GSM網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代 將退出通信舞臺(tái)

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(qǐng)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(duì)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(duì)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(duì)終端鑒權(quán)，而且終端也對(duì)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?duì)GSM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(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的改造，運(yùn)營商普遍對(duì)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(qǐng)準(zhǔn)備GSM的華麗謝幕》一文中針對(duì)國內(nèi)最大的GSM運(yùn)營商中國移動(dòng)，提出了如何應(yīng)對(duì)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(duì)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(duì)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。