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从军用到民用,你不知道的专网通信

时间:2021-06-18

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定电话网络慢慢铺开,对讲机逐渐退出了公网市场,重新回归到它原本的角色上去。
模拟对讲机也是目前存量最大的专用无线技术,市面上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的。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。
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。


先从军网开始说起。在专网用户中,军队无疑是个大头头。他们也是最早使用专用无线的用户。无线技术的出现,对军事通信技术起到了革命性的作用。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经?;峥吹?。
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(当时的供电条件很差,野外更是困难),架天线(电报一般都是短波以上,要是长波,天线会很长,那得哭死),人工编解码(是的,你没看错),滴滴答答的按……这还真是个大工程。二战的时候,摩托罗拉公司搞出了便携式的无线电话,几十斤,一个人就能背走。虽然通信距离短了些,但是方便呀!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。



在80年代,中国和欧美有一段蜜月期,获得了跳频技术(CDMA也是用的跳频技术)并消化吸收,再加上数字化时代的到来,通信的保密性得到了大幅提升。再到后来,随着国家对军队信息化能力建设的重视,我们的军事数据通信技术也得到了快速的发展。现在,我国包括C4ISR系统(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察)在内的军事通信技术处于世界先进水平。
民用专网最早也是滴滴答答的电报。但正如前文所说,那玩意实在太笨重了,非专业人士根本就玩不转。于是,简单方便的语音通信,就成了普通民用用户的希望。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,只能听,不能发。要想向上级汇报,还是要找电话亭。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。


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。无线列调对铁路运输的重要性不言而喻,是列车安全行车“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,使得无线专网的终端更为轻便,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。


于是,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。这些无线电话机还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,老式的步话机使用的是模拟通信技术,保密性很差。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的,但仍然显示出模拟步话机的巨大缺陷。


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,这些网络现在仍在运行。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。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。
目前,我国应用最广泛的数字集群技术是来自欧洲的TETRA。
TETRA采用TDMA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,在其它地区基本都占有优势,在欧洲则是占据统治地位。


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。
目前的数字集群设备基本都实现了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,全双工单呼,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?;?、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。

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