电信科学技术第一研究所高级工程师 唐军
对于我国卫星通信要写的东西有很多，可以全面写，也可以写一个问题，比方说，卫星通信与地面通信密切相结合问题就有与蜂窝网相结合，与集群网相结合，与寻呼相结合，与因特网相结合等内容可写。在本文中，谈一下卫星通信在集群网中的应用。
卫星通信应在集群网中发挥作用
我认为，通过近几年的宣传和讨论，对我国集群通信解决了四大问题，第一个问题，找出了我国模拟通信发展缓慢的原因，第二个问题，认识到我国集群通信（专网）与蜂窝通信（公网）之比严重失调，根据国外经验，专网与公网这比为１∶１０，美国２０世纪９０年代为１∶９，我国已有蜂窝移动通信用户１．７亿多，如果按１∶１０计算，集群通信用户应是１７００万，事实上，现有用户远少于１７００万，相差太大，第三个问题，要发展数字集群通信，第四个问题，新建集群网时，要尽可能考虑建共网，特殊部门可以建专网。
集群通信共网，可以是政府性（或政治性）的，也可以是商业性（或经营性）的，不管是什么性质的共网，都要有传输网支撑，目前，构成传输网有光纤，微波和卫星。它们各有各的特点，相对于光纤通信和微波通信而言，卫星通信的特点是组网灵活、覆盖面大，建网时不影响地面建设（即不挖沟）、节约投资（相对于光纤）、容量大（相对于微波）。所以，组建共网时（特别是全国性共网），应该选用卫星通信构成传输网，因为卫星不受气候条件、地理环境和时间的限制。归结一句话，卫星通信应在集群网中发挥作用。
组建大型集群共网是一项大工程，有许多问题要考虑，而从通信角度出发考虑，是选用传输网和集群体制。
要让卫星通信在集群网发挥作用。那么，传输网应该用卫星通信，卫星通信是久经考验的现代通信方式，国际上卫星通信始于２０世纪６０年代，我国卫星通信于１９７２年拉开序幕。卫星通信有多种分类方式，以覆盖面来说，卫星通信分为国际卫星通信，区域卫星通信和国内卫星通信按轨道分，有静止（同步）卫星通信和非同步卫星通信。按应用场合分，有固定卫星通信和移动卫星通信，而移动卫星通信又分为海事卫星移动通信系统；按频率分有Ｃ波段卫星通信４／６ＧＨｚ、Ｋｕ波段卫星通信系统（１１／１２ＧＨｚ）、Ｋａ波段卫星通信系统（２０／３０ＧＨｚ）；按地球站大小分，分为地球站Ａ，地球站Ｂ等和ＶＳＡＴ站。我认为，作为集群网系统，具体地说，选用ＶＳＡＴ卫星通信系统。
ＶＳＡ是英文Ｖｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｓｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌｌ的缩写，中文译名有“甚小天线地球站”、“甚小口径终端”、“微型卫星数据站”、“微型地球站”等。ＶＳＡＴ是天线小型化，微电子技术、扩频技术、高效话音编码和大功率卫星等各种先进技术的产物。人们在２０世纪７０年代末和８０年代初证实了ＶＳＡＴ技术的可行性。１９８１年美国赤道公司推出世界上第一套ＶＳＡＴ系统。
由于ＶＳＡＴ系统天线口径小，成本低，组网灵活，可以构成端对端的独立通信网，也可以与ＩＳＤＮ、蜂窝通信网、集群通信网、寻呼、光纤通信网相结合组成大型的联合通信网。ＶＳＡＴ可以付多种业务（数据、话音、文字传真、电报、电传、静止图象等），因此，ＶＳＡＴ的发展如雨后春笋，使用场所涉及各行各业，诸如，公用事业、交通运输、商业、新闻、金融、电力、公安、武警、军队、法院、石油、证券等。实践证明，ＶＳＡＴ很适用幅员辽阔、地形复杂、地面通信不十分发达的国家，也就是说，ＶＳＡＴ很适用于我国。因此，原邮电部对ＶＳＡＴ系统展示实验。我国第一个ＶＳＡＴ网是中国广播卫星公司（即Ｖ－ＮＥＴ网）。其后，引进不少ＶＳＡＴ系统，如原电子部１４所（现信息产业部电子１４所）引进ＳＰＡＲ公司的ＶＳＡＴ生产线；并且，有国产ＶＳＡＴ系统，比如，原邮电部第一研究所（现信息产业部电信科学技术第一研究所）、清华大学、南京通信工程学院，总参５７所等真诚协作，在短时间研制出ＶＳＡＴ系统，不久，推出商业化的国产ＶＳＡＴ系统；目前，我国在研制Ｋｕ波段ＶＳＡＴ系统。总之，我国ＶＳＡＴ系统的科研、生应用均取得可喜的成绩。而且，我国已有４３家单位获得ＶＳＡＴ通信业务经营许可证。更为重要的是我国有不少部门（如铁路、电力、石油、证券等）已建有全国性ＶＳＡＴ专网，这些部门要建全国性集群共网，不用再购买卫星通信系统，这样，既发挥原有的ＶＳＡＴ网，又节约建集群共网的投资，也就是说，建集群共网选用ＶＳＡＴ系统是完全正确的。
众所周知，集群通信是一种具有交换和控制功能的专用移动通信系统，它的特点是共用频率、共用设备、共享覆盖区、共享通信业务，共同负担费用。集群系统的分类也是多样的。按控制方式分有集中控制和分散控制集群，按话音处理方式分有模拟集群系统和数字集群系统等其他分类方法。
１９９３年以前，世界上使用的集群系统都是模拟集群系统。１９９３年以后出现多种数字集群标准。与模拟集群相比，数字集群功能更强，既可以提供话音，还可以提供数据、文字、图像等业务；数字集群具有频谱利用率高，系统容量大、抗干扰能力强、话音质量好、数字加密容易可靠、保密性好等优点，这些优点决定了它是集群通信的发展方向。我国已从世界上多种数字集群通信系统体制中，确定ＴＥＴＲＡ和ｉＤＥＮ作为我国数字集群通信系统体制。我认为，最好选用ＴＥＴＲＡ。
主张选ＴＥＴＲＡ的理由
我国要建数字集群，这是大家已达成的共识。而要选用ｉＤＥＮ还是选用ＴＥＴＲＡ却有不同意见，有意风分歧是客观存在的，也许是好事，通过讨论，会对问题有深刻的了解和认识，从而找到解决的办法。
经过对ｉＤＥＮ和ＴＥＴＲＡ的对比分析，并参考一些专家的意见，主张选用ＴＥＴＲＡ的理由是：
（１）ＴＥＴＲＡ已成为国际性标准。ＴＥＴＲＡ是ＥＴＳＩ于１９９１年开始研究，１９９５年正式确定的数字集群标准，在１９９７年全面推广，已在欧洲、北美、亚洲都建有ＴＥＴＲＡ网。ＴＥＴＲＡ已成为国际性标准，为了推动ＴＥＴＲＡ的发展，成立的ＴＥＴＲＡ理解备忘录（ＭＯＵ）已有英、美、德、日等２８个国家和地区的７８家（目前已超出）厂商加入，“并且及有源源不断的加入者”。就是说，ＴＥＴＲＡ得到众多厂商的认可与支持。
（２）ＴＥＴＲＡ信令公开，已有多家厂商生产。原国家数字集群标准组副组长陆锦华著文说，“ＴＥＴＲＡ系统标准开放，众多生产商竞争，有利于用户选择产品”。的确如此，已经有Ｍｏｔｏｒｏｌａ、Ｒ／Ｓ、Ｎｏｋｉａ、Ｍａｒｃｏｎｉ等向我国提供产品，形成竞争局面，我们可以选择性能价格优良的系统。而对ＴＥＴＲＡ信令公开问题，也有文章提出不同意见，认为ＥＴＳＩ并没有对ＴＥＴＲＡ系统内部的其他接口作规定，对这一点，陆锦华先生说得好，“基础设备（指基站、交换机、控制器、网管等）内部未制订标准，给各个制造商留一定自由度”。而信令公开，也有利于我国推出具有自主知识产权的数字集群系统，已有模拟集群先例为证，我国引进具有公开信令的ＭＰＴ－１３２７的模拟集群系统之后，有武汉中原移动通信公司、优能通信科技公司、天立集团吉发通讯有限公司等多家公司推出国产的ＭＰＴ－１３２７信令的集群系统，相比之下，ｉＤＥＮ是独家供货而信令不公开。
（３）借鉴国外的运行经验。ＴＥＴＲＡ既然已成为国际性标准，有多家厂商提供新产品，就会有不少实用网，事实上，北美洲、欧洲、亚洲都已建ＴＥＴＲＡ网，有大网、也有中小型网，比方说，有“１９９６年３月Ｍｏｔｏｒｏｌａ在美国新泽西州安装于公共ＴＥＴＲＡ系统”；有比利时政府的共网ＡＳＴＲＩＤ，ＡＳＴＲＩＤ网支持４００００个用户，并完全基于ＩＰ，网络中的ＴＥＴＲＡ系统由Ｎｏｋｉａ提供；有覆盖芬兰全境的ＴＥＴＲＡ共网ＶＩＶＲＥ，ＶＩＶＲＥ的用户涉及紧急求援机构，警察、边防、社会保险、海关、军队；有诺基亚提供的获最佳ＴＥＴＲＡ业务奖的英国海豚电讯的ＴＥＴＲＡ网络。全球究竟有多少个ＴＥＴＲＡ网，有多少用户，尚未见正式的统计报告。不过，已建的网的ＴＥＴＲＡ网的确不少，有报告说，到２０００年底全球已有合同超过６０个，Ｍｏｔｏｒｏｌａ已获得３３个合同，仅Ｎｏｋｉａ在欧洲就为“芬兰、比利时、英国、法国、西班牙、德国等国家开通覆盖整个国家或地区的ＴＥＴＲＡ网络服务”。国外建立的ＴＥＴＲＡ由多家供应商提供，运行中，有成功经验，有受挫的教训，都是值得借鉴，而从国外的实用中，也可以了解哪一家产品优良，这有利于我国选型。也可以了解哪一家的产品优良，这有利于我国选型。相比之下，ｉＤＥＮ是独家产品价格独家确定。
（４）ＴＥＴＲＡ支持多种通信方式。ＴＥＴＲＡ支持话音加数据（Ｖ＋Ｄ）方式，分组数据优化方式（ＰＤＯ）和直接模式（ＤＭＯ）。（Ｖ＋Ｄ）方式同时支持话音，数据和图像的通信数据传输速率为７．２，１４．４和１９．２ＫＢ／Ｓ（保护型电路模式数据传输）或４．８９．６１４．４１９．２ＫＢ／Ｓ，净数据速率为２８．８ＫＢ／Ｓ；ＤＭＯ方式是指移动台可以脱网进行直接通信，特别要指出的是直接模式（或称脱网直通）ＤＭＯ中“无线用户可以不经过网络基础设施而使用不受基站和交换机控制的无线频率，直接用移动台进行相互之间的通信”。ＤＭＯ工作方式在战争或自然灾害时期能确保移动台之间的通信联络，就是在正常时期，遇到通信盲区（或覆盖范围外）、无基站山区或基站出故障等情况，移动台之间仍可进行通信。所以，直接模式ＤＭＯ还是ＴＥＴＲＡ一个重要特征，而ｉＤＥＮ就没有直接模式。
（５）ＴＥＴＲＡ有极强的调度功能。信息产业部电子七所原所长李进良文中说，“ＴＥＴＲＡ有多种指挥调度功能，如动态重组、多种优先级配置方案；可以按需选配，既可配置最基本的调度业务，也能配置为适应公共安全多种需求的复杂系统”。ＴＥＴＲＡ具有模拟集群的全部呼叫功能（全呼、组呼、选呼、呼叫优先）。用ＴＥＴＲＡ内虚拟网技术可建立各种专调度网，ＴＥＴＲＡ还具有与各种类型的外部网络（公用电话网、各种数据网等）互联功能。
（６）ＴＥＴＲＡ组网灵活。ＴＥＴＲＡ组网灵活表现在三方面，那就是：可以组成共用调度集群通信网ＰＡＭＲ（简称共网），也可以组成专用集群通信网（ＰＭＲ）；可以组成小网、中网、大网，小网由一个交换机和一个基站组成，如Ｒ／Ｓ的ＴＥＴＲＡ单基站系统ＤＳＳ－５００，而大网的交换机数以百计，基站数以千计，小网可以平滑地过渡到大网；可以用ＴＥＴＲＡ内部虚拟网技术建立各种专用调度网。而“ＴＥＴＲＡ网络基础设施没有ｉＤＥＮ那么复杂”。
（７）加密方式多样又灵活。ＴＥＴＲＡ能满足不同用户（普通用户、商业用户、秘密用户、机密用户等）不同要求进行加密。ＴＥＴＲＡ系统除公共密钥加密外，还有终端设备与基站之间的无线通信加密（俗称空中接口加密），空中接口加密标法有ＴＥＡ１、ＴＥＡ２、ＴＥＡ３和ＴＥＡ４，“以适应不同地区和不同部门的需要”；也有端到端加密，而且，“在端到端加密中，用户保持自己特有的密钥，系统只是为用户提供透明的通信线和标准接口，并不参与加密过程”。ｉＤＥＮ不是具备空中接口加密和端对端加密。
（８）ＴＥＴＲＡ采用多种频率。ＴＥＴＲＡ采用的频率有３８０－４００ＭＨｚ、４１０－４３０ＭＨｚ、４５０－４７０ＭＨｚ、８００－９００ＭＨｚ。欧洲使用３８０－４００ＭＨｚ和４１０－４３０ＭＨｚ，亚洲（如新加坡、马来西亚等）采用８００ＭＨｚ或４５０ＭＨｚ。我国民用８００ＭＨｚ，而军队和公检法等特殊部门用３５０ＭＨｚ（３５１－３５８ＭＨｚ，３６１－３６８ＭＨｚ，３７２－３７９ＭＨｚ，３８２－３８９ＭＨｚ），频道同３８０ＭＨｚ，而Ｒ／Ｓ公司、Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司、Ｎｏｋｉａ公司、Ｍａｒｃｏｒｎｉ公司等能向我国提供８００ＭＨｚＴＥＴＲＡ系统。
（９）ＩＦＲ提供完整的ＴＥＴＲＡ测试设备。对于ＴＥＴＲＡ测试，ＩＦＲ推出世界第一台ＴＥＴＲＡ测试仪２９６８，２９６８用于ＴＥＴＲＡ终端和基站测试，也支持对ＴＥＴＲＡ信号的直接测量。２９６８模拟ＴＥＴＲＡ移动台，基站、直接传输型的环境，测试在线信道发射机（突发和连续功率测量、失量调制精度及误差测量等），也可产生测试所需的Ｔ１信号，以测量接收机性能。而且，ＩＦＲ（对）ＴＥＴＲＡ测试，除了２９６８外，还有２０５０Ｔ和２３１０。２０５０Ｔ是数字和矢量信号发生器，具有高的矢量精度，Ｒａｙｌｉｇｈ＆Ｒｉｃｉａｎ衰落等特点，邻道功率≤７０ｄＢｃ，同时扔有２０５０系列的全部功能。２３１０用于测试ＴＥＴＲＡ基站、终端和直接电台模式，能精确测ＴＥＴＲＡ发射机、ＴＥＴＲＡ信号的频谱、邻道功率等。有了ＩＦＲ推出的完整的ＴＥＴＲＡ测试仪器，我们可以验收产品、维护网络，对集群网的开通和运行，有了ＴＥＴＲＡ测试仪，减少不少麻烦。
（１０）ＴＥＴＲＡ在不断升级。ＴＥＴＲＡ标准不但信会公开，而且在不断升级。ＴＥＴＲＡ版本１标准适合ＰＭＲ／ＰＡＭＲ领域，是一个成熟的标准。而ＥＴＳ１在进行ＴＥＴＲＡ版本２的研究与起草。新版本使ＴＥＴＲＡ增加数据速率（与３Ｇ数据速率相比拟）；能有效地接入内部网和因特网，应用于实时视频、数字地图、快速影像传输等，使ＴＥＴＲＡ与ＣＭＴＳ（３Ｇ）间能互通和漫游；能扩展基站覆盖面积为１２０－２００公里。并且，新版本与版本１兼容。据报道，２００３年完成新版本。
（１１）ＴＥＴＲＡ有多种标准接口。ＴＥＴＲＡ有多种接口确保同外部设备和系统的连接，ＴＥＴＲＡ标准规定的标准接口有空中接口、数字集群系统间的接口、终端设备接口、与其他公网和专网的接口、网络接口、有线台接口。而空中接口又分为集群方式空中接口和直接方式空中接口。集群方式空中接口是指移动台与基站之间的空中接口，经这种接口可在网络基础设施控制下实现移动台与移动台之间，移动台与ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、ＰＤＮ用户之间的通信。而直接方式空中接口是实现移动台与移动台之间的通信。
（１２）选用ＴＥＴＲＡ有利于发展民族数字集群通信系统。ＴＥＴＲＡ信会公开有利于民族数字集群通信的研制与发展。模拟集群通信中，我国引进不少集群系统，只是解决组网问题，而引进ＭＰＴ－１３２７信会的集群系统之后，有多家推出国产模拟集群系统就是最好的说明。何况对于数字集群，我国中原移动移动通信工程公司从１９９６年，对国际上的数字集群体制进行“跟踪、消化、吸收、分析并优选欧洲的公开标准ＴＥＴＲＡ体制作为我国数字集群国家标准的参考”，并进行立项和项目实施，哈工大通信研究所多年来，考察ＴＥＴＲＡ、ｉＤＥＮ和ＦＨＭＡ等系统，最终选择ＴＥＴＲＡ“进行实验系统的研制工作”。北京市万格新技术公司致力于研究ＭＰＴ－１３２７／１３４３信会的集群通信，其产品已于公安系统，万格已选ＴＥＴＲＡ信令标准开发数字集群系统，还有一些单位选ＴＥＴＲＡ标准研发自己的系统，这些说明，ＴＥＴＲＡ对我国推出国产的数字集群很重要，我国一些大学、科研、生产等单位选择ＴＥＴＲＡ是经过认真考察、分析和比较的，为此已经用了不少经费和人力，我们选用了ＴＥＴＲＡ标准，对选用ＴＥＴＲＡ开发国产数字集群的单位是有益的，或者说，是一种支持，支持他们尽快地推出国产的数字集群系统。
（１３）选用ＴＥＴＲＡ有利于国家通信安全。鑫诺卫星信号被严重干扰是李洪志之流犯下的罪行，也不是李洪志之流独立行为，而是国外反华势力和台湾一小撮人对我国大陆发展持敌视的表现，反华势力向台湾出售先进军火已为世人所知，我们爱好友谊与和平，但也不能太大意。“鑫诺”事件提醒我们，建设通信设施更要考虑安全，在建设数字集群网选择设备时也如此，选择多国家多厂商供货的ＴＥＴＲＡ比独家好。
（１４）选择ＴＥＴＲＡ不会影响贸易伙伴。选用ＴＥＴＲＡ首先要为民族利益、国家利益、集团利益着想，但也不要影响贸易伙伴关系。众所周知，我国与Ｍｏｔｏｒｏｌａ是多年贸易伙伴，Ｍｏｔｏｒｏｌａ对我国的数字短波通信、移动通信、微波通信和模拟集群通信等作出很大贡献，而ｉＤＥＮ是Ｍｏｔｏｒｏｌａ的产品，而且是世界上最早推出的数字集群系统，我们不选用ｉＤＥＮ，是否会影响贸易伙伴关系，我认为，不会影响贸易伙伴关系。Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＴＥＴＲＡ已为世人知道和接受，在世界上，已有不少地方用Ｍｏｔｏｒｏｌａ的ＴＥＴＲＡ建网，Ｍｏｔｏｒｏｌａ能提供ｉＤＥＮ和ＴＥＴＲＡ，我们选用ＴＥＴＲＡ，不选用ｉＤＥＮ，只是选Ｍｏｔｏｒｏｌａ的另一种产品，事实上，我国已建设或签订的ＴＥＴＲＡ合同中，Ｍｏｔｏｒｏｌａ占多数，如广州地铁，九广地铁、上海公安、湖北全通等。总之，“综合比较快速反应、指挥调度、加密与安全性、脱网直通、话音质量、高速环境适用性、建网灵活性与投资、标准公开性及未来升级、多制造商供货与经济性等方面，ＴＥＴＲＡ技术体制作为数字集群指挥调度网具有明显优势。”
必须指出，卫星通信用于数字集群网是一项大工程，在建网之前要经过认真调查、分析、论证、解决好数字集群这一新技术与市场定位问题。同时，信息产业部与公安部对清理和整顿卫星通信地球站的文件要认真理解和执行。
摘自《通信世界报》
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