2G+WLAN融合組網(wǎng)在巴基斯坦的探索和實(shí)踐

劉海濤

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)上海分公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心，上海 200003）

1 引言

國內(nèi)在積極研究GSM、TD-SCDMA、TD-LTE和WLAN（Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)）四網(wǎng)協(xié)同解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的時(shí)候，中國移動(dòng)的巴基斯坦全資子公司辛姆巴科公司也在集團(tuán)公司的安排部署下開展了2G+WLAN融合組網(wǎng)的探索和實(shí)踐。在巴基斯坦政府遲遲不發(fā)放3G/4G牌照的前提下，探索如何通過建設(shè)WLAN商業(yè)網(wǎng)絡(luò)使之成為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主力承載網(wǎng)，解決移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)對(duì)2G網(wǎng)絡(luò)日益增加的壓力并全面提升用戶感知，提高用戶粘度并爭取更多新用戶入網(wǎng)，在巴基斯坦競爭激烈的移動(dòng)通信市場(chǎng)具有重要的意義。

2 背景

2.1 巴基斯坦概況

巴基斯坦伊斯蘭共和國（Islamic Republic of Pakistan）是一個(gè)多民族伊斯蘭國家，98%以上的居民信奉伊斯蘭教。巴基斯坦位于南亞次大陸西北部，領(lǐng)土面積79.6萬平方公里（不含巴控克什米爾）。1947年實(shí)行印巴分治，1956年正式建國。截至2014年9月，巴基斯坦人口約1.97億，是世界第6人口大國。巴基斯坦人口增長較快，年增長率超過2%。人均GDP 2013年為1 309美元[1]。

2.2 巴基斯坦移動(dòng)通信市場(chǎng)概況

2012年以來，巴基斯坦整體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)有所恢復(fù)，電信市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭較好，移動(dòng)收入呈上升趨勢(shì)，2012財(cái)年行業(yè)收入同比增長13.4%。目前，巴基斯坦有5家主要運(yùn)營商，用戶總規(guī)模達(dá)到約1.33億戶，移動(dòng)普及率約72%。寬帶客戶突破210萬，普及率持續(xù)提升。智能手機(jī)終端占比低，目前正處于功能機(jī)向智能機(jī)的轉(zhuǎn)換初期。巴基斯坦各運(yùn)營商運(yùn)營情況如表1所示（資料來源[2]）：

表1 巴基斯坦的主要運(yùn)營商對(duì)比（2013年底）

2.3 辛姆巴科公司面臨的挑戰(zhàn)

中國移動(dòng)于2007年5月完成Paktel Limited 100%的股權(quán)收購，并將其更名為辛姆巴科有限公司（CMPak Limited）。2008年4月份開始，中國移動(dòng)啟動(dòng)國際品牌“ZonG”。經(jīng)過多年努力，辛姆巴科公司已初步具備了一定的網(wǎng)絡(luò)和市場(chǎng)規(guī)模，在新增用戶市場(chǎng)中連續(xù)3年排名第一，增值業(yè)務(wù)收入占比25.9%，位于行業(yè)第一，手機(jī)上網(wǎng)GPRS普及率23%，位于行業(yè)第二位，是巴基斯坦發(fā)展速度最快的運(yùn)營商。

公司面臨客戶價(jià)值結(jié)構(gòu)急需優(yōu)化、頻譜資源緊張、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金短缺等制約公司發(fā)展的問題。隨著智能手機(jī)的逐漸普及，未來流量業(yè)務(wù)將呈現(xiàn)爆發(fā)性增長，年均流量增幅將超過40%。預(yù)計(jì)在3年內(nèi)，巴基斯坦智能手機(jī)滲透率將從5%提升到18%，智能手機(jī)銷量將達(dá)到每年1 000萬部以上。移動(dòng)寬帶市場(chǎng)、企業(yè)和家庭市場(chǎng)無疑是未來移動(dòng)通信市場(chǎng)的主要增長點(diǎn)，也是中高端價(jià)值客戶的主要來源。

3G/4G/WLAN 的引入將為移動(dòng)寬帶的發(fā)展創(chuàng)造技術(shù)條件，使運(yùn)營商提升保有并吸引高價(jià)值用戶的能力，增加企業(yè)利潤，增強(qiáng)企業(yè)競爭力，應(yīng)對(duì)流量增長帶來的挑戰(zhàn)。

3 2G+WLAN融合組網(wǎng)的探索和實(shí)踐

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展及智能終端的普及，移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆炸式的增長，2G網(wǎng)絡(luò)面臨語音和數(shù)據(jù)的雙重壓力，各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)一再惡化，急需引入新的技術(shù)手段提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知。

3.1 3種2G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量協(xié)同組網(wǎng)方案比較

為探究2G網(wǎng)絡(luò)如何有效分流數(shù)據(jù)流量，對(duì)3種解決方案進(jìn)行了研究，其優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

3.2 2G+WLAN融合組網(wǎng)的可行性與發(fā)展思路

通過對(duì)上述3種數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)協(xié)同方案的比較，長遠(yuǎn)來看2G+3G/4G+WLAN方案是各運(yùn)營商長期發(fā)展的解決方案，但由于巴基斯坦政局更迭頻繁，導(dǎo)致該國遲遲不發(fā)放3G/4G運(yùn)營牌照，經(jīng)集團(tuán)公司同意，辛姆巴科公司啟動(dòng)了立足2G、在部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域先行建設(shè)WLAN網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)全面覆蓋的試點(diǎn)工作。

（1）融合組網(wǎng)的技術(shù)可行性探索

根據(jù)市場(chǎng)部門提供的用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)，并結(jié)合2G高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)小區(qū)，在巴基斯坦首都伊斯蘭堡和巴基斯坦第二大城市拉合爾各選取了10個(gè)左右數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)建設(shè)WLAN實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，涵蓋了室內(nèi)的商場(chǎng)、學(xué)校、機(jī)場(chǎng)、辦公大樓，室外的商業(yè)街區(qū)、公園廣場(chǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)地區(qū)。由于巴基斯坦站點(diǎn)獲取難度較大，站址資源僅限于2G室內(nèi)外站址，以2G/WLAN共站的模式進(jìn)行建設(shè)，共享現(xiàn)網(wǎng)站址、鐵塔、電源、傳輸?shù)荣Y源，實(shí)現(xiàn)最小投資、最快開通。WLAN實(shí)驗(yàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)網(wǎng)開通后，成功驗(yàn)證了端到端方案（覆蓋、傳輸、認(rèn)證、供電），證明了WLAN在技術(shù)上的可行性。驗(yàn)證了包括Web Portal/無感知認(rèn)證在內(nèi)的認(rèn)證計(jì)費(fèi)方案，實(shí)現(xiàn)用戶自動(dòng)開戶功能；驗(yàn)證了AP以微波和SDH/PTN作為主要回傳手段的傳輸方案可行性。

但是測(cè)試表明，WLAN 大規(guī)模組網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)室外覆蓋方面存在較大風(fēng)險(xiǎn)。以伊斯蘭堡F 7 市場(chǎng)站點(diǎn)為例（如圖2 所示），室外A P 高度2 0 m，發(fā)射功率500mW，采用高增益天線。

表2 2G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量協(xié)同組網(wǎng)方案

圖1 WLAN實(shí)驗(yàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，室外覆蓋距離大約150 m。在150m的范圍內(nèi)，下載平均速率可達(dá)到8.3Mbps，上傳速率可達(dá)到7.96Mbps。但在150m距離外，下載及上傳速率均較低。而在進(jìn)入室內(nèi)后，基本無法搜索到信號(hào)。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

圖2 伊斯坦堡F7市場(chǎng)AP位置及測(cè)試點(diǎn)示意圖

表3 伊斯坦堡F7市場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)

結(jié)論：WLAN 室外AP 受發(fā)射功率和頻率限制，覆蓋范圍有限，需要密集建設(shè)大量A P 才能實(shí)現(xiàn)與2 G/3 G 相同的覆蓋面積。室內(nèi)覆蓋則需要結(jié)合CPE（Customer Premise Equipment，用戶端設(shè)備）做深度覆蓋或采用室內(nèi)AP做定點(diǎn)覆蓋，站點(diǎn)和傳輸資源都是制約因素，因此進(jìn)行大規(guī)模WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

（2）商業(yè)運(yùn)營可行性分析

與市場(chǎng)部門協(xié)同，選取首都伊斯蘭堡數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)進(jìn)行了WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和商業(yè)運(yùn)營投入產(chǎn)出分析。熱點(diǎn)選取標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）選取最近一周內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總流量大于12GB的2G小區(qū)覆蓋區(qū)域作為首選覆蓋區(qū)域。

2）同時(shí)，通過調(diào)用該區(qū)域內(nèi)用戶登記在2G小區(qū)的IMEI（International Mobile Equipment Identity，移動(dòng)設(shè)備國際識(shí)別碼）確認(rèn)智能手機(jī)使用比例大于4%的區(qū)域。

3）結(jié)合實(shí)地區(qū)域場(chǎng)景及客戶群特征，確定最小連續(xù)覆蓋單位，在保證投入產(chǎn)出的同時(shí)考慮市場(chǎng)銷售的易操作性。

4）考慮為目標(biāo)客戶提供更好的體驗(yàn)，對(duì)其經(jīng)常去的休閑場(chǎng)所提出補(bǔ)充覆蓋。

在按照以上標(biāo)準(zhǔn)選取覆蓋區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃后確定共需建設(shè)1 106個(gè)A P，覆蓋大約伊斯蘭堡8%的面積，成本和收入等相關(guān)指標(biāo)評(píng)估如表4 所示（ROI，Return On Investment，投入產(chǎn)出比）。

表4 中提出正常、樂觀和悲觀這3種場(chǎng)景，在正常方案下預(yù)計(jì)發(fā)展客戶3萬，在悲觀方案下2萬，在樂觀方案下4萬；樂觀、悲觀ARPU（Average Revenue Per User，每用戶平均收入）分別上下浮動(dòng)20%。在正常方案下，整體虧損，但假若將此5年虧損折算到大約1萬高端客戶的維系，相當(dāng)每月維系成本約43.3盧比，其中影響收益測(cè)算的主要因素是客戶數(shù)和ARPU。

結(jié)論：WLAN業(yè)務(wù)預(yù)期盈利比較困難，想要獲取盈利的周期也很長，但是可以作為在3G/4G商用前維系高端用戶的手段，在獲得3G/4G牌照后作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補(bǔ)充，緩解數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸性增長帶來的頻譜資源短缺并提高用戶使用體驗(yàn)。WLAN商業(yè)運(yùn)營存在較大利潤風(fēng)險(xiǎn)。

（3）政策風(fēng)險(xiǎn)分析

WLAN使用的802.11標(biāo)準(zhǔn)使用射頻頻率作為傳輸媒介，但與2G/3G技術(shù)不同的是IEEE 802.11協(xié)議工作在ISM頻段。所謂的ISM，即工業(yè)（Industrial）、科學(xué)（Scientific）與醫(yī)療（Medical），大致而言，ISM頻段是保留給工業(yè)、科學(xué)或者醫(yī)療設(shè)備使用的。微波爐、2.4GHz無繩電話、藍(lán)牙設(shè)備均工作在ISM頻段。

在與PTA（Pakistan Telecommunication Authority，巴基斯坦電信管理局）交流及查閱相關(guān)法律法規(guī)的過程中發(fā)現(xiàn)，在巴基斯坦開展WLAN商業(yè)運(yùn)營存在政策風(fēng)險(xiǎn)。

◆發(fā)射功率和覆蓋距離限制：PTA在2008年發(fā)布的 許可和登記分類條例修訂案（the Class Licensing and Registration (Amendment) Regulations）中明確要求使用ISM頻段非商業(yè)用途設(shè)備功率必須小于100mW，覆蓋距離低于100m。如果把ISM頻段用于商業(yè)用途，需要申請(qǐng)和購買業(yè)務(wù)牌照，牌照類型為寬帶數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)牌照（Broadband Data VAS service License），按100 000盧比/省收費(fèi)，有效期為15年，可在獲得牌照省份內(nèi)部署WLAN網(wǎng)絡(luò)。但PTA目前已停止發(fā)放此類牌照。

表4 商業(yè)運(yùn)營模式估算

◆頻點(diǎn)限制：PTA在ISM頻譜使用指南（Guidelines for Use of ISM bands in Pakistan）中規(guī)定ISM頻率范圍如下：

2.4GHz頻段：2.473 5—2.483 5GHz（10MHz）；

5GHz頻段：5.725—5.850GHz（125MHz）。

2.4GHz頻段只有10MHz帶寬，不足1個(gè)22MHz頻點(diǎn)，且遠(yuǎn)低于IEEE建議的83.5MHz帶寬，完全按照法規(guī)要求則無法使用2.4GHz頻段獨(dú)立組網(wǎng)。雖然5.8GHz頻段有150M帶寬，但如果只用5.8GHz頻段組網(wǎng)，由于目前只有少數(shù)終端支持該頻段，也面臨極大風(fēng)險(xiǎn)。

◆干擾：由于ISM頻段非商業(yè)用途是免費(fèi)的，且不需要申請(qǐng)，因此PTA不對(duì)ISM頻段的干擾負(fù)責(zé)。

◆政府態(tài)度：公司法務(wù)部已經(jīng)就實(shí)際使用頻率、發(fā)射功率、覆蓋范圍和運(yùn)營牌照等問題正式向PTA發(fā)函確認(rèn)，至今沒有收到正式答復(fù)。PTA 的非正式答復(fù)是等到3G/4G牌照拍賣以后再說，因此后續(xù)要進(jìn)行WLAN商業(yè)運(yùn)營存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

◆競爭對(duì)手：本地?zé)o線寬帶運(yùn)營商Wi-Tribe公司室外建設(shè)的WLAN熱點(diǎn)已被PTA要求拆除。

結(jié)論：由于代表政府的PTA明確表示在3G/4G牌照拍賣前，不允許任何運(yùn)營商進(jìn)行WLAN商業(yè)運(yùn)營，因此要大規(guī)模部署WLAN商用網(wǎng)絡(luò)存在較大的政策風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

2G+WLAN融合組網(wǎng)的運(yùn)營模式在巴基斯坦面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)，主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)如下：

◆覆蓋風(fēng)險(xiǎn)：受功率和頻譜限制，室外覆蓋距離僅150m左右，室內(nèi)覆蓋信號(hào)穿透性差，嚴(yán)重制約熱點(diǎn)的選擇。

◆成本控制風(fēng)險(xiǎn)：要實(shí)現(xiàn)與2G/3G基本相當(dāng)?shù)娜娓采w，投入成本甚至高于3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入，實(shí)現(xiàn)盈利非常困難。

◆政策風(fēng)險(xiǎn)：政府不允許WLAN 大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營，相關(guān)政策不明朗。

◆客戶體驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)：由于ISM頻段非商業(yè)用途是免費(fèi)的，且不需要申請(qǐng)，極難控制其它ISM設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾導(dǎo)致的低吞吐率和客戶體驗(yàn)差的問題。

◆網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)：站址密度非常高、獲取困難且成本高，涉及到談判、租賃、供電等，對(duì)維護(hù)工作是極大挑戰(zhàn)。

因此，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和商業(yè)運(yùn)營投入產(chǎn)出分析，2G+WLAN 融合組網(wǎng)的運(yùn)營模式靠提供WLAN 來提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)很難獲取利潤，因此WLAN商業(yè)運(yùn)營建議定位在3G/4G商用前維系高端用戶的手段，在獲得3G/4G牌照并商用后作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補(bǔ)充，緩解數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸性增長帶來的頻譜資源短缺和業(yè)務(wù)壓力，并提高用戶使用體驗(yàn)。

由于上述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的存在，促使中國移動(dòng)集團(tuán)總部及時(shí)決策，同意辛姆巴科公司參加巴基斯坦3G/4G牌照拍賣。辛姆巴科公司最終在激烈的競爭中同時(shí)競得了3G牌照（WCDMA 2.1GHz 20MHz帶寬）和 4G牌照（LTE FDD 1.8GHz 20MHz帶寬），成為巴基斯坦頻譜資源最豐富的運(yùn)營商，也成為巴基斯坦第一家也是目前唯一一家4G運(yùn)營商，直接將巴基斯坦移動(dòng)通信引入了4G時(shí)代，同時(shí)極大地緩解了頻譜資源緊張、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)急劇增長的壓力，2G+3G/4G+WLAN將成為辛姆巴科公司新的戰(zhàn)略運(yùn)營模式。

[1] 百度百科. 巴基斯坦[EB/OL]. [2015-06-10]. http://baike.baidu.com/link?url=xeAStmlI7hoXraditsn gmOocYd2D6lyLrDal6c62xz-GyQrehPrC4FNw57VIO0Cw4OxHFY4y-uDg_PjzyM6VK.

[2] Pakistan Telecommunication Authority. Annual Report 2011—2012[EB/OL]. (2013-03-13). http://www.pta.gov.pk.

[3] IEEE 802.11. Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications[S]. 2007.

[4] 何廷潤. 未來無線寬帶領(lǐng)域的融合與競爭[J]. 移動(dòng)通信, 2014(9): 5-8.

[5] 陳贛,李曙海,金曉曉,等. 基于WLAN智能管道平臺(tái)的精細(xì)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究[J]. 移動(dòng)通信, 2014(24): 17-20.

[6] 朱東照. 3G網(wǎng)絡(luò)與WLAN協(xié)同規(guī)劃之探討[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù), 2009(9): 1-5.

[7] Pakistan Telecommunication Authority. Guidelines for Use of ISM bands in Pakistan[EB/OL]. (2001-01-21). http://www.pta.gov.pk.

[8] 劉威. 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2012.

[9] Bianchi G. Performance Analysis of the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function[J]. IEEE Journal on selected Areas in Comm, 2000,18(3): 535-547.

[10] Banginwar R, Gorbatov E, Gibraltar. Application and Network Aware Adaptive Power Management for IEEE 802.11[A]. Wireless On-demand Network Systems and Services 2005(WONS 2005)[C]. The Second Annual Conference, 2005.

[11] 高峰,高澤華,文柳,等. 電信級(jí)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)營[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2012. ★