基本介紹
- 中文名：集群通信
- 外文名：trunked communication
- 套用領域：計算機通信
概念,發展歷程,業務種類,模擬集群通信業務,數字集群通信業務,發展的現狀,源自歐洲的TETRA,一家獨大的iDEN,中國標準之一：GOTA,華為的 GT800,
概念
集群通信系統是按照動態信道指配的方式實現多用戶共享多信道的無線電移動通信系統。該系統一般由終端設備、基站和中心控制站等組成，具有調度、群呼、優先呼、虛擬專用網、漫遊等功能。
發展歷程
追溯到它的產生，集群的概念確實是從有線電話通信中的“中繼”概念而來。1908年，Molina發表的“中繼”曲線的概念等級，證明了一群用戶的若干中繼線路的機率可以大大提高中繼線的利用率。“集群”這一概念套用於無線電通信系統，把信道視為中繼。“集群”的概念，還可從另一角度來認識，即與機電式（縱橫制式）交換機類比，把有線的中繼視為無線信道，把交換機的標誌器視為集群系統的控制器，當中繼為全利用度時，就可認為是集群的信道。集群系統控制器能把有限的信道動態地、自動地最佳分配給系統的所有用戶，這實際上就是信道全利用度或我們經常使用的術語“信道共用”。
綜上所述，所謂集群通信系統，即系統所具有的可用信道可為系統的全體用戶共用，具有自動選擇信道功能，它是共享資源、分擔費用、共用信道設備及服務的多用途、高效能的無線調度通信系統。
傳統的專用移動通信在移動通信中占有相當大的份量，最初由幾部普通步話機就可以組成一個無線電調度網，這種網在廠、礦等部門仍被大量採用，但網的功能過於簡單。其中有單頻單工制和雙頻單工制兩種工作方式，前者干擾大、設備簡單；後者干擾小，但設備複雜一些。無論是單頻單工還是雙頻單工制式，都只能是按鍵通話，一方講話，另一方只能聽。為避免通話上的不便，員通用的工作方式是雙頻雙工，通話雙方可以同時發信，但頻率利用率低。典型的無線調度系統是單局單站制、雙頻雙工工作方式，並且具有選擇性呼叫功能的無線調度網，根據業務規模和組織方式，可確定其為單級調度或多級調度。
可見，傳統的專用業務移動通信系統指的是套用於某個行業或某個部門內以調度指揮為主要特徵的移動通信系統。這種通信方式順其發展過程來看，從一對一單對對講開始，到單信道一呼百應且進一步到選呼系統，後來發展成多信道自動撥號系統，它們的主要特點在於信道是“專有”的。也就是說通話過程中用戶使用的頻率是固定的，這就導致一旦用戶選擇了某信道，那么它的通話就只能在這一信道上，直至通話結束；如果這一信道已被其它用戶占用，則它就不能選擇其它空閒信道，從而出現阻塞。由此可見，傳統的專用業務通信系統頻率利用率低，而導致通信質量降低。
針對上述專用業務移動通信系統中存在的缺點，就產生了高層次的專用業務移動通信形式——集群通信系統。
業務種類
模擬集群通信業務、數字集群通信業務。
模擬集群通信業務
模擬集群通信業務是指利用模擬集群通信系統向集團用戶提供的指揮調度等通信業務。模擬集群通信系統是指在無線接口採用模擬調製方式進行通信的集群通信系統。
模擬集群通信業務經營者必須自己組建模擬集群通信業務網路，無國內通信設施服務業務經營權的經營者不得建設國內傳輸網路設施，必須租用具有相應經營權運營商的傳輸設施組建業務網路。
數字集群通信業務
數字集群通信業務是指利用數字集群通信系統向集團用戶提供的指揮調度等通信業務。數字集群通信系統是指在無線接口採用數字調製方式進行通信的集群通信系統。
數字集群通信業務主要包括調度指揮、數據、電話（含集群網內互通的電話或集群網與公眾網間互通的電話）等業務類型。
數字集群通信業務經營者必須提供調度指揮業務，也可以提供數據業務、集群網內互通的電話業務及少量的集群網與公眾網間互通的電話業務。
數字集群通信業務經營者必須自己組建數字集群通信業務網路，無國內通信設施服務業務經營權的經營者不得建設國內傳輸網路設施，必須租用具有相應經營權運營商的傳輸設施組建業務網路。
發展的現狀
源自歐洲的TETRA
TETRA（陸地集群無線電系統）是一種基於數字時分多址（TDMA）技術的無線集群移動通信系統，是歐洲電信標準組織（ETSI）制訂的數字集群通信系統標準。它是基於傳統大區制調度通信系統的數位化而形成的一個專用移動通信無線電標準。
TETRA數字集群通信系統可在同一技術平台上提供指揮調度、數據傳輸和電話服務，它不僅提供多群組的調度功能，而且還可以提供短數據信息服務、分組數據服務以及數位化的全雙工行動電話服務。TETRA數字集群系統還支持功能強大的移動台脫網直通（DMO）方式，可實現鑒權、空中接口加密和端對端加密。TETRA數字集群系統具有虛擬專網功能，可以使一個物理網路為互不相關的多個組織機構服務，並具有豐富的服務功能、更高的頻率利用率、高通信質量、靈活的組網方式，許多新的套用（如車輛定位、圖像傳輸、移動網際網路、資料庫查詢等）都已在TETRA中得到實現。
近兩年，TETRA數字集群系統在全球，尤其是歐洲市場得到了較為廣泛的套用。截至2004年12月，全球已簽訂的TETRA契約總數為615個，比2003年同比增長90%。這些契約分屬全球70個國家，其中歐洲地區占全球契約總數的75%。由於亞太和中東地區的數字集群市場正處於快速發展階段，因而也為其提供了良好的市場機會。
從目前的數據來看，TETRA在全球各區域的發展中，簽訂契約數目同比增長最快的區域為亞太地區，增長率高達139%；其次是中東，增長率達到114%；而在西歐地區的增長率也達到110%。
在契約的數目方面，2004年簽訂TETRA契約數目最多的國家前三名依次為英國、法國、荷蘭―主要還是在歐洲地區。
在中國，幾種數字集群通信技術體制中，目前TETRA系統的套用相對占多數，主要用於政府、鐵路、捷運、航空、機場、水利等部門。
由於TETRA具有獨特的技術優勢，對於強力部門專網專用較有吸引力，目前其全球用戶主要分布在公共安全/交通/PAMR/公用事業/政府/軍事/石油/工業等領域，其中公共安全和交通部門占有的市場份額超過65%。在亞太地區，目前基本上套用於公共安全/交通/PAMR/公用事業領域，市場發展潛力很大。
但是，目前TETRA網路對外互聯部分技術尚未完全公開，不同廠家的TETRA產品目前還沒有完全實現互聯互通，不同網路之間的用戶和業務的互通乃至異地漫遊還存在一些問題。另外，TETRA的系統設備採購、建網成本和終端價格較高，這些都在一定程度上制約著TEREA的進一步發展。
一家獨大的iDEN
iDEN（集成數字增強型網路）是美國摩托羅拉公司研製和生產的一種數字集群移動通信系統，它的前身是MIRS系統，最初設計是做集群共網套用，因此除了以指揮調度業務為主外，還兼有雙工電話互聯、數據和短訊息等功能。
在技術方面，iDEN 具有以下一些特點：
首先，在功能方面，iDEN在傳統的調度通信基礎上，大量吸收了數字蜂窩通信系統的優點，增強了電話互聯功能，其無線電話功能與個人移動通信系統同在一個水平上，同時將數字蜂窩通信系統的增值業務如簡訊息服務、語音信箱及基於IWF上的電路數據套用於iDEN系統中；
第二，iDEN可以較高效率地使用傳統的頻譜，iDEN採納傳統的800MHz頻譜（806MHz～825MHz，85lMHz～870MHz），除歐洲外，該段頻譜在全球被廣泛套用於集群通信，無需調整，iDEN可以使用不連續頻點，方便運營商靈活配置頻率資源，通過TDMA技術，iDEN將一個25kHz的物理信道劃分成6個數字通信時隙，頻率利用率較高；
第三，iDEN採納獨特的MI6QAM的調製技術，使每一個25kHz的物理信道（含6個通信時隙）的速率達到64Kbps，同時使鄰道抑制達到60dB以上，這一高效的調製技術保證了集群通信數位化進程中數字與模擬系統的共存，iDEN的話音編碼方式採取4.2Kbps的VSELP，可在6:1的壓縮下保證話音的質量；
第四，蜂窩式的小區結構提高了網路的覆蓋能力，iDEN採納7×3的小區復用方式，將一個基站分為扇形小區，擴大小區的容量，提高大地域的組網能力，同時，還可以採取全向基站的方式，以12×1的全向小區復用方式，因地制宜，逐步發展；
第五，可以實現跨系統調度通信。
目前iDEN技術體制主要用於數字集群共網系統套用，美洲和亞洲為其主要市場。在美洲，美國、加拿大、阿根廷、巴西、哥倫比亞、墨西哥、秘魯等國都有iDEN系統的部署； 在亞洲，日本、韓國、中國、菲律賓、新加坡、以色列等國都可以見到iDEN網路。其中，由美國Nextel公司（現已與其他移動運營商合併）運營的iDEN網路是目前全球最大、發展最完善的iDEN網路。
iDEN網路的服務對象比較廣泛，包括政府機構和各種企業用戶，如：建築業、維修服務業、能源電力業、商品零售和批發、農林採礦業、廣播出版業等。
但是，由於iDEN系統是由摩托羅拉獨家生產製造，接口沒有公開，目前網路設備主要由摩托羅拉供應，因此系統設備採購、建網和終端成本比較高。而且，由於研發年代較早，雖技術比較成熟，但對新業務支持能力相對較弱。
中國標準之一：GOTA
GOTA（開放式集群架構）是中國中興通訊提出的基於集群共網套用的集群通信體制，也是世界上首個基於CDMA技術的數字集群系統，具有中國自主智慧財產權，具備快速接續和信道共享等數字集群公共特點。GoTa作為一種共網技術，主要套用於共網集群市場，其主要特色在於更利於運營商建設共網集群網路、適合大規模覆蓋、頻譜利用率高、在業務性能和容量方面更能滿足共網集群網路和業務套用的需要。
GoTa採用目前移動通信系統中所採用最新的無線技術和協定標準，並進行了最佳化和改進，使其能夠符合集群系統的技術要求，同時又具有很強的共網運營能力和業務發展能力，滿足集群未來發展的需求。
GoTa可提供的集群業務包括：一對一的私密呼叫和一對多群組呼叫；系統尋呼、群組尋呼、子群組尋呼、專用PTT業務等特殊業務；對不同的話務群組進行分類，例如永久型群組和臨時型群組，用戶可對其群組內成員進行管理。除了集群業務以外，GoTa還具有所有新的增值業務，如短訊息、定位、VPN等，這些業務和集群業務結合起來，可為集團用戶提供綜合服務。
GoTa成功解決了基於CDMA技術的集群業務關鍵技術。為了能夠在CDMA網路上進行PTT通信，並且不影響原有CDMA系統已具備的業務功能和性能，GoTa圍繞著無線信道共享和快速連結這兩項關鍵技術提出解決方案，使新增的集群業務不會對傳統通信業務和網路資源帶來不利影響。與傳統集群通信方式相比，GoTa技術的優勢有：技術先進、業務豐富、投資少、見效快、運營成本低。
目前，中興通訊已經與中國鐵通、中國衛通兩家基礎電信運營商合作開展了GOTA數字集群商用試驗，此外，還贏得了俄羅斯、挪威、馬來西亞、泰國、埃及、阿爾及利亞等十餘個國家和地區的數字集群項目，其中挪威和馬來西亞的都是商用網路。
儘管從目前來看，iDEN、TETRA技術相對來說已較成熟，但是這兩者價位都太高；GoTa的性價比好、前向發展軌跡清晰、多業務增值能力強、安全保密性及可信任性好，只是成熟度相對差些，需要時間完善。因此，在一定時期內，TETRA、iDEN、GoTa等在中國市場上將會有不同的基本市場定位，在競爭中共存，並由市場用戶選擇而決定其未來發展。
華為的 GT800
GT800是華為提出的另一項中國具自主智慧財產權的基於時分多址的專業數字集群技術，通過對TDMA和TD-SCDMA進行創造性地融合和創新，為專業用戶提供高性能、大容量的集群業務和功能。技術創新集中體現在集群特性的實現與增強方面，目前已形成數十項集群技術核心專利。
GT800的技術優勢主要體現在以下幾點：
一、覆蓋廣，由於採用TDMA的技術體制，GT800每個信道的發射功率恆定，覆蓋距離僅受地形影響，能夠在共享信道情況下實現廣覆蓋，在用戶量增多的情況下，小區覆蓋不受影響，各集團共享整個GT800網路覆蓋服務區，真正體現GT800集群共網的廣覆蓋，廣調度，充分利用頻率資源的特性；
二、一呼萬應，GT800繼承了業界成熟的數字集群技術體制，實現了真正的信道共享，組內用戶的數量不受限制，用戶之間不會互相干擾，真正實現一呼萬應；
