長江船岸無線寬帶網的建設技術與方式比選

周學群

摘 要：在國家大戰略和“四個長江”建設背景下，迫切需要國家投資建設安全可靠的長江船岸無線寬帶接入網。而政策、技術和產業支持，使其大規模建設成為可能。在主流的無線寬帶網技術中，采用TD-LTE技術進行組網建設優勢明顯。在建設方式上，依托公網基礎資源的公專結合方式相對比較客觀現實應作首選方式。網絡建成后，可充分依托現有長江航運通信網的運行維護架構和人才資源優勢，提高運維管理效率，減少國家運維投入。相關部門應高度重視，加快項目立項和實施，為長江經濟帶建設發展提供堅實的保障，形成重要支撐。

關鍵詞：無線寬帶網 技術方案 建設方式

隨著無線通信技術廣泛應用，傳統的固定、窄帶通信網絡已越來越不能滿足社會需要，無線寬帶網絡應運而生并迅猛發展。無線寬帶網絡（Broadband Radio Access Networks）就是通過無線信道實現網絡設備間移動化、個性化和寬帶化通信。通常分為局域網（WLAN）、個域網（WPAN）、廣域網（WWAN）和城域網（WMAN）。長江船岸無線寬帶網就是適應發展新要求，綜合利用無線通信和信息網絡技術，在長江干線“船與岸”或“水與陸”之間搭建安全可靠的無線寬帶接入網絡，解決船岸間“最后一公里”信息接入，實現高品質無線寬帶集群通信。以下從四個方面淺析長江干線船岸無線寬帶網建設問題。

必要性與可行性

在“長江經濟帶”、“寬帶中國”戰略背景下，“四個長江三步構建”正深入推進。隨著航運安全不斷強化、數據業務迅猛增長，迫切需要長江干線全程覆蓋、寬帶高速、安全可靠的船岸信息接入網。正如長江航道是長江航運的基礎設施一樣，長江船岸無線寬帶網是長江航運“信息高速公路”的重要組成部分，同樣是“數字長江”和“長江經濟帶”建設發展的重要支撐。

當前，長江水上只有VHF、AIS等窄帶通信手段，公網平均覆蓋率也不超過50%。部分區域無法正常通信，更無法實現船岸間數據傳輸。長江干線呈帶狀分布，三峽庫區山高林密人煙稀少，公網運營商無法實現長江干線水上全覆蓋。同時，由于長江水運是國家運輸體系中開放最早、競爭最充分的行業，水運市場進入微利時代，企業經營困難。目前航運主體具有松散型特征，靠企業牽頭組織無線寬帶網建設是不可能實現的。因此，由政府投資建設，滿足長航局系統的實際需求，也為航行船舶、涉水政府機構和企事業單位提供有效的公共服務，十分必要和迫切。

近年來，國家無線電管理局針對行業信息化應用的新需求，對專網頻率資源進行了科學規劃。擴展了1785～1805MHz頻段的業務應用范圍，規劃1447～1467MHz（1.4G）頻段用于公共安全、政務專網建設等。目前主要應用終端如數字集群終端、CPE、通信模塊等，其技術和產品都已經非常成熟。因此，長江船岸無線寬帶網建設具有了政策支持、技術支持和產業支持，從而使其大規模建設成為可能。

業務類型與帶寬預測

長江船岸無線寬帶網可滿足航運安全生產監督管理、運輸組織、船舶航行、業務辦理等多方面的實際應用需求，為實現航運各要素廣泛移動互聯提供堅實的物質基礎。基于長航局系統、地方政府部門、航運企業、運輸船舶的廣泛需要，長江船岸無線寬帶網主要業務類型可歸納為：視頻監控與無線回傳、多媒體集群調度通信、移動單兵執法信息服務、北斗高精度差分信息發送、無線數據與綜合信息服務、電子巡航平臺服務、電子江圖更新服務、航標遙測遙控通信服務、船舶動態監測服務、安全預警信息發布與網站瀏覽、船舶遠程報告與網上業務在航辦理，“互聯網+”及個人通信服務，等等。

針對長江航運主要業務應用，5年內其帶寬需求預測分別為：長江海事局、長江航道局分別約20～50Mbps，三峽局、長江航運公安局分別約10～50Mbps，港口、航運企業約20～50Mbps，船員、游客等個人用戶約2～8Mbps。

建設思路與建設方案

1、技術選型

當前，無線寬帶技術主要有Wi-Fi、WiMAX、MicWiLL、3G 、LTE、Mesh等。通過綜合比較與分析，結合長江特點，建議長江無線寬帶網建設主要采用TD-LTE技術組網建設。其主要優勢：TD-LTE采用時分雙工（TDD）模式，可有效節省帶寬資源，便于申請獨立頻段（如1.4G、1.8G）；可充分滿足專網“上行數據量大、下行量小”的需求；采用扁平化組網方案，減少網元層次，可有效降低數據傳輸時延；可定制開發相關業務，滿足行業需要；TD-LTE技術是我國自主研發的下一代無線移動通信技術，可以更好地確保國家整體戰略安全。

2、組網方案

TD-LTE網絡系統可分為3個層次：核心層、承載層、接入層。如圖1所示：

按照以上架構，長江船岸無線寬帶網組網方案可通過圖2、3、4直觀表現。其中，基站系統共需建設200～260個基站。

3、建設方式

理論上說，長江船岸無線寬帶網建設組網可細分為四種具體方式：完全依托公網組網、完全專網自建、利用公網基礎資源的公專結合、利用公網基礎資源和頻率資源的公專結合。

完全依托公網組網就是直接租用公網資源，解決長江各行各業實際應用需求。理論上說，只要公網運營商的網絡覆蓋完備，是可以滿足長江航運寬帶業務需求的。但客觀上說，這種方式不具有可行性。主要是：公網不可能履行政府公共服務職能；公網天生的逐利性加上其運行體制局限，不可能滿足航運安全需要的網絡全覆蓋；公網不可能分配過多的帶寬資源供航運用戶使用。

完全專網自建方式即由長航局向國家無線電管理部門申請專用頻點，向交通運輸部申請專項投資，采用TD-LTE技術，充分依托長江航運已有的各種優勢資源，自主建設長江干線水域鏈狀覆蓋的無線寬帶接入網絡。完全專網自建方式具有網絡性能優、網絡延時小、信息安全高、具有集群通信功能、規模效應好等獨特的優勢，但也有其難度。主要是：頻率申請難，國家投資大（經初步估算，全部建成約需8～10億的資金投入），建設周期長，維持費用高等。

利用公網基礎資源的公專結合方式可充分利用包括公網的各種資源，節約國家投資（約需5～6億的資金投入），難度是頻點申請。利用公網基礎資源和頻率資源的公專結合方式無需自行申請頻點，可充分利用社會資源，避免重復建設，但其劣勢也很明顯。主要是：網絡時延和安全風險相對較高；公網投資回收難度大，合作積極性會受影響；一般不能有效提供行業數字集群通信服務。

很顯然，后三種方式各有利弊，主要取決于頻率申請和資金投入。相比較而言，第三種方式比較客觀現實，應作為首選方式。

結語

長江航運發展是立體的、綜合的，在“大智移云”和“互聯網+”時代，長江航運智能化發展，離不開船岸無線寬帶網的支撐，由國家出資建設勢在必行。相關部門應高度重視，盡快啟動長江無線寬帶網建設試點工作，加快項目立項和建設進度，理順運維管理機制，確保項目建設和建成后良性運行，為長江航運發展，為長江經濟帶建設真正發揮無線寬帶網應有的作用。

（作者單位：長江海事局信息中心）