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2G/3G減頻退網(wǎng)趨勢下的挑戰(zhàn)與機遇

2020/07/20
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自 2019 年 6 月工信部向 4 家運營商發(fā)放 5G 商用牌照以來,5G 商業(yè)化進程加速。對于全球運營商而言,面臨著 2G、3G、4G 和 5G 四網(wǎng)并存的局面,也面臨著四張網(wǎng)絡并行、四代用戶兼營的運營挑戰(zhàn),從長遠規(guī)劃來看 2G/3G 減頻退網(wǎng)并向 4G 網(wǎng)絡遷移在全球范圍內(nèi)已是大勢所趨。

在上述行業(yè)趨勢之下,近日,3GPP 在 RAN#88e 全體會議上宣布,負責 GERAN 和 UTRAN 無線與協(xié)議工作的 RAN6 工作組正式關閉。RAN6 工作組此前一直負責研究 2G 和 3G 無線功能,負責定義涉及 GSM/EDGE 無線接入網(wǎng)絡 (GERAN)和 UMTS 無線接入網(wǎng)絡(UTRAN) 的規(guī)范及接口等。

這意味著,2G 和 3G 技術不再開發(fā),標志著移動通信行業(yè)一個重要時代的結(jié)束。也意味著,業(yè)界呼吁多年得 2G/3G 減頻退網(wǎng)一事,從國際標準組織的標準開發(fā)層面已經(jīng)不再留有后路。

聚焦國內(nèi),目前,在 5G 快速發(fā)展的同時,運營商已經(jīng)深深感受到運營多張網(wǎng)絡帶來的種種壓力,國內(nèi)電信運營商一直在做 2G/3G 網(wǎng)絡減頻工作。但由于傳統(tǒng) 2G 網(wǎng)絡依舊具有覆蓋范圍廣、物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量龐大等特點,如何使這部分用戶平穩(wěn)過渡成為通信業(yè)要面對的一大問題。

因此,在行業(yè)發(fā)展趨勢和實施難點之間,網(wǎng)絡減頻退網(wǎng)成為一個漸進的過程,是一個逐步“瘦身”的過程。

在此之際,物聯(lián)網(wǎng)智庫攜手紫光展銳推出行業(yè)首份《2G/3G 減頻退網(wǎng)白皮書》,對于 2G/3G 減頻退網(wǎng)現(xiàn)狀、規(guī)劃趨勢以及難點進行了分析說明,其中,紫光展銳作為行業(yè)企業(yè),身體力行去推動行業(yè)進度,解決過程中面臨的問題和挑戰(zhàn)。

2G/3G 為什么要減頻退網(wǎng)?

與 4G/5G 相比,2G/3G 在技術指標、資源占用、運維成本等方面的不足越來越明顯。

技術與資源占用角度:相對于已經(jīng)服務了全球二三十年的 2G/3G 舊技術制式,4G/5G 的頻譜效率更高、單位比特成本更低、網(wǎng)絡速率更快、業(yè)務創(chuàng)新可能性更多。在這樣的技術背景下,2G/3G 已成為“舊產(chǎn)能”,無法大規(guī)模滿足眾行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。

然而,低效的 2G/3G 尚占據(jù)著不少優(yōu)質(zhì)頻譜,未能實現(xiàn)資源充分利用。因此,2G/3G 的減頻退網(wǎng)可以將頻譜高效利用,將原有使用的稀缺頻段和寶貴資源騰挪出來,重新利用在 4G/5G 網(wǎng)絡建設上,提升網(wǎng)絡質(zhì)量和廣域覆蓋。

運維層面:對于國內(nèi)外很多要面對 2G/3G/4G/5G 多代系網(wǎng)絡共存的運營商來說,很多 2G/3G 設備老舊,耗電多,系統(tǒng)復雜,問題定位難,運維成本高,很多市場已經(jīng)出現(xiàn)“入不敷出”的情況。

因此,降低運營維護成本成為運營商關閉 2G/3G 網(wǎng)絡的另一動因,2G/3G 減頻退網(wǎng)可以使運營商將更多精力放在更有價值的 4G/5G 網(wǎng)絡建設上來。

政策逐漸明朗:除了上述幾個層面的考量之外,政策逐漸明朗也是 2G/3G 減頻退網(wǎng)的原因所在。

去年 10 月,工信部提出我國移動通信的網(wǎng)絡面臨著 2G、3G 退網(wǎng)的條件已經(jīng)逐漸成熟。再到今年 5 月,工信部辦公廳正式發(fā)布了《關于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,首次以公開發(fā)文形式正式提出 2G/3G 遷移轉(zhuǎn)網(wǎng),明確在保障存量物聯(lián)網(wǎng)終端網(wǎng)絡服務水平的同時,引導新增物聯(lián)網(wǎng)終端不再使用 2G/3G 網(wǎng)絡,推動存量 2G/3G 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務向 NB-IoT/4G(Cat.1)/5G 網(wǎng)絡遷移。

可見,無論從技術發(fā)展大勢還是運營商現(xiàn)實角度而言,2G/3G 退網(wǎng)將用戶遷移到 4G/5G 業(yè)務上去已成為必然選擇。

國內(nèi)外 2G/3G 減頻退網(wǎng)進展

放眼全球通信運營商市場, 2G/3G 網(wǎng)絡的減頻退網(wǎng)已成行業(yè)大勢。

在此次 3GPP 宣布關閉 RAN6 工作組之前,全球已經(jīng)有 100 多個運營商計劃或已經(jīng)實施了 2G/3G 退網(wǎng),包括日本、韓國、印度、歐洲等國家或區(qū)域的運營商早已開始或宣布計劃關閉 2G/3G 網(wǎng)絡,以輕裝上陣備戰(zhàn) 5G。

各國運營商也給出了各自的時間表:

反觀國內(nèi),上面提到,國內(nèi)目前 2G/3G 退網(wǎng)的條件已經(jīng)逐漸成熟,主管部門也已經(jīng)明確對 2G/3G 退網(wǎng)的態(tài)度。

雖然國內(nèi)三大運營商目前還沒有正式給出 2G/3G 減頻退網(wǎng)的時間表和路線圖,但實際上

三大運營商也在持續(xù)進行著這方面的工作。中國移動已推進 2G 減頻、3G 退網(wǎng),加速 4G/5G 協(xié)同發(fā)展;中國聯(lián)通正在部分區(qū)域推動 2G 退網(wǎng),并鼓勵 2G 用戶升級到 4G,將 2G 頻譜重耕用于 4G/5G 發(fā)展;中國電信正在推動 CDMA 退網(wǎng),將 2G 語音業(yè)務逐步遷移到 VoLTE,并要求 5G 終端不再支持 CDMA。

三大運營商頻譜重耕

根據(jù)《2G/3G 減頻退網(wǎng)白皮書》顯示,三大運營商對 900MHz、1900MHz 和 2600MHz 頻段的頻率調(diào)整計劃達成了共識,提出了明確的調(diào)整時間。整體看,中國移動騰退 904~909MHz/949~954MHz、1880~1885MHz 頻段 15M 頻譜資源,獲得 40M 頻譜資源。中國電信騰退 2635~2655MHz 頻段 20M 頻譜資源,獲得 5M 的 1880~1885MHz 頻段資源。中國聯(lián)通騰退 2555~2575MHz 頻段 20M 頻譜資源,獲得 10M 低頻 900MHz 資源。但是,目前具體的頻譜調(diào)整結(jié)果還未公布,相信相關調(diào)整計劃還在執(zhí)行中。
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三大運營商 2G 頻譜重耕現(xiàn)狀

三大運營商 3G 頻譜重耕現(xiàn)狀

在各種頻譜政策驅(qū)動下,運營商啟動了 2G/3G 頻譜重耕,到目前為止,之前分配給運營商 2G/3G 頻譜已經(jīng)被大大壓縮,現(xiàn)有的 2G/3G 網(wǎng)絡是一個薄覆蓋的網(wǎng)絡,維持用戶基本的通信服務,大量優(yōu)質(zhì)頻譜資源已用于 4G 和 NB-IoT。

可以看出,雖然 2G/3G 減頻退網(wǎng)大勢已定,但減頻退網(wǎng)工作是一個系統(tǒng)工程,需要一個漸進的過程,絕不可能一蹴而就。2G/3G 減頻退網(wǎng)需要三步:第一步是停止發(fā)展 2G/3G 用戶;第二步是盡快將現(xiàn)有存量 2G/3G 用戶遷移到 4G/5G 網(wǎng)絡;第三步才是徹底的完成退網(wǎng)。

其中,關鍵是要解決 2G/3G 減頻退網(wǎng)前所承載的業(yè)務遷移的問題。

2G/3G 減頻退網(wǎng)的未來展望

2G/3G 網(wǎng)絡仍然承載著數(shù)億手機用戶和物聯(lián)網(wǎng)用戶,依然在語音和物聯(lián)業(yè)務方面發(fā)揮余熱。

那么 2G/3G 減頻退網(wǎng)就需要有成熟的替代方案,方能給這些用戶繼續(xù)提供服務,達到工信部“退網(wǎng)不退服”的要求。

從目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,手機用戶的替代方案主要涉及 4G 承載語音技術 VoLTE 商用進展,而物聯(lián)網(wǎng)用戶的替代方案主要是 NB-IoT 和 Cat.1 的成熟。

替代方案

  • ?VoLTE 商用

當前 2G 和 3G 網(wǎng)絡一個重要功能是承載手機語音通話,若基于 4G 網(wǎng)絡的語音通話能力能對 2G 和 3G 形成全方位替代,則將加速 2G/3G 減頻退網(wǎng)進程。

目前,VoLTE 技術已成熟,新的 4G 手機終端基本都支持 VoLTE,VoLTE 滲透率越來越高。當 VoLTE 在手機用戶普及時,手機用戶基本能從 2G/3G 平滑過渡到 4G。過去幾年中,三大運營商也在積極推動 VoLTE 商用工作。

以中國移動為例,截止 2019 年底其 4G 用戶達到 7.58 億戶,其中 VoLTE 客戶占 4G 的比例為 68.7%,在 2017 年這一數(shù)字僅為 30.9%??梢钥闯觯琕oLTE 正在快速滲透,對 2G 語音的優(yōu)勢也凸顯出來。
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中國移動 4G 用戶與 VoLTE 用戶(來源:中國移動業(yè)績報告)

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  • Cat.1 的發(fā)展

相對于 NB-IoT 來說,Cat.1 主要面對的是物聯(lián)網(wǎng)中低速率場景。

此前,這些場景沒有專門對應的適用性技術,用戶根據(jù)成本敏感性,會分別選用 2G、3G、4G 網(wǎng)絡,從而形成多樣化的形態(tài),也構(gòu)成 2G/3G 用戶群體中的組成部分。隨著 Cat.1 商用成熟,會逐漸統(tǒng)一這些場景的連接技術。

物聯(lián)網(wǎng)場景與通信網(wǎng)絡對應情況(來源:中國電信)

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Cat.1 的上行速率和下行速率與 3G 差距不大,是替代原有 3G 物聯(lián)網(wǎng)場景的優(yōu)先選項。截止 2019 年底,國內(nèi) 4G 基站數(shù)量為 544 萬個,具備全國提供 Cat.1 接入服務的基礎設施條件,接近 100%的全國覆蓋率將帶來更好的用戶體驗。

在應用方面,Cat.1 網(wǎng)絡適用的常規(guī)行業(yè)包括 POS 機、智能監(jiān)控、可穿戴設備、定位器、智能停車、云喇叭、公網(wǎng)對講、環(huán)境管理、共享充電樁、共享充電寶等。主要的 Cat.1 芯片廠商包括紫光展銳、高通、ASR、聯(lián)發(fā)科、Sequans、Altair 等。國內(nèi)主流模組廠商都紛紛推出了 Cat.1 模組,模組價格也不斷創(chuàng)新低,根據(jù)中國電信新采購結(jié)果數(shù)據(jù)顯示,Cat.1 模組價格已進入 40 元以內(nèi)的區(qū)間。

NB-IoT 的發(fā)展

對于低功耗、大連接的物聯(lián)網(wǎng)應用場景,此前更多采用 2G 的方式連接,而 NB-IoT 正是這一領域比較合適的替代方案。

技術方面來看,目前 NB-IoT 在多個方面對 2G 已形成了明顯的替代優(yōu)勢,尤其是 R14 成熟后,在多個方面比此前 R13 獲得大幅度提升,包括上下行速率、載波容量、移動性能、網(wǎng)絡覆蓋、并發(fā)接入以及設備定位等服務能力等。

從應用方面看,目前包括智慧氣表、智慧水表、智能電動車、智慧消防已經(jīng)成為 NB-IoT 的主要應用場景,并且以上四個行業(yè)設備連接量均突破千萬。截止 2020 年 2 月底,國內(nèi)三大運營商 NB-IoT 連接數(shù)突破 1 億,NB-IoT 規(guī)?;l(fā)展的領域,此前都不同程度上采用 2G 實現(xiàn)連接,從 NB-IoT 應用發(fā)展歷程來看,其對 2G 替代已經(jīng)開啟。

產(chǎn)業(yè)鏈方面來看,NB-IoT 產(chǎn)業(yè)鏈主要由芯片、模組、終端、運營商、云平臺等環(huán)節(jié)組成,隨著 to B 相關行業(yè)的應用升級,產(chǎn)業(yè)規(guī)模將不斷擴大。NB-IoT 主流芯片廠商有紫光展銳、華為海思、聯(lián)發(fā)科等,初創(chuàng) NB-IoT 芯片廠商移芯通信、芯翼信息、諾領科技的芯片產(chǎn)品也已經(jīng)上市推廣,形成了多層次供應商的格局。移遠通信、中移物聯(lián)、日海智能、廣和通、有方科技、利爾達、愛聯(lián)科技、中怡數(shù)寬、移柯通信、騏俊物聯(lián)等主流模組廠商都有成熟的 NB-IoT 模組產(chǎn)品。

根據(jù)中國電信新招標結(jié)果,NB-IoT 模組價格已降至 12 元人民幣左右,相對 2G 模組已形成價格優(yōu)勢。當前 NB-IoT 基站規(guī)模已超過 70 萬,基本實現(xiàn)大部分重要場景的覆蓋。三大運營商在拓展 NB-IoT 連接,也在持續(xù)的部署基站,加強網(wǎng)絡服務質(zhì)量以及云平臺服務。?

雖然 NB-IoT 和 Cat.1 發(fā)展速度都比較迅速,但是從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展角度來看,其對于 2G/3G 的全方位替代或許還沒有形成。一方面,NB-IoT 雖然在技術、價格方面對 2G 形成優(yōu)勢,但全國 NB-IoT 基站還未形成網(wǎng)絡優(yōu)勢,還不足以支撐用戶隨時隨地的接入,在很多 NB-IoT 信號不足的場景,用戶依然只能選擇 2G 或小無線方案接入;另一方面,Cat.1 借助 4G 網(wǎng)絡的部署,形成網(wǎng)絡覆蓋的優(yōu)勢,然而 Cat.1 畢竟是 LTE 系列,其芯片、模組模組復雜度仍然很高,成本預計不會快速降低至 2G 的水平,因此對于成本敏感型用戶,暫時不會采用 Cat.1 來替代 2G 應用。因此,這些替代方案仍然需要一個長時間的推進過程。?

紫光展銳助力 2G/3G 減頻退網(wǎng)

面對時代機遇,同時為幫助運營商解決上述痛點和遷移進程,紫光展銳針對物聯(lián)網(wǎng)領域推出完備的解決方案,成為全球首個 2G/3G 用戶遷移的全方案芯片平臺供應商,更是運營商 2G/3G 轉(zhuǎn)網(wǎng) 4G 的合作伙伴。

隨著 5G 的加速到來,Counterpoint 預計到 2025 年,全球 2G 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將不足 1%。目前運營商在 2G 網(wǎng)絡上仍有大量的物聯(lián)網(wǎng)連接,如何使這部分連接平穩(wěn)過渡,紫光展銳擁有 Cat.1、NB-IoT 以及 eMTC 產(chǎn)品方案。

  • Cat.1 領域

隨著 2G、3G 逐漸向 4G 的轉(zhuǎn)網(wǎng)趨勢,在未來 3-5 年,Cat.1 或?qū)⑹欠涓C物聯(lián)網(wǎng)主要的通訊制式,市場前景廣闊。?

去年 11 月,紫光展銳發(fā)布全球首顆 LTE Cat.1bis 芯片平臺春藤 8910DM,支持 LTE Cat.1bis 和 GSM 雙模,同時集成了藍牙通訊和 Wi-Fi 室內(nèi)定位,可實現(xiàn)更穩(wěn)定的連接,支持 VoLTE,同時通過系統(tǒng)優(yōu)化設計,使得春藤 8910DM 可實現(xiàn)顯著的低功耗優(yōu)勢。適用于對性價比、時延性、覆蓋范圍、通信速度有要求的應用場景。

春藤 8910DM Cat.1 bis 芯片平臺填補了低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)寬帶物聯(lián)網(wǎng)之間的蜂窩通信方案空白。

目前春藤 8910DM 已在中國 30 個省市 65 個城市完成規(guī)模場測,海外場測也已開展,未來將覆蓋全球更多區(qū)域。截至目前,搭載 8910DM 的十余款模組產(chǎn)品已正式推出,將廣泛運用于新零售、共享經(jīng)濟、金融支付、物流倉儲、公網(wǎng)對講、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等眾多領域。

  • NB-IoT 領域

在 NB-IoT 領域,紫光展銳擁有高集成的 NB-IoT 單模單芯片春藤 8908A 和 NB-IoT/GSM 雙模芯片春藤 8909B。

其中春藤 8908A 適用于數(shù)據(jù)傳輸模組、智能表計、智能煙感、追蹤定位器等產(chǎn)品,已廣泛應用于智能表計、智能煙感、智慧路燈、智慧交通等領域,同時在國內(nèi)三大運營商均有應用案例;春藤 8909B 是 NB-IoT/GSM 雙模的 SoC 通信芯片,兼容 GSM 網(wǎng)絡的使用場景并能提供語音傳輸?shù)哪芰ΑS捎谄渲剖降奶厥庑?,主要由中國移動負責運作和推動。

  • eMTC 領域

春藤 8915 是國內(nèi)首顆高集成度 eMTC 制式的廣域物聯(lián)網(wǎng)通信芯片,全球首款率先支持覆蓋增強模式 B(CE mode B)、TDD 等 eMTC 全特性的 R14 Cat.M1 物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

紫光展銳致力于為智能互聯(lián)世界開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)芯片產(chǎn)品和解決方案,目前已發(fā)展成為全球極少數(shù)幾家全面具備從 NB-IoT/2G/3G/4G 到最新 5G 全連接技術的領先企業(yè),能夠提供非常高速的連接。

萬物互聯(lián)時代為芯片產(chǎn)業(yè)帶來了難得的機遇,同時也帶來了激烈的競爭。未來,紫光展銳將進一步面向主流的產(chǎn)品發(fā)展趨勢,圍繞全方位的物聯(lián)網(wǎng)連接技術,提供更加完備的產(chǎn)品組合,從而實現(xiàn)高、中、低速率全線布局的研發(fā)與產(chǎn)品能力,構(gòu)造完備的體系應對碎片化現(xiàn)狀,也為運營商 2G/3G 減頻退網(wǎng)助一份力。

寫在最后

誠然,在技術、運維、資源占用以及技術發(fā)展等多個角度來看,2G/3G 網(wǎng)絡減頻退網(wǎng)已為大勢所趨。

但針對 2G/3G 減頻退網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務替代、遷移問題,需要預先規(guī)劃并制定合理路線、做好 2G/3G 物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)網(wǎng)存量和增量工作、按需推進轉(zhuǎn)網(wǎng)建設、推動產(chǎn)業(yè)鏈成熟及注重與各垂直行業(yè)的深度融合、形成共同目標等方面行動。

隨著我國 VoLTE 商用步伐加快,工信部推動 2G/3G 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務遷移轉(zhuǎn)網(wǎng),RAN6 工作組的關閉,三大運營商也在釋放減頻、退網(wǎng)的信號,以及行業(yè)廠商的布局和助力 ... 可以看到,2G/3G 減頻退網(wǎng)進程逐漸在加速。

寫到最后,對于 2G/3G 減頻退網(wǎng),不免有一種對于一個服役幾十年,如今垂垂老矣的“老兵”的拋棄感。但回歸技術本身,這更可以理解為,一個“老兵”宿命中的傳承,為了更美好生活,技術更新迭代中的傳承。

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