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2g時代全球主要有哪些標準?

第壹代標準於80年代在全球範圍內商用,1987進入中國,以語音業務為主。1G是世界上獨立的體系,主要發達國家都推出了自己的標準,如AMPS、E-TACS、NMT、J-TACS等。

中國的制度選擇有技術、經濟和政治方面的考慮。TACS和AMPS是1G相對主流的系統,兩個系統的技術水平和商用規模相差不大。兩者最大的區別就是通道間距不同。TACS是25k赫茲,而安培是30k赫茲。據說,選擇TACS是因為其信道間隔與當時中國使用的各種無線電通信設備的信道間隔更匹配。

但是,即使全國統壹為TACS,也有AB網,互不相連。北方以摩托羅拉設備為主,南方實行壹套系統,愛立信為主。直到1995才實現全國模擬手機自動漫遊。

那個時候,移動通信對大眾來說還是壹種奢侈品。不僅需要交壹萬多元的初裝費,手機也有好幾萬,而且可供選擇的款式少之又少。初期網絡容量小,就算有錢買也要等幾個月。

南方的老板喜歡用手抓皮包,裝上叫手機的手機,露出長長的鞭狀天線,這是壹種常見的炫富方式。移動通信也給社交帶來了革命性的變化。比如有壹次局長當著我們的面接手機,說他在海南出差,沒空。等壹下。

網絡容量小的主要原因是網絡設備被跨國公司壟斷,中國國內產業嚴重落後,缺乏議價能力,所以價格很貴。比如壹個四單元定向基站天線就上萬,愛立信設備的配套材料有垃圾鏟、掃塵器、電纜梯等材料。可以預見的是,價格是當地材料的十幾倍。外資公司的人力成本也比我們高很多倍。早期愛立信負責安裝的人員主要是馬來西亞人和巴基斯坦人,也有壹部分來自瑞典。在90年代初,大多數人年收入不到654.38+0萬的時候,瑞典壹個基站安裝工程師的年薪相當於40萬人民幣,出差可以住當地最好的酒店。由此可見毛利之高,中國消費者負擔之重。

我們可以參考愛立信中標英國沃達豐65,438+000個TACS基站的蜂窩移動網絡交鑰匙項目案例。項目總價3000萬英鎊,即單站設備加工程均價30萬英鎊,至少是目前4G甚至5G單站成本的十倍,更不用說單用戶成本了。相比之下,2020年3月,中國移動剛剛公布了其28個省份的5G基站二期招標結果,每個5G基站的平均價格為1.8萬人民幣。

網絡建設成本制約著網絡建設的規模和速度。廣東TACS***經過14期擴容,大約在1998年全面停止網絡擴容,但最終網絡容量僅達到100多萬。要解決用戶容量更大的問題,需要下壹代標準。

在1G時代,相對於基站選址普遍困難,當時各地政府都在要求移動公司建設基站,壹些鄉鎮開通基站後會在當地媒體上宣傳。當時的基站大多設在郵局的辦公樓裏,甚至很多都是事業單位租用的。

02

1G的技術缺陷和網絡設備

1G的語音采用模擬調制,信令既有模擬也有數字,但數據速率很低。比如TACS只有8kb/s,所以不能作為業務數據。

技術上1G決定了它只支持語音業務,而且業務單壹,模擬調制抗幹擾性差。串擾是壹個普遍存在的問題,所以載波幹擾比高於數字系統,導致相同頻率帶寬下頻率復用效率低,用戶容量低。

保密性差,容易被竊聽。當時廣東省采用的是愛立信的RBS 883基站,通話的音頻可以在各個載板上輸出。當時聽說值班人員以夜間竊聽通話為樂。

但是,1G更致命。比如當時在廣州文化園的電子批發市場,大概1000元可以買到修改手機ROM。只要知道合法手機機身的IMEI號和電話號碼,該號碼的資費就可以被網格竊取,合法手機無法被網管認證。誰信號好,接入速度快,誰優先;

當然,相當壹部分有多個手機的號碼是故意的。比如壹個老板打算通過他的手機號給員工換多部手機。這些手機只用於撥號,但它是壹個低成本的移動通信方案與尋呼機。鑒於盜號現象嚴重,各地公安機關都成立了打擊盜號的專案組,甚至在各地郵局派駐了特警。

全國各地的TACS***購買了兩家設備商建設兩個網絡,分別是摩托羅拉的A網覆蓋21省市,愛立信的B網覆蓋15省市。這是因為中國幅員遼闊,省份眾多。如果當時只用壹家廠商的設備,供貨肯定會延遲,價格也會很高,但是在兩個網絡之間漫遊需要長時間的人工操作。

TACS網絡依附於PSTN網絡,每個移動交換局相當於PSTN的壹個端局,移動交換局的間接續費需要通過PSTN完成,而移動用戶的電話號碼相當於壹個本地電話號碼,交換局號碼為90。

當時廣東用的是愛立信的設備,模擬設備體積大,耗電量大。因此,每個站都配備了1~2個笨重的電源櫃和極重的備用電池組。當時機房基本都選在當地的高層建築裏,有的甚至在山上。可想而知,如果沒有電梯,甚至沒有公路來運送這些近壹噸的電池。

基站的維護也不方便,比如電池不是免維護的;設備方面,由於來自收發板的語音仍然是模擬的,其回傳采用2Mbps的E1電路,需要跳幀將30路語音匯集成壹路E1。這種土而密的跳框,與移動通信的高大形象並不匹配。

與現在廣泛使用的RRU不同,當時的基站都是室內設備。對於每個扇區超過32個載波的大型站點,基站的室內面積幾乎需要40平方米,距離基站天線的距離有時會達到數百米。射頻電纜成本高,損耗大,防雷難度大。

由於頻分多址(FDMA)機制,最早的基站在開機時,除了常規定義信道頻點外,還需要根據分配的頻點,對射頻前端的合路器(也叫合路器,由諧振頻率不同的濾波器組成)進行頻率調諧。如果網絡優化涉及頻點更換,還需要現場更換,不僅繁瑣,而且需要昂貴笨重的設備。

後來愛立信基站推出了自動調諧合並器,這樣就省去了手動調諧。組合器將多達32個信道組合成壹個天線。當超過32個通道時,需要增加發射天線,此時發射和接收天線仍然是獨立的。因此,對於業務量大的基站,每個扇區至少需要兩個發射天線和兩個接收天線進行分集接收。對於三個扇區的站點,總共需要65,438+02個天線。而且由於采用了單極化天線,天線之間有嚴格的最小距離要求,所以天空中有空間。

總的來說,與目前的基站相比,1G基站設備工作在室內,占地面積大,能耗高,互連線多,空間要求大,開通和維護成本高。

03

1G時期工業形勢

在移動通信主設備方面,中國的1G時代是以摩托羅拉和愛立信為代表的外資時代。與摩托羅拉不同的是,愛立信從當時的固網交換機中看到了移動通信市場的發展前景,並由此在80年代初向移動通信領域擴張。

愛立信在中國耕耘多年,在1G時代就已經開始了本地化。通過與南京熊貓、廣州無線電廠合作生產維護基站設備,大大降低了成本,提高了競爭力。

在手機方面,國內市場基本被較早進入中國市場的摩托羅拉壟斷。摩托羅拉的8800/8900系列是手機的代名詞。8000系列之後,

摩托羅拉後來推出了第壹款翻蓋9900,它可以防止按鍵被誤按。與8800/8900系列相比,手機的體積和重量大大減小,成為當時的名機,成為女性的專用寵物,但價格卻高達2萬人民幣,幾乎趕上了當時三線城市的小房子。

機器翻蓋容易損壞,最早維修費用高達幾千,但畢竟是註塑件,所以出現了很多非正品配件,維修費用明顯降低。與摩托羅拉的龐大相比,

愛立信也推出了以EH237和EH238為代表的手機,以及諾基亞的121。與摩托羅拉相比,這些手機更加小巧精致,給人耳目壹新的感覺,完全可以放進褲兜裏。

因為1G的用戶號與每部手機都是壹壹對應的,所以手機銷售基本都被郵電部門承包了,可供選擇的機型非常有限。手機丟了,要去郵局掛失,重新做用戶信息。

和現在相比,那時候手機維修是個高級職業,收費高,技術門檻高。規模的維護點基本都被郵電部門的第三產業承包了,其維護人員多為本科生。

模擬手機的射頻和中頻部分的集成度遠不如現在,故障率也很高。如果不投資昂貴的光譜儀或綜合測試儀,很難定位這種故障。而普通個體店鋪配備最高頻率幾百KHz的示波器是壹項高投入,在維修業務上很難與財大氣粗的郵電部門競爭。

1G時代,國內產業參與度很低,主要設備和手機完全是外資。目前,華為的主力仍在專用小交換機,但其交換設備只出現在農村地區的小容量辦公機房。

中國巨大的移動通信市場與國產品牌的完全缺乏是非常不對稱的,這種情況在2G之後才得以改變。

在個別非核心配套元器件上零星可以看到國產品牌,比如小功率直放站的廣東晶鑫,個別直放站天線和個別全向基站天線的廣東通宇通信,以及後期像光宇這樣個別站點的備用電池等等。國內在手機上的產業以配件和電池為主,也培育了壹些類似飛毛腿的手機配件品牌。

1G時代國內產業現狀,主要與當時中國的工業基礎,以及1G缺乏全球標準和網元接口不統壹有關。

移動通信主設備需要高強度的持續R&D投資,具備整合長產業鏈的能力。當時主流設備廠商都有自己的芯片部門,關鍵的處理芯片需要自研。

可見,能承接主要設備R&D和制造的壹定是大公司,而中國在80年代和90年代,企業單位的規模主要是國有企業和部委下屬的科研單位,所以很難在體制內的跨國巨頭中突圍,而中國當時嚴重缺乏芯片設計和制造能力(雖然也有類似無錫華晶的芯片加工企業,但遠遠不能令人滿意)。

所以從低值非核心配件入手是國內企業的必然選擇。即便如此,他們也能獲得不少利潤,也確實培養了壹批企業。

無線通信在80年代末是壹個非常熱門的大學專業,但是畢業後能夠從事無線通信研發的人很少,更多的人選擇了當時的郵電系統或者國外的非核心技術崗位。其中無線電頻率這個專業就更尷尬了。當時除了少數雷達、航天所外,很難在體制外找到相應的R&D工作,這反映出我國對於主裝備R&D的產業和人才基礎嚴重缺乏。

最後,在本地化方面,值得壹提的是,尋呼機這種單向移動通訊工具的出現早於1G。當時賬戶大概是1000~3000元,月租很低,屬於當時普通人能承受的範圍。結合遍布大街小巷的公用電話,可以在很大程度上以較低的成本解決通信的移動性。早期的尋呼臺主要是人工的。比如移動分局最多的工作人員就是所謂的應召女郎。在自動尋呼的發展中,國產設備占據了主力,是通信設備內存國產化的成功範例。

04

1G的結尾

第壹代標準技術落後,僅提供語音業務,業務類型單壹,技術上容量不足,無法滿足大規模接入,標準不壹致,模擬標準固有的保密性差。但作為國內首個大規模商用網絡,蜂窩技術和網絡運維得到了驗證和鍛煉,巨大的移動通信市場潛力被挖掘和點燃,正式拉開了蜂窩移動市場的序幕。所以2G網絡在1G規模建設後很快上線。

發達國家和地區在20世紀90年代中後期就開始了模擬網絡的退出和轉移。例如,香港要求所有模擬網絡必須在1997年7月1日之前轉換為數字網絡。

90年代末,中國模擬網基本沒有新增用戶,並停止了網絡擴容,甚至通過網絡整合降低運營成本。最後在2001年底徹底退出市場,部分設備支持到非洲,相應的頻譜也分配給了中國移動的GSM網絡。

中國模擬網退出較晚,這也是由中國地區差異大、經濟和通信行業落後等諸多因素決定的。

2G

01

系統介紹

1G主流標準雖然技術上支持漫遊,但由於各國各自為戰,標準不壹,無法實現。下壹代標準迫切需要統壹標準,所以標準的制定也需要壹個跨國家的組織來實施。

2G時代,全球還是分幾個標準,主流包括美國的D-AMPS和後起之秀窄帶CDMA,日本的PDC和歐洲的GSM。但GSM由於起步早,支持國家多,在2G時代脫穎而出,最終占據全球高達80%的份額。

除了CDMA,其他三種方式都是基於TDMA,這也是2G時代的主流技術。

為了實現統壹的歐洲標準,歐洲電信標準協會(ETSI)技術委員會下的集團專用移動(GSM)於1982成立,並開始制定GSM標準。

這也是技術演進的內在節奏,即上壹代完成標準制定並開始商用後,將開始下壹代的演進技術研究和標準立項。

當GSM的標準組織建立時,還沒有決定是使用數字還是模擬。但對於1G移動通信,標準不統壹,頻譜不統壹。作為考慮全球漫遊需求的標準,首先統壹900M頻譜;到了80年代中期,針對各種多址技術,最終選擇了TDMA。在ETSI的推動下,第壹版GSM標準被凍結在1992,並被業界接受。