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CDMA:功名十八年,一部跌宕史

紫金山科技 2019-12-16

图片来源:全景视觉

数十年来,登上移动通信这个大舞台,辉煌几年又黯然谢幕的技术,多到数不清。

当 " 中国电信宣布 2020 年起所有 5G 终端必须移出对 CDMA 制式的支持 " 的消息传来时,人们猛然意识到,近几年来已隐居幕后的 CDMA,真正到了说再见的时候。

有意思的是,这一技术的最初发明者不是圈内人,而是曾经名噪一时的好莱坞明星海蒂 · 拉玛。

据说是二战期间,她从军火商丈夫那里得知参战各方都想通过无线信号引导提高鱼雷命中率,但总是被敌方信号干扰,而曾经选修过通信专业的海蒂 · 拉玛萌生了与音乐家合作,借鉴自动钢琴的原理实现 " 跳频 " 这一想法。随后她向美国发明家委员会递交申请,获得 " 保密通信系统 " 专利号,但是当时并未被高度重视。

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直到冷战结束后,美国解除对跳频技术的管制,该技术才得以商业化。追溯发明历史,这位好莱坞女星晚年被认可为"CDMA 之母 "

1985 年成立的高通后来获得了这项专利,继续研发,推出了后来被应用于 2G 网络的 CDMA 原型系统。

1990 后,CDMA 技术最先在美国得到应用而走向全球。到 2000 年底,全球 CDMA 用户数达到8100 万,而当时全球 GSM 用户数已超过 5 亿

随后,它开始登上中国通信舞台甚至开始被老百姓熟知,后又历经了高端品牌发展、与 GSM 博弈、转手中国电信、4G 演进受阻等一系列起伏跌宕。

现在,在 5G 面前,它不得不"Time to say goodbye"

天生我材必有用

2001 年 2 月,中国联通在原本已有 GSM 网的基础上成立了专门进行 CDMA 网络建设和运营的全资子公司 " 联通新时空 "(之前 CDMA 引入国内用于军方建网故不便详述)。这一年,联通投资 209 亿元,用半年多时间建成总容量为 1581 万户、覆盖全国 31 个省的 330 个地市 CDMA 网络。(数据来源:中国联通官网)

2002 年 1 月 8 日,CDMA 正式商用。当时的联通或许也未想到,18 年后它会结束在 " 成人礼 " 之前,而且是结束在中国电信手里。

中国联通专门对 CDMA 手机打出了" 绿色 "概念,因当时大部分手机用户使用的是 GSM 手机,最大发射功率为 2W,通话功率平时在 600 毫瓦之下,而 CDMA 手机发射功率最高只有 200 毫瓦,通话功率不到 1 毫瓦,相比 GSM 功率大大降低,一方面减低了辐射,另一方面也延长了手机通话时间、电池寿命,进而对环境起到保护,因此被赋予了 " 绿色 " 概念。

当时的信息产业部批准了 19 家企业生产 CDMA 终端产品资格,包括 18 家国内企业如波导、科健、海信、中兴等,以及 1 个外商独资企业摩托罗拉(中国)。

据悉,为赢得与联通的合同,高通当时也大幅度降低了特许使用费,对中国国内 CDMA 移动电话销售只收取 2.65% 的费用。

2003 年 1 月,在美国 NBA 中崭露头角的 23 岁姚明成为联通 CDMA 新时空品牌代言人。

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联通各省开始大力发展和宣传 CDMA,意图走高端化路线与 GSM 实现差异化发展。

联通全力发展 CDMA 也给各大设备商带来了市场机会。在联通最初的 CDMA 设备选型招标上,共有 12 家国内企业参与了投标,这也是国内移动通信厂商第一次与国外通信厂商站在同一起跑线上。为了曲线进入市场,外资企业纷纷与国内企业合作,诺基亚与首信合作,LG 与浪潮合资,韩国的 SONUS 与中电科技搭档,三星集团与中科健合作 … 其实,1G 空白、2G 跟随的国内企业恰恰也需要他们的技术支持。

但当时联通同时还经营着一张拥有逾 2000 万用户的 GSM 网,如何平衡这两个网之间的关系和利益,也一度是联通在 " 双手都要抓 " 上面临的大课题。

由此,联通成了世界上极少数同时运行两张网络的运营商之一(香港和记和澳大利亚的 Telstra 曾在同一市场运行 GSM 网和 CDMA 网),一方面依靠用户量相对更大的 GSM 获得收入,另一方面却在 CDMA 上投入巨资,也分散了其对 GSM 进行网络优化的精力和投入,尤其和中国移动一门心思扩容优化 GSM 相比,联通 GSM 用户一度颇有怨言。

2004 年,一篇刊发在业内刊物上的《中国联通 CDMA 与 GSM 双网协调发展分析》称,联通期望把 CDMA 发展成为强势网络与主导业务的战略目标至 2004 年时仍没得到实现。因种种原因,联通如何运营 CDMA 引来中国电信史上颇多的争议。

2006 年,南京出版社出版了《CDMA 在中国》一书,作者刘自强甚至以 "CDMA 进入中国后命运延宕多舛,既充满了激情,也充满了悲情 " 来形容这一技术在中国的发展。

直到 2008 年,中国电信业重组,中国联通的 CDMA 转给中国电信运营,又重新焕发出激情。

中国电信花 1100 亿元从联通手中收购了已有 4000 万用户的 CDMA 网络 ( 同时也接收了原联通大量的 CDMA 网络技术骨干 ) ,得到了盼望已久的移动业务牌照,重新对 CDMA 如何发展做了新布局。

中国电信还有 1 亿多固定电话用户,8700 多万小灵通用户,利用捆绑消费,优惠性转网等措施,结合各种策略,当时的中国电信掌门人王晓初信心满满定下了 " 第一年实现 5000 万 CDMA 用户增长 " 的目标。

2009 年,三家运营商获得 3G 牌照,国内正式开始 3G 商用,那么中国电信拿到 CDMA 后在 3G 上表现如何?

在紫金山科技的采访中,一位运营商人士 " 天线圈圈 " 对这段历史记忆犹新,他说:" 尽管国家分配给三个运营商的 3G 频段为 2.1GHz 和 2.6GHz,但中国电信结合自身的网络和 CDMA 的技术特点(FDD、高效的话音编码),直接在 800MHz 频段建设 EV-DO 网络,在短时间内就建成了覆盖全国的 3G 网络,相比移动 2.6GHz 频段的 TD-SCDMA 和联通 2.1GHz 频段的 WCDMA,电信的 CDMA1X 和 EV-DO 的信号覆盖和网络质量好很多,优质的网络品牌就这么建立起来。"

和很多 CDMA 老用户在网上留言一样,他也提到,3G 时代电信天翼网络给用户的感知就是信号好、话音质量好、上网速度快、保密安全、CDMA 终端省电。

" 后来中国市场出现了伪基站和短信诈骗问题,都是因 GSM 网络漏洞而造成的,在 CDMA 网络中不会出现伪基站和短信诈骗问题,这都说明 CDMA 网络的优势。"

短短几年,电信在移动业务上超越联通,成为国内第二大移动运营商," 这其中,CDMA 2G 和 3G 网络功不可没,特别是电路语音业务。" 天线圈圈表示。

在电信联合产业链的推动下,2013 年的天翼 3G 互联网手机交易会,几乎成为全球最大的手机交易会,中国电信联合众多终端经销商与多家终端厂商共同签署了总量达 5100 万部的天翼智能手机采购确认书。有媒体统计,当时500 余家移动互联网应用开发商,1000 多家手机芯片、设计、配件及制造商参展,有万余家手机代理商、经销商及零售商参加了现场订货。

这是 CDMA 在中国的高光时刻。终端的极大丰富也刺激了电信 3G 用户数从 2013 年底的407 万户迅速攀升到 2014 年底的1229 万户。(中国电信财报)

大江东去浪淘尽

2013 年 12 月 4 日,工信部正式向三大运营商发布 TD-LTE 4G 牌照(2015 年中国电信和联通又获得 FDD 4G 牌照)。

也是从那一刻起,CDMA 走上了退网计划。

" 天线圈圈 " 对紫金山科技回忆称,随着 4G 的商用,全球移动运营商都开始规模建设 LTE 网络,从而对 CDMA 网络的建设需求初步减少,加上 CDMA 的专利收费较高,导致运营商在无线网优、运维、终端等方面的成本居高不下,同时支持 2G、3G、4G 三个网络的建设和运维,电信的成本压力很大,CDMA 逐步退网因此提上日程。

原有 800MHz 的 CDMA 网络具有良好的覆盖,包括城市深度、农村和边远地区。LTE 能否实现相同的覆盖是 CDMA 退网的关键。

CDMA 退网分两个阶段:退频重耕和彻底退网。据 " 天线圈圈 " 称,当时 EV-DO 的上网速率相比 LTE 网络已经没有任何优势。电信逐步在全国范围内进行 800MHz 的分批退频,重耕建设 800MHz 的 LTE 网络。

"CDMA 彻底退网的基本条件,就是电路语音业务的全面承接。在演进上,是采用 VoLTE 方案(IP 语音)进行的承接。但 VoLTE 的推广和普及,最大的难点就是 LTE 信号的覆盖问题和终端需全面支持 VoLTE。电信的 LTE 网络基于 2.1GHz 覆盖,主要提供中高速业务,农村和边缘地区信号不太好。800MHz 重耕建设的 LTE 网络,辅助 2.1G 的 LTE 网络,为 VoLTE 提供了坚实的基础。当时尽管大部分终端都支持 LTE,但支持 VoLTE 的终端占比还不高,需要逐步提升。

" 到 2020 年,5G 终端去除 CDMA 制式,可以进一步降低 VoLTE 终端的成本,提高 VoLTE 终端的普及率,为 CDMA 彻底退网打下基础。" 天线圈圈表示。

对国际 ICT 市场颇为熟悉的 Strategy Analytics 公司研究总监杨光在接受紫金山科技采访时介绍,在海外,韩国几家 CDMA 运营商早在 3G 时代就部署了 WCDMA,日本韩国美国 CDMA 运营商的演进路线基本都是从 CDMA 到 LTE 再到 5G,而且普遍在 LTE 时代发展得比较激进,就是为了尽快摆脱相对比较弱的 CDMA 产业对自身的影响。

杨光表示,这些运营商现在都已经不接受新的 CDMA 用户和终端入网了,具体的 CDMA 关停时间预计也在 2020 到 2022 年之间

" 其实从频谱效率、网络覆盖等等角度,今后一段时期比较理想的组合就是4G LTE+5G NR,其它技术都可以逐渐退网了 ",杨光也提到了 VoLTE 对承载语音业务的重要性,"CDMA 退网,相对麻烦一点的是话音和物联网。随着 VoLTE 的展开,尤其是低频段频谱的使用,可使 VoLTE 的普及度逐渐上来,用于解决话音业务的承载。但还有很多物联网模组在用 2G 3G 网络,而且这些模组往往寿命很长且部署麻烦,不能轻易换成新型技术。这个可能是影响 2G、3G 退网的一个因素。

那么,时至 2019 年,当 " 中国电信宣布 5G 去除 CDMA 制式 " 之际,CDMA 退网时机到底成熟了吗?

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" 天线圈圈 " 坦言,原有 800MHz 的 CDMA 网络具有良好的覆盖,包括城市深度、农村和边远地区。LTE 能否实现相同的覆盖是 CDMA 退网的关键。

他更深一步解释,电信的 LTE 和 5G 终端去掉 CDMA 功能,其实就是 LTE ONLY 和 5G ONLY 模式。目前大部分 LTE 终端可以开启 LTE ONLY 模式,查看一下 LTE 的覆盖情况。只有 LTE ONLY 模式下的信号覆盖,达到或超越原本 800MHz 的 CDMA 覆盖,CDMA 彻底退网的条件才成熟。

" 如果覆盖质量尚未满足而提前退网将会面临语音业务质量的下降和用户流失的风险,比如接通率下降、掉话率提升、用户感知变差。毕竟中国移动的 GSM 网络覆盖良好,近期还没有退网的计划。"

但另一方面,中国电信的果断也被业界看好。杨光也表示,"5G 去除对 CDMA 的支持也是为了加速 CDMA 退网吧,只要用户换机就会减少对 CDMA 的依赖。另外,也可以节省些专利费,有助于降低终端成本。

无论时机成熟与否,CDMA 已奏响谢幕曲。

2006 年出版的那本《CDMA 在中国》最后一章是 " 尾声:一盘没有结束的棋局 "

14 年后,需要巨大投资和有着巨大前景的 5G 汹汹而来,而 CDMA 成为那盘正在结束的棋局。

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