向中國廣電建言——另辟蹊徑建全國性5G應急專網

2019-07-16 09:20:49  
 來源: C114通信網

(本文作者:李進良,1952年畢業于清華大學電機系電信組,教授級高級工程師,中國移動通信領域的奠基人之一,享受政府特殊津貼專家,中國移動通信聯合會常務理事,中國通信學會會士。長期關注移動通信產業的發展,從事戰術通信與移動通信系統的科研生產工作長達50多年,力推TD在我國的發展。)

  引子

  6月6日工信部發放5G牌照,令人詫異的是不僅有通常的中國移動、中國電信、中國聯通三大電信運營商,居然還有中國廣電。這次工信部給中國廣電發放5G牌照的確是很有智慧的高招,一方面調動了廣電系統的積極性,把閑置十年的700兆黃金頻段盤活了;另一方面打破了多年三足鼎力的移動通信運營格局,在與美國爭奪5G制高點的關鍵時刻,增添了新生力量。作為突然冒出的新軍,中國廣電倍受關注,這位移動通信的小弟弟,能異軍突起,與三位老大哥分庭抗禮嗎?

  為了尋求蹊徑,讓我們首先分析一下中國廣電的優勢與劣勢。

  1.中國廣電的優勢與劣勢

  (1)廣電優勢

  1) 獲得難能可貴的5G運營牌照:可以得到鐵塔公司助力,共用基站站址和室分資源,加速網絡部署。

  2) 盤活700MHz黃金頻譜:其損耗、穿透力的特性均優于三大運營商的2.6GHz、3.5GHz及4.9GHz頻譜。損耗低,可減少基站數量,在相同覆蓋條件下,700MHz主網部署站點規模約為3.5GHz頻段的1/4,大大節約建設成本。

  3) 發揮廣電媒體和內容文創科創特長:加快形成以視聽業務為主體的全媒體綜合信息內容服務體系,將更多的服務內容提升到4K、8K超高清電視服務,利用5G除了復興傳統客廳的大屏幕視頻,還可實現把電視拿在手里推動廣電融合小屏幕視頻內容。

  (2)廣電劣勢

  1) 廣電整合因各地有線電視行業股權結構復雜導致進度緩慢,預計2020年才能基本完成網絡整合,實現全國一張網。

  2) 全國有線電視業務營業收入,2016年為907.68億元,2017年下滑至895.49億元,2018年底,全國占比49.89%,同比下滑5%;由7家互聯網運營商運營的OTT TV占比36.69%,同比提升12%;由電信運營商運營的IPTV占比34.68%,同比提升7%。在寬帶業務上,廣電用戶增速放緩顯著,且部分省份已出現負增長態勢。

  3) 完全沒有移動通信網絡資源、科技人才與運營經驗,一切從0開始。

  中國廣電的優勢可利用來克服其劣勢,如獲得的5G運營牌照,可吸引各省網公司積極參與而加速整合,早日實現全國一張網。黃金頻譜建設5G網絡能夠以低成本拉近廣電與電信運營商基于歷史原因造成的差距,形成一個高起點高技術的5G網絡。

  反之,中國廣電的劣勢也可轉化為優勢,如完全沒有2G/3G/4G網絡,像一張白紙好畫最美的圖案,可以一步到位直接建設SA獨立組網,可實現網絡切片、邊緣計算等新技術應用,為諸多垂直行業奠定專業移動通信基礎,推動中國相關產業的發展和成熟。

  2.長寧地震預警“跑贏了地震波”的啟示

  6月17日由成都高新減災研究所與應急管理部門聯合建設的大陸地震預警網,成功預警了22時55分在四川省長寧縣發生的6.0級地震。地震發生時,一些宜賓、成都市民的電視、手機、專用地震預警終端等收到了預警提示,村民可以收聽到大喇叭廣播危急警告。成都提前61秒預警,德陽提前49秒,宜賓提前10秒。不要小看地震預警區區那么幾秒到幾十秒,它能有效減少人員的死傷。實踐表明,提前3秒的預警,可以就近躲在桌子底下或者衛生間;5秒,一樓的人可以疏散到樓外;10秒,二樓的也可疏散到樓外;民眾就可以緊急逃生。

  這則新聞就給我們以啟示:中國廣電除借助5G提升電視廣播主業做好主流輿論傳播網之外,在移動通信劣勢下避免與三大運營商直接交鋒,可以另辟蹊徑,建設國家公共服務與安全應急專網,實現覆蓋全國、可管可控、綠色安全的應急專網,保障國家安全、人民的生命財產安全。這一蹊徑是否可行?下面予以分析。

  3.防災減災救災的全國應急通信保障體系

  為防范化解重特大安全風險,健全公共安全體系,整合優化應急力量和資源,2018年我國組建應急管理部,這是一項非常重大的舉措,必將全面提高我國防災減災救災能力。

  (1) 突發事件信息系統

  對突發事件的預防與應急準備、監測與預警以及事后恢復與重建主要依靠全國統一的突發事件信息系統。

  中國三大電信運營商有3張覆蓋全國的有線網和3張覆蓋全國的2G/3G/4G移動網,還有覆蓋局部地區的無線局域網(WLAN);此外,還有中國廣電覆蓋全國的有線電視和無線電視網。這么巨大的網絡資源,就形成了突發事件信息系統的資源基礎。但是必須針對突發事件信息系統的要求,利用云計算、大數據、人工智能等先進技術,將不同歸屬不同體制技術的全國電信網加以整合。

  (2) 應急通信保障體系

  對突發事件應急處置與救援以及突發事件發生的一級、二級預警,國家還必須建立健全應急通信保障體系,需要建立有線與無線相結合、基礎電信網絡與機動通信系統相配套的應急通信系統,確保突發事件應對工作的通信暢通。

  理想是建成一個全國性的無線集群指揮調度的應急通信專網,在全國應急管理部的領導下,各級人民政府都應建立一個統一的應急指揮調度中心,將該級政府、公安、武警、醫院、消防、急救、交通等幾十個成員單位,以及旅游、賓館等部門統一在一套應急通信專網之中。這樣才能推動形成統一指揮、反應靈敏、上下聯動的應急通信保障體系。

  4. 發展全國應急專網的必要性

  公眾移動通信領域我國已有巨大的網絡資源,就形成了突發事件信息系統的資源基礎。而專業移動通信領域,我國顯得異常分散薄弱,如不未雨綢繆,將很難防范化解重大安全風險。因此,我們應從經濟全球化發展趨勢、業務部門跨地區協調要求、災害廣泛性、突發事件緊迫性等不同角度分析發展全國應急專網的必要性。

  (1)經濟全球化要求全國性的大型專網

  歐洲經濟一體化的要求,在公眾移動通信領域推動了GSM/WCDMA/FDD-LTE數字蜂窩標準的發展;在專業移動通信領域推動了TETRA數字集群標準的發展。經濟全球化要求有先進的統一的通信手段與之相適應,構成能兼容互通的跨地區的全國應急專網,來提供統一的優質服務。

  (2)各業務部門的整合協調要求跨部門全國聯網

  應急管理機構自身就包含眾多部門;而一個城市有公安110、火警119、急救120、交警122和12345市長公開電話等特服號碼;水、電、氣、熱等公共事業還有諸多服務號碼。許多社會活動需要各部門的協同工作,如果各個部門都建立獨立的指揮調度通信,一方面會造成建設資金、頻率資源及各種物力的匱乏與浪費;另一方面必將造成防災應急體系的各自為政和信息孤島,聯合行動難以實施。因此,必須統籌兼顧,建設全國跨部門的防災應急體系。

  (3)災害的多發性、廣泛性要求全國一盤棋

  災害的多發性、廣泛性諸如洪水泛濫涉及上下游多個省市地區,恐怖襲擊多地同時爆發,雪災遍布北方廣大地區,沒有全國性應急通信保障體系是無能為力的。

  以2003年爆發非典突發公共衛生事件為例,我國由于沒有統一領導,各地信息不通,資源不能整合,以致非典疫情很快蔓延全國。相反作為全球人流物流最頻繁的美國,依靠全國性可監測瘟疫傳播和生物襲擊的電腦信息通信系統,遏制了這場席卷全球的“非典”災難,僅報告了十幾個“非典”病例。正反兩方面的經驗教訓充分說明全國一盤棋對于防災的必要性。

  (4)災害的突發性要求全國及時靈敏反應

  災害的突發性往往瞬刻就造成無可挽回的巨大損失,全國必須爭分奪秒及時靈敏反應才能化解特大安全風險。以轟動全球的“9.11”事件來看,信息及時準確是決定性的關鍵。如果當時起飛攔截的空軍飛機得知劫機的準確位置,就有可能制止世貿二號樓與五角大樓的災難。“9.11”事件告誡我們:常規的有線通信和蜂窩移動通信在災難發生時都不足以保證信息的暢通,建立一個反應靈敏的全國指揮調度通信應急專網對于事前的防范、事變的阻截是非常必要的!

  5.發展全國應急專網的可行性

  (1)技術上的可行性

  5G將為用戶提供光纖般的接入速率、“零”時延的使用體驗、千億設備的連接能力、超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等6大高性能指標,同時將為網絡帶來超10倍的頻譜效率、超百倍的能效提升和比特成本降低等3大關鍵能力,最終實現“信息隨心至,萬物觸手及”的總體愿景。5G技術場景歸納為3種:eMBB(增強移動寬帶)、mMTC(海量機器類通信)、和uRLLC(超可靠低時延通信)。

  專業移動通信與前四代公眾移動通信不同,有虛擬專網、群組業務、快速呼叫、安全可靠、高抗毀性、高突發性等一系列特點和要求,而5G 的6大性能指標、3大關鍵能力與3大業務完全對口滿足專業移動通信這些特點和要求,可以說5G為專業移動通信奠定了技術基礎。中國廣電應該抓住發牌的機遇,爭取將專網的發展列入5G建設的SA目標網之內。

  因此,從技術上分析,基于5G技術發展全國數字集群共用應急專網是可行的。

  (2)經濟上的可行性

  1) 需用的部門數量增加

  隨著社會經濟的發展,人們對專業移動通信網的需求和依賴性增加,用戶數量會大大增加。公安、消防、防汛、急救、交通、建筑業、酒店業、旅游業以及其他一些行業都使用了或正在要求使用專網設備,而原來的使用單位所需的移動臺數量也有大幅度提高。由此可見專業網的市場是增長的,搞專網運營長遠來看是有前途的。

  2) 部門的業務項目增加

  過去僅是話音通信,現在發展到了話音、數據及圖像、視頻等,如刷卡抄表、遙控遙測、防盜報警、圖像監控等都需要數據傳輸。有了基于5G的數字集群系統,提供各種新業務便易于實現。隨著用戶對移動互聯網的依賴及對多媒體信息的需求,專業網的用戶業務量還會增長。

  3) 社會的協調要求增加

  許多社會活動需要各部門的協同工作。我國社會經濟活動頻率加快,范圍擴大,信息傳輸量劇增,相關用戶對可用于廣域調度指揮的移動通信業務的需求日益迫切,為我國發展全國數字集群共用應急專網奠定了市場基礎。

  4) 建網運營成本顯著降低

  我國現有的垂直行業多數是獨立投資建設,僅供本單位內部使用的非經營性專用網,這勢必造成投資和維護成本高、頻譜浪費大、覆蓋范圍小、調度指揮功能不能充分發揮等缺陷。

  隨著數字集群通信技術的成熟和市場經濟的發展,國外早就在大力推廣專業移動通信共用網的建設。如由運營服務商投資建設覆蓋全國的經營性數字集群共用網,各類垂直行業、機關團體、企業均可交納一定費用,以共用網的基礎設施為平臺建立自己的虛擬專用網。建設數字集群共用網所需的頻譜和投資只有所有專業網總和的1/3,運行時可調劑信道余缺,顯著降低運維成本。

  因此,從經濟上分析,建設全國數字集群共用應急專網也是可行的。

  6.發展全國應急專網的基本條件

  要想確保我國應急通信保障體系,首要發展基于5G的全國數字集群共用應急專網,必須具備3個基本條件:即標準、頻率和資金,當前是描繪宏偉藍圖的最好時機。

  (1)標準

  國際電信聯盟提出了ITU-8A/64公共安全與減災(PPDR)無線通信應用及系統要求。而我國自主形成的B-TrunC標準是國際上首個支持點對多點語音通信和多媒體集群調度等公共安全與減災應用的寬帶集群通信標準,并被寫入M.2014-3標準修訂稿中,成為ITU-R推薦的集群空中接口標準。國內基于B-TrunC標準的LTE寬帶集群系統在北京、廣州等主要城市已經用于無線政務、公共安全、交通、能源和林業景區等眾多行業,實現了規模應用。

  2017年國務院辦公廳印發《國家突發事件應急體系建設“十三五”規劃》,明確要研發基于4G/5G的應急通信手段。5G業務的3種場景完全可以涵蓋PPDR的上述要求。

  建議中國廣電要在B-TrunC標準的基礎上盡快組織B-TrunC產業聯盟、PoC成員以及專業移動通信產業界一起共同制定基于5G語音+數據的統一PPDR標準。

  (2)頻率

  頻譜是具有重要戰略意義的稀缺資源。在專網領域,基于窄帶技術原有150MHz和400MHz頻段的對講機,350MHz和800MHz頻段的集群系統,以及230MHz和800MHz的數傳等,這些頻段可以傳語音和低速數據。2015年,工信部又規劃了1.4GHz和1.8GHz兩個寬帶專網頻段。1.4GHz頻段現在只有20MHz帶寬資源,不能完全滿足公安、應急等行業需求。

  中國廣電介入應急專網之后,可以充分利用700MHz黃金頻譜,及早確定釋放的數字紅利帶寬,與ITU確定的國際IMT頻段一致,那頻譜資源不足的問題就比較好地解決了。

  (3)資金

  我國過去許多專網建設所需資金都是國家的企事業單位向國家財政管理部門申請專項撥款的,從部門利益出發,多是寬打窄用,導致效率低下,浪費極大。

  在新的時代,建議一律取消專網專項撥款,而將這筆撥款作為中國廣電建設5G數字集群共用網的國家投資,同時發行股票,吸引社會集資。而對國家機關及企事業單位取消專網專項撥款后,相應要改為經常性的專業移動通信開支。這樣才能促使原擬單獨建網的各個部門加入中國廣電數字集群共用應急專網成為其專業用戶。

  只有及時調整改革建設專網的頻率及資金政策,進一步理順專網與專業用戶的關系,形成新的生態鏈,才能推動發展。

  7.國際上發展全國數字集群共用應急專網的成功案例

  從全球范圍來看,共網模式屬于主流,其目標是解決公安、消防、醫療等行業在應急通信方面各自為戰、劃界而治的難題,建成一張覆蓋范圍廣、互操作性強、可靠性高、擴展性好的共用網絡。比較典型的案例如下:

  (1) 芬蘭全國性政府共用網VIRVE

  1997年芬蘭內務部出資60%,選擇出資40%的芬蘭電信SONERA合作組建專網,2003年在全國范圍內建立經營VIRVE網。已有700個虛擬專網,達到10萬個政府用戶。由于該網是政府投資組建享有一定的優惠條件,僅需繳納較少的頻率占用費,目前網絡的運維費、鏈路及鐵塔機房租用費均由政府撥款支付。而每個用戶的網絡使用費也由內務部收取。運營公司只負責物理網絡的運營,而用戶管理及通信管理均由用戶部門在各自的虛擬專網中進行。

  后來各歐洲國家學習北美統一報警救助系統“911”,選用了“112”作為統一報警號碼。芬蘭內務部根據行政劃分在全國建設13個“112”中心,每個中心平行設置,可互相協作。“112”指揮中心歸內務部直接領導,有權調度各類公共安全人員,如警察、消防、救援等等。“112”中心以VIRVE數字集群網為無線指揮調度平臺,兩個系統實現了無縫集成。

  (2)比利時全國性政府共用網ASTRID

  1998年,比利時政府選擇KNT(Kreutler, Nokia and Telindus)聯合體,專門成立了ASTRID公司,作為全國性數字集群政府共用網的運營商,并建有11個指揮中心, 容納各個政府部門4萬個用戶。聯邦政府占有61%的股份,地方政府占有39%的股份。聯邦政府每年向該公司撥款作為運維費用。ASTRID公司是一個獨立自主經營的公司,受到比利時政府的一貫支持。

  (3)美國國家應急通信專網FirstNet

  2007年,美國聯邦通信委員會在電視臺騰空的700MHz頻段中劃出了10MHz(5X5),然后指定了稱為D模塊的另外10MHz投標要求和公共安全合作形成一個私營/公共伙伴關系來建設一個全國的寬帶網絡。

  AT&T于2017年競標成功FirstNet(First Responders Network),基于700MHz頻段開展4G LTE建設。截至2018年6月,美國52個州/地區全部加入FirstNet,共有超過1000家的公共安全機構成為FirstNet的客戶。同時,AT&T還計劃在700MHz頻段建設5G網絡,將共網模式進行到底。

  8.中國廣電規劃建設全國應急專網刻不容緩

  隨著國家經濟的發展,部門業務項目增加,社會交往協調頻繁,各地聯網要求增加,人們對專業移動通信網的需求和依賴性增加,從而用戶數量會大大增加,這就為發展我國數字集群共用網創造了市場條件。

  建議中國廣電以5G發展為契機,首先抓緊制定統一的PPDR標準,盡早與應急管理部一起對數字集群全國網和聯動指揮中心進行規劃,加速部署5G的SA目標網,學習國際上的成功范例,制定切合實際的政策法規,按市場規律,發揮中央、地方、民間各方的積極性,首先促進各大城市在SA目標網基礎上加以網絡切片推進數字集群共用應急專網的建設,再逐步向周邊輻射。由于我國幅員遼闊,東西部經濟發展不平衡,全國網的投資巨大,不可能一蹴而就,只有在各地5G網健康發展的基礎上,適當時機,水到渠成,再互連互通形成全國網,確保完善我國應急通信保障體系,必將全面提高我國防災減災救災能力。

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