一、 昔日霸主
GSM是有史以來最成功的移動(dòng)通信制式,自從1991年商用以來,逐步成為移動(dòng)通信市場的霸主。據(jù)GSA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在巔峰時(shí)期,全球的GSM用戶總數(shù)超過45億,全球移動(dòng)用戶的占有率達(dá)80%。
即使是2017年,全球仍然有大量的用戶采用GSM技術(shù),另外還有大量的M2M(Machine to Machine)業(yè)務(wù)基于GSM/GPRS技術(shù),GSM仍然擁有最多的用戶。
中國也不例外,根據(jù)工信部發(fā)布的2016年通信運(yùn)營業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào),表1列出了基站與移動(dòng)電話用戶的數(shù)量。
從表1看到,到2016年底,中國的4G用戶取代了2G用戶,成為移動(dòng)電話用戶的主流,實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。表中的4G用戶,就是LTE用戶,而2G用戶就是GSM用戶。
不過,盡管LTE用戶已經(jīng)成為中國移動(dòng)電話用戶的主流,但我國仍有3.8億GSM用戶。另外,在我國的3G、4G用戶中,很多用戶的終端是支持GSM技術(shù)的,換句話說,日常使用GSM網(wǎng)絡(luò)的用戶遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了4億。
為什么GSM有如此之強(qiáng)的影響力?這與GSM的工作頻段以及采用的FDD-TDMA的技術(shù)體制密切相關(guān)。GSM網(wǎng)絡(luò)還采用了頻率規(guī)劃技術(shù),大幅降低了鄰區(qū)的干擾,使得通信質(zhì)量更加穩(wěn)定。這方面《TDMA空中接口技術(shù)》一書進(jìn)行了闡述,這里就不引用了。
總之,目前GSM網(wǎng)絡(luò)仍然在兩個(gè)方面發(fā)揮著巨大的作用:
服務(wù)于人
GSM網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)了移動(dòng)用戶大量的話音業(yè)務(wù),并且是LTE用戶話音業(yè)務(wù)回落的主要承擔(dān)者。另外,GSM網(wǎng)絡(luò)還承擔(dān)了大量的短信業(yè)務(wù)。
服務(wù)于裝置
由于GPRS的通信裝置價(jià)格低廉、成熟穩(wěn)定,GSRS網(wǎng)絡(luò)是各種遙測、遙控M2M裝置的首選網(wǎng)絡(luò)。
二、 英雄遲暮
不過,由于GSM屬于2G的技術(shù)范疇,與IS-95以及PHS屬于同一代技術(shù)。因此,在技術(shù)更新異常迅猛的通信行業(yè),在3G、4G乃至5G等后一代、下一代技術(shù)層出不窮的今天,盡管GSM仍然老當(dāng)益壯,但已經(jīng)是英雄遲暮了,規(guī)劃GSM的未來,還是很有必要的。
為什么要將GSM請下通信的舞臺(tái),主要有兩大原因。
首先是GSM技術(shù)在安全性上有明顯的漏洞。
大家知道,GSM技術(shù)是20世紀(jì)80年代制定的,設(shè)計(jì)之初對網(wǎng)絡(luò)安全要求并不高,只考慮了通信加密,因此GSM系統(tǒng)采用了單向鑒權(quán)的方式,只實(shí)施網(wǎng)絡(luò)對終端鑒權(quán)。
單向鑒權(quán)為偽基站之流大開方便之門,而偽基站發(fā)送的垃圾短信是誘發(fā)通信詐騙的常用手段,成為近年來高發(fā)的通信詐騙的一大助推者。
從WCDMA技術(shù)開始,采用了雙向鑒權(quán),不但網(wǎng)絡(luò)對終端鑒權(quán),而且終端也對網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán),避免了偽基站的肆虐。但是考慮到回落的需要,目前的3G/4G終端普遍支持GSM網(wǎng)絡(luò),還是有可能回落到同樣發(fā)送GSM信號(hào)的偽基站上。
盡管《魔高一尺道高一丈:談?wù)勅绾慰酥苽位尽芬晃闹刑岢鰧SM網(wǎng)絡(luò)的短消息發(fā)送機(jī)制進(jìn)行修改,也能彌補(bǔ)相當(dāng)大的漏洞。但是由于涉及對現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的改造,運(yùn)營商普遍對此不積極,工信部也沒有采用有力的措施來推動(dòng),導(dǎo)致GSM網(wǎng)絡(luò)的漏洞始終存在。
除了安全上弱點(diǎn)外,與WCDMA網(wǎng)絡(luò)相比,GSM網(wǎng)絡(luò)的話音業(yè)務(wù)頻譜效率不高,這也是GSM網(wǎng)絡(luò)的一大弱點(diǎn)。
根據(jù)《 WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)戰(zhàn)指南》一書的分析,單載波的WCDMA小區(qū)話音業(yè)務(wù)的極限容量為60個(gè)用戶,相當(dāng)于一個(gè)8載頻的GSM小區(qū)。也就是說,一個(gè)WCDMA單載波基站所支持的話音信道數(shù)與1個(gè)采用8/8/8配置的GSM基站相當(dāng)。
假定GSM網(wǎng)絡(luò)采用最高復(fù)用效率的3*3頻率復(fù)用,為了實(shí)現(xiàn)8/8/8配置,GSM網(wǎng)絡(luò)在頻率規(guī)劃時(shí)需要準(zhǔn)備72個(gè)頻點(diǎn),相當(dāng)于14.4MHz的帶寬,是WCDMA的5MHz帶寬的3倍。由此可見,WCDMA網(wǎng)絡(luò)的話音容量密度更大,更適合在高話務(wù)密度區(qū)域部署。
基于以上兩點(diǎn)原因,盡管GSM網(wǎng)絡(luò)還能發(fā)揮作用,更新?lián)Q代必須擺上議事日程了。
三、 未雨綢繆
前面列舉了GSM網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代的必要性,GSA給出了世界移動(dòng)用戶數(shù)量按制式的預(yù)測,可見從2017年起,GSM網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量將會(huì)日漸萎縮,退出通信舞臺(tái)的大局已定。
至于GSM在國內(nèi)的退網(wǎng),最早提出的時(shí)間點(diǎn)是2017年,但是通信業(yè)內(nèi)也有觀點(diǎn)是在2020年,某些文章還提出可能要到2025年。不管退網(wǎng)的時(shí)間點(diǎn)在哪里,作為一種極有影響力的移動(dòng)通信制式,GSM的退網(wǎng)還是要早做準(zhǔn)備,未雨綢繆的。
事實(shí)上本人在2012年就考慮了GSM退網(wǎng)的問題,在《中國移動(dòng):請準(zhǔn)備GSM的華麗謝幕》一文中針對國內(nèi)最大的GSM運(yùn)營商中國移動(dòng),提出了如何應(yīng)對GSM退網(wǎng)的策略。
我的看法是考慮到GSM的用戶數(shù)量以及業(yè)務(wù)覆蓋的范圍,GSM的退網(wǎng)應(yīng)該是個(gè)漸進(jìn)的過程,分為準(zhǔn)備期以及實(shí)施期兩個(gè)階段,目前是準(zhǔn)備期,主要是為GSM的退網(wǎng)制定相應(yīng)的策略以及時(shí)間表。
制定GSM的退網(wǎng)策略應(yīng)該重點(diǎn)考慮以下問題:
GSM網(wǎng)絡(luò)承載的語音業(yè)務(wù)何處去?
GSM網(wǎng)絡(luò)的頻段如何處理?
只支持GSM技術(shù)的終端如何處理?
大家普遍關(guān)心第2個(gè)問題,就是GSM網(wǎng)絡(luò)使用的頻段如何Refarming(重耕)?但我認(rèn)為,如果不考慮第1個(gè)問題,直接談第2個(gè)問題是沒有意義的。關(guān)于第1個(gè)問題,由于涉及面廣,將會(huì)有專門的文章來闡述,這里就略過了。
至于第3個(gè)問題,GSM終端主要分為用戶終端以及數(shù)據(jù)裝置,用戶終端本身就有更新?lián)Q代的過程,運(yùn)營商甚至可以用新手機(jī)與只支持GSM的老舊手機(jī)進(jìn)行一對一更換,處理起來比較簡單。
數(shù)據(jù)裝置很多都是安裝在監(jiān)測場地,進(jìn)行一對一更換難度很大?紤]到這些裝置不受垃圾短信的影響,業(yè)務(wù)量也不大。因此可以考慮為這些設(shè)備單獨(dú)提供GPRS網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),直到數(shù)據(jù)裝置老化、淘汰或者達(dá)到了GPRS網(wǎng)絡(luò)最后的服務(wù)期限。
當(dāng)然,如果是新增的數(shù)據(jù)裝置,運(yùn)營商將會(huì)要求不能只支持GPRS,必須支持3G或者4G甚至NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯(lián)網(wǎng))。
另外,GSM退網(wǎng)的時(shí)間表也必須明確,不能只在運(yùn)營商內(nèi)部討論,而應(yīng)該在通信業(yè)界甚至全社會(huì)公諸于眾。
四、 結(jié)束語
GSM是當(dāng)下碩果僅存的2G技術(shù),由于安全以及頻譜利用率的缺陷,不可避免地面臨被后起之秀取代的命運(yùn)。GSM退網(wǎng)不再是懸而未決,而是擺上了議事日程。
不過,作為有著巨大影響力的移動(dòng)通信制式,GSM技術(shù)值得為其安排一個(gè)體面的退出方案,這個(gè)退出方案分為準(zhǔn)備期以及實(shí)施期,在準(zhǔn)備期需要為GSM的退網(wǎng)制定相應(yīng)的策略以及時(shí)間表。