中國鐵通集團有限公司 王曉亮
數字集群通信與公眾移動通信同屬移動通信系統范疇。近二十年來，我國的公眾移動通信得到了突飛猛進的發展，相比之下，集群通信的發展比較緩慢，其原因既有技術方面的也有市場方面的。為了更好地適應社會需要，近年來集群通信技術有了長足的發展，主要體現在數字通信技術的采用，同時在系統結構和組網方式上也吸納了許多成熟的公眾移動通信技術，但由此在概念上對數字集群通信和公眾移動通信也造成了一定的混淆。所以，有必要在科學分析的基礎上對數字集群通信和公眾移動通信有一個明確的認識和清楚的界定，以利于兩者的協調發展。
那么，什么是數字集群通信？集群通信是指系統可用信道可為系統中全體用戶共用，具有自動選擇信道功能，資源共享、費用分擔、信道設備共用的多用途、高效能的無線調度通信系統。從廣義上講，包括無線對講系統在內的具有調度通信功能的各種無線通信系統均可納入集群通信系統范疇。所謂數字集群系統就是采用數字通信技術的集群通信系統。
從歷史上看，集群通信的發展要遠遠早于公眾移動通信。由于無線通信技術復雜、成本高昂，起初只是用于諸如軍隊、鐵路、航海等必須需要無線通信的特殊部門和單位，之后隨著技術的進步、成本的降低和經濟的發展，才出現了能夠適合社會個體用戶無線通信需要的公眾移動通信。
集群通信經歷了從簡單對講系統到單基站小系統，再到大容量多區域系統的發展歷程，后來經歷了從模擬集群到數字集群的飛躍。
集群通信系統從運營方式上可分為專用集群系統和共用集群系統。專用集群系統是僅供某個行業或某個部門內部使用的無線調度指揮通信系統，系統的投資、建設、運營維護等均由行業或部門內部承擔，早期的集群系統大多屬于這一類型。共用集群系統是指物理網由專業的電信運營企業負責投資、建設和運營維護，供社會各個有需求的行業、部門或單位共同使用的集群通信系統，它具有資源利用率高、單位成本低廉、網絡覆蓋和運營質量好、可持續發展能力強、用戶業務可自行管理等諸多優點，是集群通信運營體制的發展方向。在以下討論中提及的集群通信系統即指這一類型的數字集群系統（簡稱“數字集群”）。
數字集群和公眾移動通信雖同屬移動通信范疇，但卻有本質的區別。具體表現在以下幾個方面。
一、在目標用戶群方面
數字集群的典型目標用戶群是以團體為單位的，團體中的個體用戶往往在工作上具有一定的聯系，具有最緊密工作關系的個體之間以組的形式出現，有關聯的小組之間又形成隊，依此類推，一般分為成員、組、隊、群等，這些群組的劃分與單位內部的機構設置和工作流程密切相關，以“一對多”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。根據工作性質和重要程度的不同，群組內部用戶之間、群組之間乃至業務之間分為不同的優先等級。
而公眾移動通信的目標用戶群是以個體用戶為單位的，以“一對一”雙工電話通信為主，通話對象具有隨機性。系統內部用戶之間是平等的，不區分優先級。
基于以上特征，數字集群是一種提高工作效率的“生產工具”，適合諸如公共安全（警察、消防、安全、保安、軍隊等）、交通運輸（航空、鐵路、內河航運、公共交通、出租汽車等）、社會聯動、市政管理、水利電力、廠礦企業生產管理等行業或部門，以及搶險救災、處理各種突發事件等場景的調度指揮通信，是保障社會穩定、確保安全生產、提高工作效率、降低事故損失的重要手段。就數字集群的作用而言，具有社會效益和經濟效益的雙重性。
而公眾移動通信是人們方便日常聯絡溝通、提高生活品質的手段之一，雖然在提高工作效率等方面也具有一定的促進作用，但就其本身性質而言，沒有被賦予明確的社會責任，因此，更趨向于追求經濟效益。
二、在業務特征方面
數字集群的最主要業務特征是“一呼百應”的群組呼叫，個體用戶或群組之間分為不同的等級，表現為占有通信資源和通話主導權的優先級別不同。通信作業一般以群組為單位，以調度臺管理為特征。一般情況下被叫用戶無權拒絕主叫用戶的通信要求。為保證用戶對系統功能、性能的要求和提高資源利用率，群組通信時要采取“前向信道共享”、用戶和群組優先級判別等技術手段，有時還需對發起呼叫用戶或接收用戶的區域進行判別。
公眾移動通信的主要業務特征是“一對一”的個體之間的通信，個體用戶之間是平等的，被叫用戶有權拒絕主叫用戶的呼叫請求。即便是在通信資源緊張的情況下，任何用戶也無權中斷其他用戶的通信強行占用通信資源。
三、在組網模式方面
公眾移動通信的組網原則比較單一，即通過事先預測和事后統計觀察根據業務量和用戶地理分布特點進行網絡組織，一般在人口稠密和業務量大的城市地區先行建設，隨后根據用戶發展情況逐步擴展，具有一定的“趨利”性。
而數字集群的組網原則比較復雜，需要根據用戶的工作區域進行組網，而不是根據業務量的大小決定組網的先后順序，也不能因為業務量小而降低網絡性能（如覆蓋質量、各種性能指標等）。例如，對于集群通信中的鐵路應用，需要按照鐵路運輸組織的需要沿鐵路線進行鏈狀組網，網絡建設時要一次性貫通整條線路（如京滬線、京廣線等）才有意義。對于鐵路沿線要按統一的系統質量要求實現全程覆蓋，即便是在人煙稀少的地區也是如此。而對于有些用戶只需覆蓋一定的區域，如廠礦企業等，僅需覆蓋廠區或礦區等生產作業區域即可滿足需要。
四、在系統性能要求方面
由于數字集群使用對象和使用性質的要求，決定了在系統安全性、可靠性、通信接續時間、通信延時等方面較公眾移動通信都有更高的要求。例如，對于通信接續時間，要求在緊急狀態下不得高于1秒，這在公眾移動通信中是很難達到的。系統故障對于公眾移動通信系統來講最多是經濟上的損失，而對于集群通信還要承擔社會責任，因此，除在系統層面和網絡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生故障還能夠保證用戶的最低使用要求。
調度組呼通信的特點是通信次數頻繁，但每次通信時間較短，因此，要求數字集群網絡適合于承載大量頻繁的通信接續需要，而公眾移動通信相對來講適合于次數不多但接續時間較長通信的要求。
五、在系統功能方面
數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。補充功能包括調度區域選擇、多優先級、緊急呼叫、遲后進入、動態重組、調度臺強拆/強插、故障弱化、直通模式、VPN功能等，對于特殊用戶還需提供雙向鑒權、空中加密、端到端加密等功能。上述業務功能是作為一個真正的數字集群通信系統所必需的，否則無法滿足現場實際工作的需要，而公眾移動通信系統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，數字集群與公眾移動通信也有很大的不同。公眾移動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。
而數字集群的終端除功能、性能的一般性要求外，從外觀上，為適應現場惡劣工作環境的需要，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，在實際運營中，后兩種類型的終端配備比例要比公眾移動系統中大得多。如對于消防系統，除個別指揮人員外，基本上全部要配備車載終端，而內河航運主要配備船載終端。有時還需要根據特殊部門的特殊需要提供專用終端或專用配件。另外，數字集群中的調度通信終端是必不可少的，它是部門內部統一調度指揮得以實現的關鍵。調度終端的界面系統需要根據不同部門的不同組織結構和工作流程分別開發。
七、在運營管理方面
公眾移動通信是由運營商統一進行網絡建設、運營維護和日常用戶管理，每一個用戶需要新增或減少什么樣的業務都要經過運營商的認可并由運營商操作實施，用戶自己不能自行更改。
而數字集群中要求具備用戶（指團體用戶）自行管理的能力，除一般的小型企業外，大多數行業和集團用戶都有這種要求。因此，特別強調強大的VPN功能。利用VPN功能，用戶通過遠程操作維護終端，在應用層面上自行管理本單位的用戶，包括用戶分組、用戶業務權限、優先級甚至用戶的開通和停用，還包括用戶簽約信息等。當然，用戶只能管理和操作本部門下屬的用戶，而且用戶權限是在運營者事先授權的范圍內。
在業務的提供方式上，公眾移動通信是一種“大眾化”的方式，即根據市場和業務發展情況進行先行準備和部署，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，網絡部署完畢后即成為一個完整的業務網絡，雖然期間會進行不斷的補充完善，也會逐步推出各種新的功能和業務，但這種過程本質上是一樣的。而數字集群更趨向于“個性化”的方式，由于不同的行業和部門有不同的需求和使用方式，因此，網絡部署完畢后，只能部分滿足用戶的需要，要求在運營過程中有針對性地進行定制業務和應用的二次開發。從某種意義上講，數字集群網絡搭建完畢后，只是提供了一個業務平臺，只有通過不斷的二次業務開發才能完全滿足專業客戶的需要，這也是數字集群適用性的體現和生命力的所在。
八、在計費方式上
基于以上特點，公眾移動通信的計費方式是按照統一的資費政策基于個體用戶的業務使用情況進行計費的，雖然也有閉合用戶群或資費套餐等計費形式，但本質沒有變化。但數字集群的計費方式更趨向于以用戶對資源的占用情況和服務的成本為基礎、以用戶團體而不是以個體用戶為單位進行計算，與用戶團體的終端用戶數量、服務質量要求、業務區域范圍、業務功能種類等因素有關。例如，對于同一地區的公安系統用戶和出租車公司用戶，同樣是提供集群調度通信服務，由于它們對優先級、網絡可靠性和可用性等指標要求的不同，同樣的業務資費水平可能是不同的；對于內河航運系統用戶由于服務范圍主要是沿江河流域等人口密度較小的地區，網絡成本較高，與市政管理等城市單位的用戶相比，同樣的服務項目資費水平和結算方式都可能不同。
從以上分析可以看出，數字集群與公眾移動通信在本質上有很大的不同，分別適用于不同的目標用戶群，以不同的方式向用戶提供服務，二者不可相互替代，也完全能夠做到共存和協調發展。在兩種通信技術的發展過程中，也不斷相互汲取和借鑒對方的經驗以完善自身的發展。比如，近來公眾移動通信系統中推出的POC（基于蜂窩移動通信系統的無線對講）業務就是一個很好的例子，POC如同短信一樣，作為一項增值業務為公眾移動用戶提供了另一種溝通聯絡的方便手段，但也應看到，它與專業集群用戶所需要的調度指揮通信要求在本質上有很大區別，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通信技術，但它也不可能代替公眾移動通信，因為集群通信的生命力在于為社會行業用戶提供定制的、專業化的調度指揮通信手段，而不取決于采取什么樣的基礎技術。
隨著我國社會的進步和經濟的發展，開展數字集群通信業務所需的政策、技術、市場等條件已經基本成熟和完善，相信在政府、研發機構和運營企業的共同努力下，我國的數字集群通信業務一定能夠得到健康、順利的發展，從而在保障社會穩定和安全生產、促進國民經濟可持續發展等方面做出重要貢獻。
