专网无线技术.docx

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专网无线技术

什么是专用无线

　　在很多人眼中，专用无线是一个低调、神秘、小众的领域，很多人甚至根本没有听说过。

一提到无线技术，我们首先想到的就是我们手中的手机。

那么什么是专用无线呢？

　　简单来说，专用无线技术就是为专业用户提供无线通信服务的技术。

在我们的圈子里，一般称之为专网，这也是为了和运营商的网络也就是公网进行区分。

当然，专网的含义很广，并不仅限于无线网络，只是在这里，笔者为了偷懒就用了这个业内习惯用语。

　　专用无线面向的用户包括军队、政府、警察、铁路、地铁、电力、石化、机场、港口、矿山、水利等等不同的行业用户，也就是说，专用无线一般不是给老百姓平时用的。

专用无线网络承载的业务一般都涉及安全，因此建设这些网络并不以盈利为主要目的，保证业务安全保密和网络稳定可靠才是专用无线网追求的主要目标。

　　专用无线网的业务包括语音和数据。

除去专用的数据网，其他专网都是以语音业务为主，即使能够在网络中同时传输语音和数据，语音的优先级也是最高的，而且在未来相当长的时间里，这个局面也不会改变。

有朋友会说，现在移动互联网发展如此迅猛，运营商都难逃管道的命运，凭什么专网还是以语音为主？

其实这也是专网的用户对呼叫（请注意，这里的呼叫包括了语音呼叫和数据呼叫）快捷性的要求决定的。

请各位试想一下，是你敲字快还是按下PTT直接说话快？

答案显而易见。

在语音业务中，又以一呼百应的组呼业务为最重要的业务，组呼建立时间也成为衡量一个专用无线技术最重要的指标之一。

当然，由于技术进步，系统吞吐量不断提高，专网的数据业务重要性也在不断提升，只不过在实际应用中，专网更多是被用来进行调度指挥，语音的重要性仍然无法撼动。

　　由于对安全性、可靠性、稳定性的要求很高，专网技术并不像很多人想象的那么先进。

在我们对4G技术已经司空见惯的时代，LTE在专网中仍然是一个新兵，数字窄带技术仍在大规模建设使用，很多地方甚至还在用着模拟技术。

但是落后并不意味着不好用，很多用户出于成本和使用习惯，对新技术并不青睐。

当然，这也和我国对专用无线缺乏足够重视有很大关系，我们会在后面的章节对这个问题进行讨论。

　　和很多人想的不同，专用无线的起源很早，甚至比公网还要早。

下面我就简单讲讲专用无线技术的发展史。

军用专用无线发展史

　　专用无线的发展非常早，可以说，无线技术一出现，专用无线就随之而来了。

　　在专用无线的用户中，军队无疑是个大头头，这也是最早使用专用无线的用户。

毕竟，无线技术的出现对军事通信技术起到了革命性的作用。

当然现在，军用无线技术已经成为另一个专业的技术方向，而且牵扯到保密的问题，我们这里只是简单说说。

　　最早的军用无线技术无疑是滴滴答答的电报，我们在战争剧谍战剧里看到的那些惊心动魄的情节无疑就是对这种技术的最好注脚。

但是电报这玩意很麻烦，要通信还得预先约好时间，找个条件较好的地方，然后架电源（要考虑到当时的供电条件之差，野外更是困难），架天线（电报一般都是短波以上，要是长波，那得哭死），人工编解码（是的，你没看错，电报应该属于数字通信哟），滴滴答答的按……这还真是个大工程。

　　二战的时候，MOTOROLA搞出了便携式的无线电话，大的几十斤，一个人就能背走，小的挂背包旁边就OK，端的是小巧玲珑。

虽然通信距离短了些，但是架不住方便呀，更何况，语音呼叫省掉了麻烦的人工编解码过程，效率也大大提高。

于是乎，我们经常能在美军二战片里见到一个大兵抱着个有两个大哥大体积的无线电话狂叫火力支援的镜头。

后来国民政府也引进了些，只不过很多成了解放军的补给。

建国后，我们国家借鉴了苏联和美国的技术，也能够自行设计生产这样的无线电话，只不过在我们心里，这些无线电话机有一个更响亮的名字——步话机。

《英雄儿女》中王成背着步话机大喊“向我开炮！

”的镜头影响了几代中国人。

　　但是老式的步话机保密性很差，这也是模拟技术的通病。

据说对越自卫反击战的时候，由于越南军队使用的电台很多都是中国支援的，我方的无线通话经常被窃听导致严重的泄密，后来特意找了一群温州通信兵，用温州话通话才达到了保密的效果。

虽然这个故事未必是真实的，但仍然显示出模拟步话机应该被淘汰了。

在80年代中国和欧美的蜜月期，中国从西方国家获得了跳频技术并消化吸收，再加上数字化时代的到来，用方言保密通话的尴尬已经一去不复返了。

　　随着技术的发展，军事数据通信也已经得到了广泛的重视。

世界上的主要军事强国都将信息化作为军事技术的发展方向，这其中，负责传输各种信息和命令的数据链无疑是最重要的技术之一。

现在的数据链技术，包括了从海洋到地面，从天空到太空的所有范畴，战场上的人员装备都是链条的一个节点，真正实现了空天地一体化。

当然，这里面，先进的军用无线技术无疑是最重要的技术基础之一。

民用专用无线发展史1——我国引进的技术们

　　说完军用无线技术，我们再说说民用的专用无线技术发展史。

其实民用的专用无线才是我们这篇文章的主角，后面我们再提到专用无线这个词，都指的是民用的专用无线。

喜欢军用无线技术的朋友请自行研究。

　　话说民用的专用无线技术最早也是滴滴答答的电报，但是正像前文提到的，那玩意实在太笨重了，非专业人士根本就玩不转，更不要说常年按电键对手指的伤害。

于是方便明了的语音通信就成了拯救数学不好的同学以及手指们的希望。

20世纪30年代，美国警察在汽车上装上了电台，只不过这个电台是单工的，还可以用来听FM969（这是笔者非常喜欢的一个音乐电台），要想向上汇报，找电话亭吧。

　　二战之后，无线技术有了大发展，语音双工和半双工通话已经不是问题，于是专用无线技术开始得到广泛的使用。

这里面比较有代表性的就是铁路通信。

我国从50年代开始，通过引进苏联技术和自行研发，在铁路设置无线调度系统，实现语音调度指挥，这一系统被成为无线列调，无线列调也成了列车行车“三大件”之一。

时至今日，我国大部分铁路线依然在使用无线列调技术进行通信。

　　20世纪60年代，现代意义上的对讲机在美国出现，后来在日本大规模发展。

对讲机的出现，使得专用无线的终端更为轻便，也使得更多的行业开始引入无线技术。

　　20世纪70年代末，模拟集群技术出现。

集群技术参考了蜂窝技术，能够提供更加复杂的业务种类，适合更加专业的用户的需要。

　　我国在上世纪80年代初引入了对讲机，一时间风靡大江南北，男女老幼无不为这种随时随地想说就说的新鲜玩意所吸引。

在一段时间内，对讲机是被拿来当手机用的。

但是随着时间的推移，对讲机易受干扰，通话距离有限，通话保密性差的缺点也开始暴露出来，再加上手机网络和固化网络慢慢铺开，对讲机慢慢退出了公网市场，重新回归其应有的角色上去。

　　现在，模拟对讲机已经不是什么新奇事物，泉州出产的对讲机甚至可以做到百元以下。

模拟对讲机也是目前存量最大的专用无线技术，我们可以随时随地在各种场合见到它们的身影。

但是很多对讲机实际上是非法使用，因为我国规定，只有工作在409MHz上部分频点，发射功率不大于0.5W的对讲机才可以不用申请频率。

另外，由于模拟技术的落后，我国也在努力推动模转数的工作。

经过几次波折，预计到2017年1月，我国将不再为模拟设备发放新的型号核准证。

　　我国用来替代模拟对讲机的技术主要是源自欧洲的DPMR技术。

这是一种FDMA的低成本数字对讲机技术，工作频宽为6.25KHz。

目前已经有很多厂家都推出了相应的产品，但是由于成本问题，目前看来，要全面替代模拟对讲机，还是有很长的路要走。

　　80年代中期，我国引入了模拟集群技术，最先引入的应该是诺基亚的系统。

集群这个术语是从英文“Trunking”翻译过来的。

这个词本意是中继，现在在港澳台地区，集群系统一般都被称为中继系统。

我国内地引入这项技术时，也曾开会讨论中文名称，一位老专家说，这项技术并不是传统意义上的中继技术，所以建议考虑其他名字，后来经过讨论，确定这项技术叫做集群技术。

集群系统能够提供更丰富的业务，能够提供更广阔的覆盖，这吸引了像政府、公安这样需要更广阔覆盖的用户。

我国大概有三分之一的城市建设了模拟集群网络，供政府或公安使用，这些网络现在仍在使用。

　　但是我国在引入模拟集群时出现了严重的失误。

由于缺乏规划意识和标准意识，我国先后引进了欧洲、美国、日本、新西兰等多个国家的模拟集群系统，结果出现了“七国八制”的尴尬局面，不同厂家之间的系统不能互通。

直到现在，我国除了公安部曾经发布过模拟集群的标准外，并没有一个通用的行标。

不过随着时间的沉淀，目前，我国模拟集群的体制基本都是采用MPT1327信令，而且随着我国海能达等厂家陆续推出了国产MPT1327模拟集群系统，模拟集群的价格也终于降了下来。

　　模拟集群的缺点是显而易见的。

模拟集群每个频点只能传输一路组呼，利用率很低。

在一个三四线城市，无线频率占用较低的场景下使用还可以接受，在一二线城市这种无线频率资源紧张的情况下，这样的利用率逐渐让人无法接受。

另外，模拟集群的数据业务单调的可怜，虽然可以传输一些简单的短信，但是无论是字数还是效率都远远落后于当时已经普及的公网2G技术，至于分组数据业务更是想都不要想。

在IP化已经成为主流的今天，模拟集群已经严重落后，但是由于改造成本的问题，很多模拟集群仍然在继续服役。

不过同样由于前文提到的模转数的原因，模拟集群也即将推出历史舞台。

公安部在其牵头制定的PDT数字集群标准中明确提到要能够与MPT1327模拟集群互联互通并支持平滑升级。

　　数字集群技术起源于上世纪90年代，当时向国际电联提交的技术体制有7种，来自美国、欧洲、日本、以色列，当时，我国还没有能力提出我国自有的数字集群技术体制。

我国于上世纪90年代末开始研究制定我国的数字集群技术标准。

当时入选的有摩托罗拉的iDEN、欧洲ETSI的TETRA、以色列的FHMA。

最终，TETRA和iDEN成功入选，成为我国行标SJ/T11228-2000中的体制A和体制B。

　　iDEN是摩托罗拉的自有技术，从系统到终端全部由摩托罗拉提供，技术封闭性非常高，而且摩托罗拉始终拒绝开放iDEN技术。

因此，iDEN在中国并未得到广泛应用，仅在福建有一张iDEN网络，在其他地方也有几个小型的网络。

目前我国应用最广泛的数字集群技术是来自欧洲的TETRA。

　　TETRA是ETSI制定的数字集群标准，是第一个在制定之初就以调度指挥作为目标的数字集群标准（其他基本都是想搞公网没搞成再改成专网技术）。

这个技术也是全世界应用最为广泛的数字集群技术，除了北美（主要是美国、加拿大）、日本（日本有其自己的数字集群标准）市场占有率较低外，在其他地区基本都占有优势，在欧洲则是占据统治地位。

世界上的主流TETRA厂商基本都在欧洲（还有美国的MOTOROLASolutions），世界上覆盖最广的TETRA网络和规模最大的TETRA网络分别位于瑞典和德国，都是国家网，欧洲很多国家都有覆盖全国的TETRA网络。

不过世界上最大的TETRA城市网是中国的北京正通网，这也是亚洲最大的TETRA网络。

另外，我国还有广州、深圳、上海、南京等城市拥有TETRA城市网，山东则拥有一张省级TETRA网络。

在我国地铁专用无线系统领域，TETRA则占有绝对统治地位。

另外，还有很多港口、机场、矿山、大型工厂等行业拥有自己的TETRA网络。

　　TETRA采用TDMA，工作频宽25KHz，能够在一个频点上提供4个时隙，也就是4个业务信道，能同时传输4路组呼，并且支持低速的分组数据业务。

目前的TETRA设备基本都实现了IP化，并且基本都开放了接口，支持第三方厂家做二次开发。

在业务上，支持半双工的组呼和单呼，支持全双工单呼，支持紧急呼叫、优先级呼叫、短消息、状态消息、脱网直通（DMO）、单站集群、遥毙遥活、强插强拆、监听、环境监听等一系列复杂全面的调度指挥功能，直到现在，TETRA的业务模型仍然是一个极为优秀的范例被后来者模仿引用。

TETRA在我国最初被认为适合做中小型的专网，而大规模的共网则看好iDEN，但是随着时间流逝，我国的大规模专用无线网络基本都采用TETRA技术，TETRA组大网的能力已