长江船岸无线宽带网的建设技术与方式比选
周学群
摘 要：在国家大战略和“四个长江”建设背景下，迫切需要国家投资建设安全可靠的长江船岸无线宽带接入网。而政策、技术和产业支持，使其大规模建设成为可能。在主流的无线宽带网技术中，采用TD-LTE技术进行组网建设优势明显。在建设方式上，依托公网基础资源的公专结合方式相对比较客观现实应作首选方式。网络建成后，可充分依托现有长江航运通信网的运行维护架构和人才资源优势，提高运维管理效率，减少国家运维投入。相关部门应高度重视，加快项目立项和实施，为长江经济带建设发展提供坚实的保障，形成重要支撑。
关键词：无线宽带网 技术方案 建设方式
随着无线通信技术广泛应用，传统的固定、窄带通信网络已越来越不能满足社会需要，无线宽带网络应运而生并迅猛发展。无线宽带网络（Broadband Radio Access Networks）就是通过无线信道实现网络设备间移动化、个性化和宽带化通信。通常分为局域网（WLAN）、个域网（WPAN）、广域网（WWAN）和城域网（WMAN）。长江船岸无线宽带网就是适应发展新要求，综合利用无线通信和信息网络技术，在长江干线“船与岸”或“水与陆”之间搭建安全可靠的无线宽带接入网络，解决船岸间“最后一公里”信息接入，实现高品质无线宽带集群通信。以下从四个方面浅析长江干线船岸无线宽带网建设问题。
必要性与可行性
在“长江经济带”、“宽带中国”战略背景下，“四个长江三步构建”正深入推进。随着航运安全不断强化、数据业务迅猛增长，迫切需要长江干线全程覆盖、宽带高速、安全可靠的船岸信息接入网。正如长江航道是长江航运的基础设施一样，长江船岸无线宽带网是长江航运“信息高速公路”的重要组成部分，同样是“数字长江”和“长江经济带”建设发展的重要支撑。
当前，长江水上只有VHF、AIS等窄带通信手段，公网平均覆盖率也不超过50%。部分区域无法正常通信，更无法实现船岸间数据传输。长江干线呈带状分布，三峡库区山高林密人烟稀少，公网运营商无法实现长江干线水上全覆盖。同时，由于长江水运是国家运输体系中开放最早、竞争最充分的行业，水运市场进入微利时代，企业经营困难。目前航运主体具有松散型特征，靠企业牵头组织无线宽带网建设是不可能实现的。因此，由政府投资建设，满足长航局系统的实际需求，也为航行船舶、涉水政府机构和企事业单位提供有效的公共服务，十分必要和迫切。
近年来，国家无线电管理局针对行业信息化应用的新需求，对专网频率资源进行了科学规划。扩展了1785～1805MHz频段的业务应用范围，规划1447～1467MHz（1.4G）频段用于公共安全、政务专网建设等。目前主要应用终端如数字集群终端、CPE、通信模块等，其技术和产品都已经非常成熟。因此，长江船岸无线宽带网建设具有了政策支持、技术支持和产业支持，从而使其大规模建设成为可能。
业务类型与带宽预测
长江船岸无线宽带网可满足航运安全生产监督管理、运输组织、船舶航行、业务办理等多方面的实际应用需求，为实现航运各要素广泛移动互联提供坚实的物质基础。基于长航局系统、地方政府部门、航运企业、运输船舶的广泛需要，长江船岸无线宽带网主要业务类型可归纳为：视频监控与无线回传、多媒体集群调度通信、移动单兵执法信息服务、北斗高精度差分信息发送、无线数据与综合信息服务、电子巡航平台服务、电子江图更新服务、航标遥测遥控通信服务、船舶动态监测服务、安全预警信息发布与网站浏览、船舶远程报告与网上业务在航办理，“互联网+”及个人通信服务，等等。
针对长江航运主要业务应用，5年内其带宽需求预测分别为：长江海事局、长江航道局分别约20～50Mbps，三峡局、长江航运公安局分别约10～50Mbps，港口、航运企业约20～50Mbps，船员、游客等个人用户约2～8Mbps。
建设思路与建设方案
1、技术选型
当前，无线宽带技术主要有Wi-Fi、WiMAX、MicWiLL、3G 、LTE、Mesh等。通过综合比较与分析，结合长江特点，建议长江无线宽带网建设主要采用TD-LTE技术组网建设。其主要优势：TD-LTE采用时分双工（TDD）模式，可有效节省带宽资源，便于申请独立频段（如1.4G、1.8G）；可充分满足专网“上行数据量大、下行量小”的需求；采用扁平化组网方案，减少网元层次，可有效降低数据传输时延；可定制开发相关业务，满足行业需要；TD-LTE技术是我国自主研发的下一代无线移动通信技术，可以更好地确保国家整体战略安全。
2、组网方案
TD-LTE网络系统可分为3个层次：核心层、承载层、接入层。如图1所示：
按照以上架构，长江船岸无线宽带网组网方案可通过图2、3、4直观表现。其中，基站系统共需建设200～260个基站。
3、建设方式
理论上说，长江船岸无线宽带网建设组网可细分为四种具体方式：完全依托公网组网、完全专网自建、利用公网基础资源的公专结合、利用公网基础资源和频率资源的公专结合。
完全依托公网组网就是直接租用公网资源，解决长江各行各业实际应用需求。理论上说，只要公网运营商的网络覆盖完备，是可以满足长江航运宽带业务需求的。但客观上说，这种方式不具有可行性。主要是：公网不可能履行政府公共服务职能；公网天生的逐利性加上其运行体制局限，不可能满足航运安全需要的网络全覆盖；公网不可能分配过多的带宽资源供航运用户使用。
完全专网自建方式即由长航局向国家无线电管理部门申请专用频点，向交通运输部申请专项投资，采用TD-LTE技术，充分依托长江航运已有的各种优势资源，自主建设长江干线水域链状覆盖的无线宽带接入网络。完全专网自建方式具有网络性能优、网络延时小、信息安全高、具有集群通信功能、规模效应好等独特的优势，但也有其难度。主要是：频率申请难，国家投资大（经初步估算，全部建成约需8～10亿的资金投入），建设周期长，维持费用高等。
利用公网基础资源的公专结合方式可充分利用包括公网的各种资源，节约国家投资（约需5～6亿的资金投入），难度是频点申请。利用公网基础资源和频率资源的公专结合方式无需自行申请频点，可充分利用社会资源，避免重复建设，但其劣势也很明显。主要是：网络时延和安全风险相对较高；公网投资回收难度大，合作积极性会受影响；一般不能有效提供行业数字集群通信服务。
很显然，后三种方式各有利弊，主要取决于频率申请和资金投入。相比较而言，第三种方式比较客观现实，应作为首选方式。
结语
长江航运发展是立体的、综合的，在“大智移云”和“互联网+”时代，长江航运智能化发展，离不开船岸无线宽带网的支撑，由国家出资建设势在必行。相关部门应高度重视，尽快启动长江无线宽带网建设试点工作，加快项目立项和建设进度，理顺运维管理机制，确保项目建设和建成后良性运行，为长江航运发展，为长江经济带建设真正发挥无线宽带网应有的作用。
（作者单位：长江海事局信息中心）
