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试论物联网发展对C网演进路线与策略的影响
作者：国家无线电频谱管理研究所 何廷润
来源：http://www.cww.net.cn
日期：2010-07-12 10:20:48
摘要：在3G/B3G的背景下中国电信C网的演进路线与策略，本己不存在多少争论与悬疑，因为2006年之后才开始部署EV-DO网络的运营商都会跨过EV-DO Rel.0 直接部署EV-DO Rev.A网络，再升级至EV-DO Rev.B并继续向LTE演进。
前言
在3G/B3G的背景下中国电信C网的演进路线与策略，本己不存在多少争论与悬疑，因为2006年之后才开始部署EV-DO网络的运营商都会跨过EV-DO Rel.0 直接部署EV-DO Rev.A网络，再升级至EV-DO Rev.B并继续向LTE演进。
但是，物联网的出现与快速发展，却使本己明晰的中国电信C网演进路线与策略凭添了不确定因素。分析与把握由于物联网的业务需求所带来的用户流量模型的变化，以及由此引起的3G/B3G承载网与物联网业务所需承载网的不同，进而分析物联网的发展对C网的演进路线与策略的影响，应该引起业界的共同关注。
1、物联网发展对C网形成新的挑战
从C网诞生并发展至今全球5亿多用户，网络技术也从CDMA2000发展至EV-DO，但是其用户模型仍是以人与人通信为基础，特别是主要考虑语音基础业务为依据。比如各种业务的渗透率、忙时呼叫次数、呼叫持续时间等都是按照话音业务设置的，这些参数可能与物联网用户某些业务使用的参数大相径庭。另外，频谱、信道、地址等资源配置也都是依照人与人通信的需求而确定的。
物联网的到来，其巨大规模以及信息交互与传输以无线为主的特点，注定使物联网成为各种资源需求的大户。首先，物联网的业务规模是移动通信业无法比拟的。据美国研究机构Forrester预测，到2020年物物互联业务与现有人与人的通信互联比例将达到30：1，即可能从60亿人口扩展到500亿乃至上万亿的机器和物体。因此，当物联网正式实现，有超过500亿以上的终端需要通过无线方式连接在一起，其对各种网络资源的需求，尤其是对网络容量和带宽的需求将大大超越C网己有的设计与承载能力。
有专家分析，物联网的应用一般是小流量的M2M的应用，比如路灯管理、水质监测等，所需要传输的数据量很小，原有的2G/3G网络就可以实现对于这些数据量的支撑；还有人认为, 物联网涉及的控制、计费、支付，实际上都不会占用大量带宽，目前有充足的资源支撑建设物联网。但是，应该看到，物联网也有大量占用高带宽的应用。以物联网的视频应用为例，视频感知是国外物联网的典型应用。如远程专家诊断、远程医疗培训已经成为智慧医疗应用的一个必然组成部分；在智能电网中，输电线路远程视频监控系统、电网抢修视频采集和调度指挥；在智慧城市中，几乎所有的城市都可以看到城市视频安全监管等，比如平安城市中公共交通等以视频图像为主的监控业务。而物联网的信息传输中，视频传输要求是最高的，也是占用频谱最多的业务。以北京的公交系统视频监控业务为例，目前北京市有3万多辆公交车，如果每辆公交车上面布设4个摄像头，则3万辆公交车的数据总量预计将达到约180 Gbps，而且对图像的连续性和实时性有较高要求，所以其传输的带宽需求绝不是目前的C网可以轻松承载的。
其次，移动蜂窝网络着重考虑用户数量，而物联网数据流量具有突发特性，可能会造成大量用户堆积在热点区域，引发网络拥塞或者是资源分配不平衡的问题。这些都会造成物联网的需求方式和规划方式有别于己有C网通信。
第三，目前，C网络是针对人与人通信设计的，它对不同用户申请的话音业务可以进行设置，从而进行控制并保障其质量；而物联网业务主要是数据业务，物联网业务在网络传输中只有有权和无权之分。而对于有权用户，其用户等级是相同的，网络只对信息进行尽力而为的处理。因此，网络不能针对物联网业务特性进行有效的识别和控制，而且当大量物联网终端接入后，网络的效率也将大幅降低。
因此，物联网的发展必然造成对C网的巨大压力和挑战。
2、面对物联网C网既定演进路线的优势与不足
业界对C网向B3G/4G的演进路线己形成了基本共识，即从CDMA2000- 1X演进至EV-DO Rev.A和 EV-DO Rev.B，再演进至LTE。当前，中国电信的C网已实现了EV-DO Rev.A的部署，而从EV-DO Rev.A向Rev.B的升级可分为两个阶段：第一阶段是把多个版本A的载波捆绑在一起，只需软件升级版本A信道板和BSC；第二阶段则采用具有高阶调制、干扰抵消等功能的新信道板，前向峰值速率可达到14.7Mbps。中国电信预计于2010年一季度开始部署EV-DO Rev.B。这种稳妥的演进路线具有明显的优势，即在LTE成熟之前有适合的技术与HSPA+竞争，设备终端成熟度较好，仅需软件升级便可完成，可继续使用800M频谱，不需申请牌照，投资少、见效快、升级平稳、安全性好。
但是，看似稳妥的演进路线在物联网的冲击下，却显露出不少问题。首先，是频谱资源的制约。中国电信EV-DO Rev.B外场测试结果显示，其频谱利用率相比EV-DO Rev.A提升了15%～20%，但由于目前中国电信C网所应用的7个频点中，大中型城市均已采用了其中4个频点，同时为保证室内信号的纯净度，又规划了1个频点用于室内与室外异频覆盖，这时如果采用3个EV-DO版本A载波捆绑升级至EV-DO Rev.B，频谱资源则更加紧张。因此，中国电信不得不倾向于以EV-DO Rev.B分流手机用户，以WLAN重点承担城市热点的笔记本用户。如果，再同时考虑物联网的频谱需求，那么EV-DO Rev.B必将面临带宽及信道的更大挑战。此时，EV-DO Rev.B是否还具有宽带优势将打上很大的问号。
其次，物联网业务在C网中的承载可划分为混同承载、区别承载和独立承载三个阶段。目前，在物联网业务发展初期为混同承载阶段，即直接采用现有C网网络承载物联网业务，网络本身不作大的改动，网络参数基本不变(如目前M2M业务的承载)。由于现有移动网络不能区分人与人的通信，还是物与物的通信，主要通过终端侧的配置以及对终端的管理来缓解网络的压力。
在3G/B3G的背景下中国电信C网的演进路线与策略，本己不存在多少争论与悬疑，因为2006年之后才开始部署EV-DO网络的运营商都会跨过EV-DO Rel.0 直接部署EV-DO Rev.A网络，再升级至EV-DO Rev.B并继续向LTE演进。
但是，物联网的出现与快速发展，却使本己明晰的中国电信C网演进路线与策略凭添了不确定因素。分析与把握由于物联网的业务需求所带来的用户流量模型的变化，以及由此引起的3G/B3G承载网与物联网业务所需承载网的不同，进而分析物联网的发展对C网的演进路线与策略的影响，应该引起业界的共同关注。
1、物联网发展对C网形成新的挑战
从C网诞生并发展至今全球5亿多用户，网络技术也从CDMA2000发展至EV-DO，但是其用户模型仍是以人与人通信为基础，特别是主要考虑语音基础业务为依据。比如各种业务的渗透率、忙时呼叫次数、呼叫持续时间等都是按照话音业务设置的，这些参数可能与物联网用户某些业务使用的参数大相径庭。另外，频谱、信道、地址等资源配置也都是依照人与人通信的需求而确定的。
物联网的到来，其巨大规模以及信息交互与传输以无线为主的特点，注定使物联网成为各种资源需求的大户。首先，物联网的业务规模是移动通信业无法比拟的。据美国研究机构Forrester预测，到2020年物物互联业务与现有人与人的通信互联比例将达到30：1，即可能从60亿人口扩展到500亿乃至上万亿的机器和物体。因此，当物联网正式实现，有超过500亿以上的终端需要通过无线方式连接在一起，其对各种网络资源的需求，尤其是对网络容量和带宽的需求将大大超越C网己有的设计与承载能力。
有专家分析，物联网的应用一般是小流量的M2M的应用，比如路灯管理、水质监测等，所需要传输的数据量很小，原有的2G/3G网络就可以实现对于这些数据量的支撑；还有人认为, 物联网涉及的控制、计费、支付，实际上都不会占用大量带宽，目前有充足的资源支撑建设物联网。但是，应该看到，物联网也有大量占用高带宽的应用。以物联网的视频应用为例，视频感知是国外物联网的典型应用。如远程专家诊断、远程医疗培训已经成为智慧医疗应用的一个必然组成部分；在智能电网中，输电线路远程视频监控系统、电网抢修视频采集和调度指挥；在智慧城市中，几乎所有的城市都可以看到城市视频安全监管等，比如平安城市中公共交通等以视频图像为主的监控业务。而物联网的信息传输中，视频传输要求是最高的，也是占用频谱最多的业务。以北京的公交系统视频监控业务为例，目前北京市有3万多辆公交车，如果每辆公交车上面布设4个摄像头，则3万辆公交车的数据总量预计将达到约180 Gbps，而且对图像的连续性和实时性有较高要求，所以其传输的带宽需求绝不是目前的C网可以轻松承载的。
其次，移动蜂窝网络着重考虑用户数量，而物联网数据流量具有突发特性，可能会造成大量用户堆积在热点区域，引发网络拥塞或者是资源分配不平衡的问题。这些都会造成物联网的需求方式和规划方式有别于己有C网通信。
第三，目前，C网络是针对人与人通信设计的，它对不同用户申请的话音业务可以进行设置，从而进行控制并保障其质量；而物联网业务主要是数据业务，物联网业务在网络传输中只有有权和无权之分。而对于有权用户，其用户等级是相同的，网络只对信息进行尽力而为的处理。因此，网络不能针对物联网业务特性进行有效的识别和控制，而且当大量物联网终端接入后，网络的效率也将大幅降低。
因此，物联网的发展必然造成对C网的巨大压力和挑战。
2、面对物联网C网既定演进路线的优势与不足
业界对C网向B3G/4G的演进路线己形成了基本共识，即从CDMA2000- 1X演进至EV-DO Rev.A和 EV-DO Rev.B，再演进至LTE。当前，中国电信的C网已实现了EV-DO Rev.A的部署，而从EV-DO Rev.A向Rev.B的升级可分为两个阶段：第一阶段是把多个版本A的载波捆绑在一起，只需软件升级版本A信道板和BSC；第二阶段则采用具有高阶调制、干扰抵消等功能的新信道板，前向峰值速率可达到14.7Mbps。中国电信预计于2010年一季度开始部署EV-DO Rev.B。这种稳妥的演进路线具有明显的优势，即在LTE成熟之前有适合的技术与HSPA+竞争，设备终端成熟度较好，仅需软件升级便可完成，可继续使用800M频谱，不需申请牌照，投资少、见效快、升级平稳、安全性好。
但是，看似稳妥的演进路线在物联网的冲击下，却显露出不少问题。首先，是频谱资源的制约。中国电信EV-DO Rev.B外场测试结果显示，其频谱利用率相比EV-DO Rev.A提升了15%～20%，但由于目前中国电信C网所应用的7个频点中，大中型城市均已采用了其中4个频点，同时为保证室内信号的纯净度，又规划了1个频点用于室内与室外异频覆盖，这时如果采用3个EV-DO版本A载波捆绑升级至EV-DO Rev.B，频谱资源则更加紧张。因此，中国电信不得不倾向于以EV-DO Rev.B分流手机用户，以WLAN重点承担城市热点的笔记本用户。如果，再同时考虑物联网的频谱需求，那么EV-DO Rev.B必将面临带宽及信道的更大挑战。此时，EV-DO Rev.B是否还具有宽带优势将打上很大的问号。
其次，物联网业务在C网中的承载可划分为混同承载、区别承载和独立承载三个阶段。目前，在物联网业务发展初期为混同承载阶段，即直接采用现有C网网络承载物联网业务，网络本身不作大的改动，网络参数基本不变(如目前M2M业务的承载)。由于现有移动网络不能区分人与人的通信，还是物与物的通信，主要通过终端侧的配置以及对终端的管理来缓解网络的压力。
