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再见,CDMA!

2018年5月30日 06:56  网优雇佣军  

昨日,中国电信召开股东大会,中国电信总裁兼首席营运官刘爱力于股东会上表示,CDMA到达寿命周期,但集团较另外两间电信商的情况特殊,他希望最快今年底至明年初将CDMA退网,以降低经营成本和资本开支,提升股东利益。


一个时代即将结束。今天我们来聊聊CDMA的故事。



说起CDMA,当然少不了通信界的第一女神 — 海蒂·拉玛。


海蒂·拉玛


这是1940年,夏天。


好莱坞明星海蒂·拉玛在一次聚会上认识了钢琴家乔治·安塞尔。她邀请他到家中做客。两人聊起了瘦身,随后谈起了人生。



安塞尔痛恨法西斯,他想为打败法西斯轴心国尽一份力。拉玛想起她的第一任丈夫,一个与希特勒和墨索里尼做生意的军火商,她曾经在一次晚宴上听到纳粹官员谈起过如何操控鱼雷的事。


鱼雷的发射通过无线信号遥控,以确保命中目标的准确性,但这种方式很容易被相同频率的信号干扰,从而使鱼雷偏移目标。


当安塞尔漫不经心的弹起钢琴时,拉玛灵光一现,她想,既然按下不同钢琴按键就能发出不同声音,那么在发射器和接收器之间不停的随机改变无线信号频率,不就可以避免鱼雷被信号干扰和拦截吗?


关键的问题是如何保证发射器和接收器在随机改变频率时保持同步,刚好,安塞尔热衷于音乐实验,在声音同步方面拥有丰富的经验。


安塞尔想出了具体的实施办法,他们在鱼雷的接收器和舰船的发射器内安装相同编码的滚筒,使两者同时运转,借此调整频率来保持同步。他们设计的系统采用了88个频率 ,这刚好是钢琴上的按键数量。


1941年,拉玛和安塞尔提交了专利申请,次年获得秘密通讯系统专利。



尽管他们认为这一发明可以帮助政府赢得战争,但是,这个秘密通讯系统从未在二战期间使用过。美国海军似乎不太相信一个明星和一个钢琴家的发明,把“钢琴放在鱼雷里”,大兵们觉得不可思议。



但这一发明并未被人们遗忘。


1962年,古巴导弹危机爆发,一场核噩梦把美国搅得天翻地覆。西尔凡尼亚电子国防实验室为此开发了一种电子扩频系统,用于处理美国的安全通信,其技术实现正是基于拉玛和安塞尔的秘密通讯系统专利。不过,这个时候该专利已经过期了。


1960年代早期,“扩频”这个词开始被使用,它指在传输信息之前对所传信号进行频谱扩宽处理,并采用加密技术获得更强抗干扰能力,同时,可在相同的频带上承载不同用户的信息。


拉玛和安塞尔设计的系统,实际就是扩频技术。他们设计的扩频系统今天被称为“跳频”。


扩频技术最初用于军事通信,直到1980年代中期,美国军方对其銷密后,才开始走进民用市场。CDMA的基础技术即扩频,它允许多个手机通话共享相同的频率。



CDMA的主角当然是高通。


这是1989年,正值1G模拟时代向2G数字时代过渡期,移动产业蓬勃发展,各大运营商正在疯狂建基站,但1G模拟技术遭遇到了容量和服务质量的瓶颈,业界提出了采用TDMA(时分多址)技术来进行数字传输的方式,以代替1G模拟通信。


1G采用FDMA技术,一个用户在通话时占用一个信道。TDMA则可实现在单个信道内服务多个用户的能力,它将无线信道分成8个时隙,供8个用户得轮流使用,从而提升了容量。


尽管TDMA在容量提升上有限,但很实用,众所周知的GSM就是采用TDMA技术,因此,越来越多的运营商开始选择TDMA。


不过,随后高通宣布他们有更好的办法可实现让多个用户同时共享频道,且能让运营商建更少的基站。


高通的办法是,将用于军事通信的CDMA技术应用于商业手机网络。


CDMA,即码分多址,它通过不同的扩频码来实现多用户在同一时间同一频率上共享。从技术上讲,CDMA比TDMA更具优势。



但是,没有人相信高通。


许多学术界和业内人士认为,高通的CDMA太激进,商业化过于复杂,没有成本优势,且存在无法解决的基本问题,关键是还来得太迟。


包括华尔街日报和纽约时报在内的各大媒体对此争相报道,华尔街日报直言不讳的指出,CDMA不能满足规模化建设,这将导致设备商和运营商损失数十亿美元。


1989年11月7日,一个决定高通和CDMA生死的日子来了。


高通决定在这一天邀请100多位电信行业的高管来观看他们的CDMA演示。“如果这次演示失败了,我们可能会死的”,时任高通CEO欧文·雅各布回忆说。


在演示现场,高通架起了两个CDMA基站,开来一辆放置了CDMA终端设备的汽车,驾驶员将开着汽车在两个基站的覆盖范围内来回路测。


就是这辆车


头一天,参观者聚集一堂,听完雅各布介绍完CDMA如何工作之后,正当要进入演示环节时,工作人员告知雅各布,设备出问题了。


为此,雅各布不得不延长演讲时间,拖住观众。所幸的是,这次故障只是由于一个GPS接收器与卫星失去同步造成,与CDMA设备本身无关。经过一番小波折后,在此后演示的五天期间,设备均未发生故障。


高通接下来在美国多个城市进行了相同的演示,依然采用两个基站和一部CDMA终端进行路测,主要是为了证明CDMA的“软切换”关键特性。随后,高通进一步解决了功率控制、小区边缘干扰等商用挑战,到1991年,高通演示实现了超过50部移动电话同时使用一个CDMA载波,成功证明了CDMA是一项可行的商业技术。


1993年7月,美国通信工业协会批准CDMA作为2G标准,第一个CDMA标准IS95发布。


1994年10月,香港和记黄浦采用Motorola的设备建成世界上第一个CDMA商用网络。


1995年,CDMA技术在韩国得到大规模商用。随后,日本、美国、澳大利亚等一些国家也相继建设了CDMA商用网络。


1997年,我国在北京、西安、上海、广州建设了CDMA试验网,即中国长城网、133网。


2000年,中国联通与高通签署知识产权框架协议,随后启动CDMA网络建设,CDMA正式进入中国。


2001年,CDMA手机在中国开始大规模销售。由于当时GSM手机已经规模化和低价化,手握两张网络的联通打出CDMA高端牌,以CDMA保密性强、话音清晰、覆盖广等优势来区分GSM市场。


各种CDMA终端



但是,技术从来不是唯一的决定因素,规模效应才是移动通信产业恒古不变的制胜法宝,CDMA可选择的终端一直远少于GSM,产业链式微是CDMA的一大弱势。


直到2008年电信业重组,原中国联通的CDMA业务则并入新的中国电信后,坊间一直流传着“一入电信深似海,从此手机不好买”。


来到3G时代,欧洲与日本等原本推行GSM标准的国家联合起来成立了3GPP组织 ,负责制定全球第三代通信标准。3GPP小心翼翼地参考CDMA技术,以尽量绕过高通的专利,开发出了原理类似的WCDMA。


高通赶紧不落人后地与韩国联合组成3GPP2 与3GPP抗衡,推出了CDMA2000。


还有我们自主知识产权的TD-SCDMA。


自然,最后的结果还是在2G具有先发优势的WCDMA的参与者最多,市场占有率最高。WCDMA发展得风生水起,从最初的R99开始,不断更新版本,加入新特性,网络速率也是步步提升。但是,CDMA2000的技术框几乎没变,网络速率也跟不上WCDMA的节奏。


3G时代,CDMA2000遇到了发展瓶颈,随着采用CDMA2000的运营商越来越少,整个产业链大幅萎缩。


进入4G时代后,一些运营商开始关闭CDMA网络,以重耕4G网络。


2007年,澳大利亚成为全世界第一个彻底关闭CDMA网络的国家。

2008年,日本KDDI关闭CDMA网络。

2012年,韩国KT关闭CDMA网络。

2012年,新西兰Spark关闭CDMA网络。

2013年,泰国CAT电信关闭CDMA网络。

2014年,厄瓜多尔CNT关闭CDMA网络。

2016年,加拿大Manitoba关闭CDMA网络。

2017年,加拿大Bell关闭CDMA网络。

2017年,加拿大Telus关闭CDMA网络。

2017年,加拿大Sasktel关闭CDMA网络。

……



对于运营商,关闭CDMA网络,利于在腾出来的2G频段上部署对网络覆盖要求更高的物联网和VoLTE新技术,以快速布局新业务,抢占市场。随着越来越多的用户转入4G,大部分用户终端都支持VoLTE,按用户平均两年半就会更换一次手机的习惯,这为运营商关闭CDMA创造了条件。


对于中国电信,重耕CDMA800M频段是基础网络能力建设的关键,通过有节奏的完成业务迁移和频率腾退,可实现低成本、高效率的建成一张通话质量优于CDMA 1x,覆盖性能和容量效率与1x相当的800M VoLTE网络。


一个时代正在结束,再见了,CDMA!

编 辑:章芳
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