有全國性應急通信保障體系是無能為力的。

以2003年爆發“非典”突發公共衛生事件為例，初期各地區醫院分屬市、區、縣，各部、軍警和各行業，這些醫院彼此之間缺乏有效聯系。沒有統一領導，及時對全國的疫情制定統一的收集、匯總、報告制度，各地信息互不溝通，資源不能整合，以致“非典”疫情很快蔓延全國。

相反作為全球人流物流最頻繁的美國卻能夠遏制這場席卷全球的“非典”災難，僅報告了十幾個“非典”病例。主要是建立了一個全國性可監測瘟疫傳播和生物襲擊的電腦信息通信系統。正反兩方面的經驗教訓充分說明全國一盤棋的必要性。

2.4災害的突發性要求全國及時靈敏反應

災害的突發性往往瞬刻就造成無可挽回的巨大損失，全國必須爭分奪秒及時靈敏反應才能化解特大安全風險。以2001年911美國恐怖襲擊事件為例：第1架美航飛機7點59分波士頓起飛，8點14分劫機，8點46分以490英里時速撞向世貿一號樓。第2架聯航飛機晚15分鐘起飛，也晚15分鐘撞向世貿二號樓。第3架美航飛機8點20分華盛頓起飛，8點53分劫機，9點37分以530英里時速墜毀在美國國防部五角大樓。

劫機事件爆發后兩架美國空軍F-15鷹式戰斗機8點46分從馬薩諸塞州空軍基地緊急升空前往攔截，但飛行員不知道劫機的正確位置，攔截沒有成功。

而第4架聯航飛機8點42分新澤西起飛，9點28分劫機，由于乘客得知撞毀世貿雙子樓事件，9點57分乘客奮起反擊，10點02分以580英里時速墜毀在賓夕法尼亞州一片空地上，英勇的乘客與劫機者同歸于盡。此時距離華盛頓特區只有約20分鐘飛行時間，避免了另一場重大災難。

從“9.11”事件來看，美國的防災體系仍然比較脆弱。當災難發生時，災情匯集研判、調度指揮呼救，信息及時是決定性的關鍵因素。如果當時起飛攔截的空軍飛機得知劫機的準確位置，就有可能制止世貿二號樓與五角大樓的災難。遺憾的是往往災變突發時間異常緊迫，稍有延誤就釀成大禍。“9.11”事件告誡我們：常規的有線通信和蜂窩移動通信在災難發生時都不足以保證信息的暢通，建立一個反應靈敏的具有抗毀性的全國指揮調度通信網對于事前防范和事后搶救是多么的必要！

三、發展全國數字集群共用網的可行性

3.1技術上的可行性

進入21世紀模擬集群移動通信系統技術已經落后，這給廣域全程調度帶來嚴重障礙，適應不了各專業部門未來發展的需求。

應運而生的數字集群基本函蓋了大多數專業網的使用要求，可以作為統一專業網的基本平臺，用以構成多個虛擬專用網(VPN)向全國不同使用部門提供不同專業服務。

時至今日，國家明確要全面實施戰略性新興產業發展規劃，加快5G、人工智能等技術研發與轉化。5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時延的使用體驗，千億設備的連接能力，超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等多場景的一致服務，業務及用戶感知的智能優化，同時將為網絡帶來超百倍的能效提升和比特成本降低，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。5G技術場景歸納為3種：eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、和uRLLC（超可靠低時延通信）。

eMBB聚焦對帶寬有極高需求的業務，例如高清視頻，VR（虛擬現實）/ AR（增強現實）等，滿足人們對于數字化生活的需求。

mMTC 覆蓋對于連接密度要求較高的場景，例如智慧城市，智能農業等，面向物聯網繁雜的應用種類和成百上千億的連接，滿足人們對于數字化社會的需求。

uRLLC 聚焦對時延極其敏感的業務，例如自動駕駛/輔助駕駛、遠程控制等，滿足人們對于數字化工業的需求。

可以說5G技術上完全滿足專業移動通信的各種嚴酷要求，因此應抓住這一機遇，爭取國家全面規劃信息通信，將專網的發展也列入5G的目標與研發范圍之內，同時專網要因勢利導將5G所發展的各種關鍵核心技術：如大規模天線陣列技術、超密集組網技術、靈活雙工技術、D2D直通技術，以及基于軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）、云計算及C-RAN等新型網絡架構先進技術等移植到專業領域。要充分利用高速發展的集成電路，開發專業移動通信的單片系統集成芯片，以大大提高專業移動通信系統的功能，大大降低其體積、重量、功耗與成本。同時要充分利用人工智能的成果以實現專業移動通信系統的智能化。因此，從技術上分析，基于5G技術發展全國數字集群共用網是可行的，完全能滿足應急通信保障體系要求。

3.2．經濟上的可行性

(1) 需用的部門數量增加

隨著社會經濟的發展，人們對專業移動通信網的需求和依賴性增加，從而用戶數量會大大增加。初期專業網的用戶主要是公安、消防、防汛、急救、交通和其他少量生產性單位，移動臺的數量也較少。隨著經濟的發展，除了上述那些單位外，像建筑業、酒店業、旅游業以及其他的一些行業也都使用了或正在要求使用這類設備。而原來的使用單位所需的移動臺數量也有大幅度的提高。

由此可見專業網的市場是很大的，我國目前正處于一個由低水平向高水平發展的時期，搞專業網的運營公司長遠來看肯定是有前途的。

(2) 部門的業務項目增加

過去僅僅是話音通信，現在發展到了話音、數據及圖像、視頻等等。如BDS（中國北斗衛星導航系統）技術已經相當成熟，相應的產品也不少，國內的許多開發商也在開發相應的軟硬件，市場需求很大。又如刷卡抄表、遙控遙測、防盜報警等等都需要數據傳輸；由于5G物聯網的發展可以得到很好的解決。有了基于5G的數字集群系統，提供各種新業務便易于實現了。隨著用戶對移動互聯網的依賴及對多媒體信息的需求，專業網的用戶業務量還會急劇增長。

(3) 社會的協調要求增加

許多社會活動需要各部門的協同工作，如一個大型集會，就需要許多部門的相互配合，這就增加了彼此溝通、相互協調的業務量。

原有的專業網各自為政，無法實現大區域網絡的建設，即使同一技術體制，地區、省市之間也是彼此隔絕，沒有聯網，無法協同。在高速公路、高速鐵路、內河航運、旅游及武警等部門開設的專業網，也必然要求統一的數字集群系統才便于各專業部門進行大區域的聯合指揮調度。

我國的綜合國力比前20年大大增強，經濟總量大幅提高；同時社會經濟活動頻率加快，范圍擴大，信息傳輸量劇增，許多專業團體對可用于廣域調度指揮的移動通信業務的需求日益迫切，為我國發展全國數字集群共用網奠定了經濟和市場基礎。

(4) 建網運營成本顯著降低

數字集群有專用網（PMR）與共用網（PAMR）兩種組網方式，其比較見表1

表1兩種組網方式的比較.

原來各自獨立的專業移動通信網頻率利用率低，由于信道是固定分配的，當A網信道被占時，屬于A網上的所有其他未參與通話的用戶就不能在此段時間內通信，只能等到信道釋放后才可再呼叫；此時可能B、C等網信道都處于空閑狀態。但屬于A網的用戶是無權使用其它網信道的，因此這些信道都在浪費。又如防汛救災通信系統，平時在閑置，汛期不夠用。如以地域為單位，由運營服務商投資建設覆蓋該地區的經營性的數字集群共用網，在該地區的各類團體均可交納一定費用，以共用網的基礎設施為平臺建立自己的虛擬專用網，并可與共用網內部及外部的公眾交換電話網或其他專用網實現互連。建設數字集群共用網所需的頻譜和投資只有所有專業網總和的1/3，可大大節約。運行時可調劑信道余缺，充分利用網絡基礎設施，從而顯著降低運營成本。我國現有的專業移動通信網多數是獨立投資建設，僅供本單位內部使用的非經營性專用網，這勢必形成投資和維護成本高，頻譜資源浪費大，覆蓋范圍小，調度指揮功能不能充分發揮等缺陷。隨著數字集群通信技術的成熟和市場經濟發展的要求，國外早就在大力推廣專業移動通信共用網的建設。

綜上所述，這種以現代高新技術和市場經濟原則為基礎的組網形式，可實現資源共享、節省建網投資、降低使用成本，提高頻譜效率，擴大覆蓋范圍，開拓服務領域，改善服務質量。因此，從經濟上分析，建設全國數字集群共用網也是可行的。