LTE宽带集群专网发展面临三大难题

文章来源:宽带集群产业联盟    发布时间:2015-12-06    浏览次数:

   无线专网是为特定的行业或群体提供安全可靠服务的无线专业网络,通常采用下行共享信道的集群技术,以提高频谱效率。政务和公共安全行业的专用网络,其频谱和基础网络设施与公众蜂窝网络独立,分别称为公共安全专网、政务专网,而由多个行业共用专网的模式称为专网共网。

  无线专网发展的“三部曲”

  长期以来,业界对于是否有必要建设独立的无线专网存在分歧。分析总结国内外无线专网的发展情况,我们认为,在涉及公共安全和政府运行的领域,建设无线专网是必要的。首先从应用场景来看,在灾难应急和人群高度密集的情况下,公众蜂窝网络容易拥塞或瘫痪,极端情况下甚至可能主动关闭,此时公共安全、医疗、消防等政府部门的重要通信保障需要有无线专网。其次从技术来看,公众蜂窝网络在语音接续时延和可靠性方面还未达到公共安全的需求。

  全球无线专网技术历经模拟集群、数字集群,正向宽带集群演进。模拟集群主要为MPT1327技术,提供语音对讲业务。数字集群的主流制式包括欧洲电信标准协会(ETSI)的TETRA标准、美国电信产业协会(TIA)的P25标准,提供语音集群调度、低速数据和短消息业务。宽带集群是无线专网宽带技术演进的方向,在数字集群业务的基础上,增加宽带数据和应用、多媒体调度应用等业务。LTE技术作为全球4G标准,具有高速率、高频谱效率、低时延等优点,且产业实力雄厚,基于LTE技术的宽带集群技术演进成为无线专网发展的共识。我国率先开展了基于LTE技术的宽带集群通信(B-TrunC)系统的标准化工作,并积极推进国际电信联盟(ITU)的国际标准化。3GPP也在R13中开展公共安全LTE的标准化工作。

  美国设独立部门运营LTE专网

  美国率先在700MHz频段将10×2MHz频谱指配给公共安全,2012年国家电信和信息管理局(NTIA)在国家法案授权下,成立了独立的部门FirstNet,负责管理建设全国LTE公共安全专网,并在3GPP推进公共安全LTE技术标准,引领了全球公共安全宽带专网的发展。

  美国LTE公共安全专网处于初期发展和探索阶段。2010年,旧金山、密西西比州等7个城市或地区依托美国宽带计划,率先开展了LTE公共安全专网的建设。各地投资、建设、运营的主体不尽相同。2012年FirstNet成立后,暂停了上述项目,以频谱为抓手,要求各地与其磋商达成协议后方能继续建设和运营,为全国性网络的商业模式积累经验。FirstNet也积极与其他各州沟通,若加入全国网络,基础设施可使用国会的拨款来建设,若不加入,可自行投资建设,但要求与FirstNet网络统一技术体制并保证互联互通。

  在资金投入方面,美国联邦预算规划70亿美元用于LTE公共安全全国专网的规划和基础设施建设,每个州的终端设备和运营成本由州财政承担,国会预留20亿美元,在商业网络运营后拨付。此外,预算5亿美元用于技术研发。

  我国制定全球唯一LTE集群标准

  我国TD-LTE政务网试验逐步启动。政务试验网采取城市或行业申请,无线电管理局授权频率、使用地区和期限的方式开展。北京、天津、上海、南京获得1.4GHz试验频段授权,陆续开始网络建设,行业应用的开发和客户群仍在探索与培养中,未形成稳定的商业模式。

  我国率先制定全球唯一的LTE宽带集群系统级标准,产品研发进程加速。我国产业界2012年开始陆续推出基于TD-LTE的宽带集群解决方案和产品,但存在互联互通和产业规模发展等问题。为此,中国通信标准化协会(CCSA)积极开展基于LTE的宽带集群通信(B-TrunC)系列标准的制定工作。该系列标准规范了底层无线承载、高层呼叫和业务控制,是系统级的技术规范,在保持与3GPP R9版本后向兼容的同时,增强了语音集群和多媒体调度等功能,采用创新的空口下行共享信道技术,业务的功能性能达到国际领先技术水平。目前该系列标准已经完成了总体技术要求和空中接口技术标准,其他技术和测试标准将于2014年陆续完成,产品预计2015年年底推出。

  我国LTE专网宽带集群在频谱资源、商业模式和应用方面,存在深层次问题急需解决。第一,频谱资源瓶颈突出。在窄带集群时代,政务、公安、电力等行业部门无线专网都有独立的频谱资源并建设了独立行业专网。步入LTE宽带集群时代,LTE宽带系统占用频谱更宽,频谱资源瓶颈更为突出,无法采用为单个行业分配频谱的方式。第二,商业模式尚需探索。LTE无线专网的管理方、建设方、运营方和用户市场多样,需要继续探索可持续发展的商业模式,参与方的各种组合,将带来不同的商业格局,LTE无线专网商业模式的核心,是其公益性还是商业性的定位问题。如果侧重公益性,不以盈利为目标,则网络建设和运营主要依赖政府拨款,满足特定政府和用户的需要,用户单位应严格受限;如果侧重商业性,可能发展商业用户,分流公众蜂窝通信市场,在行业客户市场上形成一定补充和竞争格局。第三,应用和终端定制化与推广面临困难。当前,LTE无线专网正处于发展初期,应用和业务提供能力是网络能否生存下去的关键因素。无线专网与行业生产活动紧密相关,好用易用且真正满足用户需求的业务应用和终端是发展的关键环节。行业应用和业务研发,需要有洞察行业需求并转化为产品能力的综合性人才队伍,技术门槛高。终端的软硬件定制化比例高,用户规模较小,导致终端成本较高。

  总之,全球无线专网正向宽带发展,LTE以其技术产业优势成为产业共识。美国率先开展LTE公共安全全国专网的建设。我国在北京、天津等主要城市开展了TD-LTE政务网试验,率先制定了TD-LTE宽带集群技术标准,市场和产业开始起步。但LTE宽带集群发展仍面临频谱资源、商业模式、终端与应用方面的机遇和挑战,需要产业界合作、探索和创新。

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