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下一个十年移动通信的变数与展望

发布时间:2020-06-30 23:33:23 阅读: 来源:管子钳厂家

当我们谈论未来的时候我们在谈论什么?在9月末的中国国际信息通信展的开幕论坛上,我突然想起了这句话,因为开幕论坛的主题正是“论道下一个十年”。各位受邀嘉宾(软件开发商、设备商、咨询公司)纷纷就这一主题发表自己的观点,初初听完感觉前景无比广阔,细细思量,却发现通信运营所能分到的价值越来越低,且移动通信从高利到低利甚至微利的趋势越发明显。

最近听到一个词叫“数字赤字”,也就是因数字化与移动互联网化的替代作用导致企业未来的预期收益变少,就如电商对实体商城的替代,手游对传统游戏的替代。很不幸运营商正处在数字赤字重灾区,OTT应用导致话音、短彩信收入的快速下降,且预计近两年趋势会进一步加速。但相对幸运的是移动宽带的需求(数据流量需求)快速增长,结果移动运营商还能够活下去,只是与以前相比日子更为艰难。

作为通信运营商中的一员,见证了近二十年来移动通信翻天覆地的变化,当前通信技术变革更是带动移动互联网的大发展,影响社会生活的方方面面。在这个技术革新的浪潮中,一直都在思考这样一个问题:下一个十年,我们会变得更好还是更坏?

因为变化太快,所以很难做一个准确的预测。但并不妨碍把过去与现在连成线,然后通过延长线去做各式各样的猜测。即便无法猜测,也可以把现阶段的各种观点结论做一个总结,让大家去思考判断。下面将从网络技术演进、物联网、云与大数据影响这几个方面对这一问题尝试做一个回答。

一、LTE将会长期存在,ONELTE将会成为主流

2014年普遍被认为是中国4G的元年,正式商用的第一年,全球的LTE元年应该是2010年,基本上业界普遍认可中国移动对4G的大力投入推动整个产业链向前发展。有几个数据可以让选用TD-LTE技术的中国移动振奋一下,终于回归到主流了。全球已经有41个TD-LTE商用网(其中18个为TD/FDD联合组网),全球150家领先运营商中超过一半会用上TD-LTE网络,全国1-8月份TD-LTE手机出货量达6700万部,中国移动TD-LTE用户超过4000万户。全球TD-LTE基站数量达54万个,占LTE基站的60%,其中中国移动贡献超过40万个。

如果说1983年第一台车载移动电话机(基于模拟技术)出现解决了移动通信问题,而随着车载移动向个人移动转变,容量成为瓶颈。1994年确定的第二代移动通信技术GSM实现模拟向数字转变,解决了容量的问题,但随着话音需求向数据需求转变,带宽不足成为瓶颈。2001年第三代移动通信技术CDMA(含W与TD)提升了数据带宽,但高速大流量数据通信仍有局限,成本过高成为瓶颈。2010年第四代移动通信技术LTE较好的解决了低成本高速大流量数据通信问题。那么现在的瓶颈在哪里?虽然不少设备商、研发机构已开始纷纷讨论更新一代(5G)移动通信技术,但从需求上看,个人移动终端已基本饱和,对于个人客户需求而言,LTE以及不断演进版本在相当长的一段时间将能够满足个人客户需求,即当前瓶颈还未出现。

从技术标准演进本身上看,1994年确定GSM为二代移动通信标准时,高通已经提出了CDMA标准(实际上是三代移动通信标准),2001年确定3G移动通信标准时候,英特尔就已开始提出4G移动通信标准(WiMAX),来挑战现有体系。然而2010年LTE标准确定的时候,5G标准还遥遥无期,直到2014年才初步发布了一个《5G愿景与需求白皮书》。这说明更新一代移动通信技术(5G)较为复杂,内容较为分散,技术与标准本身距离成熟还有很长一段时间。

虽然目前LTE有两个标准(TD与FDD),但几乎所有的设备商与运营商一致呼吁“ONELTE”,也就是TD/FDD融合组网。爱立信的某位专家报告中说到,TD与FDD在技术上95%是完全一致的,在爱立信内部,LTE产品只用一套标准。笔者很理解中国电信、中国联通的融合组网需求,因为国家分配了TD频率资源,不用浪费,但不明白中国移动为什么也需要融合组网。后来与华为一个专家聊起时发现,移动也同样需要,因为未来GSM会退网,而GSM退网后的频谱已划分为FDD方式,不融合组网这部分频谱资源怎么办?当前载波聚合技术比较成熟,充分利用频谱资源,会带来更大容量更高峰值速率的业务体验。且终端的5摸10频(据说iphone6已经是6摸20频)早就不是融合组网的障碍,所以可以确定未来ONELTE(TD/FDD融合组网)将成为主流。

二、移动通信技术会发展到第5代,将在通信密度、时延方面有质的突破

(一)5G主要解决通信设备密度与流量密度问题

IMT-2020(5G)推进组于2014年5月发布的《5G愿景与需求白皮书》里可以看出,移动互联网与物联网的发展是未来移动通信发展的两大主要驱动力,将为5G提供广阔的前景。一方面移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验。这将导致移动流量的超千倍发展。另一方面物联网扩展了移动通信的服务范围,面向2020年及未来,移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆发式增长,数以百亿/千亿计的设备将接入网络,实现真正的“万物互联”。

白皮书给出了几个数据,预计到2020年,全球移动终端(不含物联网)数量将超过100亿,其中中国将超过20亿(笔者估计目前中国至少超过了12亿),全球物联网用户将超过500亿,其中中国将超过100亿(目前估计5000万)。以2010年流量为标准,2020年全球数据流量将增长200倍,其中中国将增长300倍,热点城市如北京、上海将增长600到1000倍,当然流量增长是指数级的,到2030年预计全球流量增长为2010年的2万倍。

按照上述未来移动通信需求愿景,下一代移动通信主要解决两个密度问题,第一个是设备接入密度,同一小区内接入更多的设备,不能如2002年某中部地级市那样,过年的时候因为打工回家的人太多,以至于系统容量崩溃,开机无法使用。第二个是流量密度问题,不仅仅能够使用,还能够使更多的设备以更快的接入速度使用流量。当然,要实现更多接入设备前提是物联网广泛应用,设备中的SIM卡接入时延更低,真正的融入到工业应用中去,这就涉及到第三个问题,时延问题(业务质量与体验)。

(二)5G技术革新首先来自天线技术,其次是调制技术

如果把通信技术(无线部分)分解的话,基本上可分解为信号编码、信道编码、调制解调、天线四个部分。从一代到二代,主要在信号编码上变革(控制信道分离也有较大变动),二代中的GPRS应该是信道编码技术的重要演进。三代移动通信技术码分多址(CDMA)是调制解调技术的突破。四代LTE重要技术特征是多载波正交频分复用(OFDM),本质上还是调制解调技术革新。

按照某专家报告所说的,前三个方面技术已经接近极限,天线技术存在较大的提升空间,因此5G的技术革新会在天线技术上有重大突破。

笔者自己了解到其实调制解调技术还有提升空间,大概下一个十年能提升4-6倍。但技术进步带来的频谱效率进步无法达到5G需求愿景所描述的千倍以上能力提升要求(速率、密度、时延各10倍以上提升),因此专家们普遍盯上了空闲的高频谱资源(如3.5GHZ段,甚至到6GHZ段),因此更多的高频资源、更高的频谱利用效率共同组成下一代移动通信的技术革新。

“多流汇聚”也会是未来移动通信技术的革新重点。华为在本次通信展旁边的酒店里办了个移动专场展览。其中就形象的演示了未来“多流汇聚”带来的多网络资源的高效利用。上面提到TDD和FDD可以通过多载波聚合方式实现混合组网,那么有没有可能将4G、3G、2G甚至WIFI也融合在一起呢?

“多流汇聚”正是解决不同制式不同网络的融合问题,形象的来说,该技术应用后,当客户经过4G覆盖区域时,可以享受100MB的移动带宽,当进入4G和3G重叠区域时,由于双网络资源的叠加,可以享受110MB的移动带宽(假设3G带宽10MB),当同时进入4G、3G、WIFI覆盖时,可以享受210MB的带宽(这里假设WIFI带宽是100MB),当走出重叠区域时,自动释放回到初始的情况。这绝对是一个对运营商有利的理想技术。要知道众多数量的网络并存会造成巨大的投资与管理资源浪费,比如中国移动前几年为了应对3G不利竞争局面,开展了大规模WIFI建设,简单估算就会得知,WIFI的投资效益会低到一个瞠目结舌的水平。

三、通信技术进步并不必然带来运营商的利好,因为无法打破“ARPU不增长”魔咒

如果运营商未能开辟新领域,固守通信运营的话,只有两种情况能够带来利好,第一是使用SIM卡的人越来越多(用户越来越多),第二是用户ARPU不断提高。但现实是第一种情况很好实现,第二种情况很难实现,基本上无法实现,已使用的存量用户ARPU基本稳定,未使用的潜在增量用户ARPU普遍较低,最终是平均ARPU水平在不断下降。

使用4G手机后,你会产生更多的通信支出吗?显然答案是否定的。应该说通信费就和水、电、煤气一样,在每个人的可支配收入中比重基本稳定,某种程度上随着可支配收入的增长,占比还在不断下降,这是一般的消费规律。

有报告称美国3G用户升级为4G后流量由0.5G上升为1.4G,韩国3G用户升级为4G后流量上升为1.6G,据说国内也类似,客户由3G升级为4G后平均流量上升3-5倍。流量上升的根本原因不是技术进步带来的,而是运营商资费调整。一部分是资费结构调整,话音部分降低,流量部分提升;更多的是直接流量资费下降,有报告称3G时代1元平均消费5MB流量,4G套餐中1元消费15MB流量,实际4G流量资费便宜了3倍。至今笔者未能获取代表性的案例,来验证中国运营商用户升级到4G后的消费变化情况。

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