近期，中國(guó)聯(lián)通將于5月份實(shí)現(xiàn)NB-IoT基站規(guī)模超過30萬個(gè)、基本可以做到全國(guó)覆蓋的消息已不再是新聞。不過，部署網(wǎng)絡(luò)所使用的無線電頻譜規(guī)劃成為業(yè)界關(guān)心的重點(diǎn)，800M和1.8G一直是中國(guó)聯(lián)通困擾的一個(gè)因素?？梢钥闯觯瑹o線電頻譜資源在某種程度上起到一定的決定向作用。無線電頻譜是移動(dòng)通信信號(hào)傳播的載體，作為無線通信的技術(shù)，能夠使用的無線電頻譜資源就是其陣地。我們熟悉的各類低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)是無線通信的分支，業(yè)界對(duì)其分類一般都是按照授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜分為兩大陣營(yíng)，頻譜的“陣地”作用凸顯。
授權(quán)與非授權(quán)頻譜：稀缺性需要管理
無線電頻譜是一個(gè)有限、不可再生的自然資源，也是國(guó)家寶貴的戰(zhàn)略資源，因此各國(guó)對(duì)于無線電頻譜有專門的管理機(jī)構(gòu)，出臺(tái)專門的政策法規(guī)，實(shí)現(xiàn)無線電頻譜的統(tǒng)一規(guī)劃管理。目前各國(guó)的頻譜管理大多數(shù)采用固定頻譜分配策略，即頻譜資源由政府主管部門管理并分配給固定的授權(quán)用戶，這樣能夠確保各用戶之間避免過多相互干擾，更好利用頻譜資源。目前頻譜資源可分為兩類：授權(quán)頻譜(Licensed Spectrum)和非授權(quán)頻譜(Unlicensed Spectrum)。
授權(quán)頻譜受到嚴(yán)格的限制和保護(hù)，只允許授權(quán)用戶及其符合規(guī)范的設(shè)備接入，而且用戶要為此進(jìn)行付費(fèi)。目前，公安、鐵路、民航、廣電、電信等重要的部門均擁有一定的授權(quán)頻譜，這些部門內(nèi)設(shè)備的通信是運(yùn)行在其授權(quán)頻譜上的，尤其是電信行業(yè)，我們每天使用的手機(jī)就是通過運(yùn)營(yíng)商擁有的授權(quán)頻譜來通信的，三大運(yùn)營(yíng)商都擁有國(guó)家無線電管理局授權(quán)的專用頻段，保障公眾移動(dòng)通信不受干擾。
非授權(quán)頻譜是滿足一定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以接入和使用的頻譜，但必須保證不對(duì)其他用戶造成干擾。比較典型的是我們經(jīng)常使用的WiFi、藍(lán)牙就是通過非授權(quán)頻譜進(jìn)行傳輸。國(guó)際通信聯(lián)盟無線電通信局曾定義過ISM(Industrial Scientific Medical)頻段，主要是開放給工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)三個(gè)機(jī)構(gòu)使用，無需授權(quán)許可，當(dāng)然也需要遵守一定的發(fā)射功率，并且不能對(duì)其它頻段造成干擾即可。
基于無線電頻譜的“陣地”
由3GPP推動(dòng)的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行在授權(quán)頻譜上，它瞄準(zhǔn)了電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)未來物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的布局；而其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則是運(yùn)行在非授權(quán)頻譜上，即使脫離了電信運(yùn)營(yíng)商，其他企業(yè)和組織也可以采用其來建成一張專用于物聯(lián)網(wǎng)的廣覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。
相應(yīng)的，采用不同頻譜的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，其商用準(zhǔn)入門檻差別很大，授權(quán)頻譜技術(shù)的商用需要得到擁有授權(quán)頻譜資源的運(yùn)營(yíng)商的支持，而運(yùn)營(yíng)商獲取頻譜資源時(shí)也花費(fèi)了高昂的成本，不少國(guó)家政府通過競(jìng)價(jià)拍賣的方式授權(quán)無線電頻譜的使用權(quán)。因?yàn)轭l譜越來越稀缺，其使用成本也居高不下。2015年，德國(guó)4G頻譜拍賣，3家運(yùn)營(yíng)商付出超過50億歐元的成本；今年4月，美國(guó)多家運(yùn)營(yíng)商為拍的600MHz頻譜花費(fèi)了總額為198億美元的成本。我國(guó)對(duì)于移動(dòng)通信使用的頻譜主要采用行政審批，雖然無需運(yùn)營(yíng)商支付天價(jià)的費(fèi)用，但這種行政審批的高門檻，讓授權(quán)頻譜的獲取也形成了另一種昂貴的成本。2016年年底發(fā)布的修訂后《中華人民共和國(guó)無線電管理?xiàng)l例》將拍賣引入到頻譜資源分配制度中，未來將對(duì)運(yùn)營(yíng)商頻譜獲取成本產(chǎn)生巨大影響。雖然低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)只占據(jù)非常少的頻譜資源，但計(jì)算下來這少量的頻譜資源成本也不低。
而那些基于非授權(quán)頻譜的標(biāo)準(zhǔn)，只要符合各國(guó)無線電管理機(jī)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定，均可以使用公共頻譜而無需支付高額的頻譜成本，因此整個(gè)進(jìn)入門檻大大降低。非授權(quán)頻譜具有一定的“非排他”的性質(zhì)，無怪乎近年來全球會(huì)產(chǎn)生大量的基于非授權(quán)頻譜的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而每一項(xiàng)技術(shù)在頻譜使用面前機(jī)會(huì)都是均等的，而且可以按需形成非常靈活的部署方式。
無線電頻譜成了低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)明顯的“陣地”，不同的“陣地”會(huì)形成不同的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、商用成本，產(chǎn)生不同的商業(yè)模式。例如，顯而易見的是授權(quán)頻譜技術(shù)由于采用專用頻段、運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一部署，會(huì)有電信級(jí)的安全性、干擾小的特點(diǎn)，可以形成全網(wǎng)覆蓋和運(yùn)營(yíng)，而非授權(quán)頻譜則要專門處理同頻干擾的問題，在很多地區(qū)定位于企業(yè)級(jí)專網(wǎng)。
無線電頻譜作為“陣地”還有另一方面的特點(diǎn)，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)要達(dá)到廣覆蓋、低成本等特點(diǎn)，大部分需要部署在Sub 1GHz頻段上，而且頻段越低效果越好。這是由于電磁波的特性，頻率越高，雖然能量越大(即承載的信息量大，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度更快)，定向性越強(qiáng)，但衍射散射能力越弱，就是俗稱的穿墻能力越弱，比如，我們了解光纖比Wi-Fi快，但是光纖方向固定，只能在玻璃纖維內(nèi)，而Wi-Fi是可以散射到四面八方的。低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)無需承載更多信息的大能量、高傳輸速率，但要達(dá)到相對(duì)于傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)更好的覆蓋效果，部署在低頻段，提升衍射散射能力就非常重要了。
堅(jiān)守“陣地”：各利益主體的博弈
涉及到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)營(yíng)、解決方案的各類參與方，無線電頻譜“陣地”的作用非常明顯。
2018年初，針對(duì)工信部無線電管理局出臺(tái)的《征求意見稿》，產(chǎn)業(yè)界掀起了軒然大波，成為本年度物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新年第一事件。眾所周知，該事件源于《征求意見稿》對(duì)470-510MHz無線電頻譜使用的管制，對(duì)使用非授權(quán)頻譜網(wǎng)絡(luò)的廠商和整個(gè)產(chǎn)業(yè)可能產(chǎn)生負(fù)面影響。這一事件可以看出，和通信行業(yè)類似，物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管的一個(gè)重要手段就是圍繞頻譜“陣地”展開，公用頻段雖然無需獲得牌照和拍賣，但由于物聯(lián)網(wǎng)碎片化和靈活性的原因，非授權(quán)頻譜的稀缺性更加明顯，規(guī)范化、合理配置資源是監(jiān)管部門亟待解決的問題。
各家運(yùn)營(yíng)商N(yùn)B-IoT網(wǎng)絡(luò)的部署過程中，無線電頻譜“陣地”的作用也非常明顯。
中國(guó)電信于2017年5月份完成了全國(guó)31萬個(gè)NB-IoT基站升級(jí)，就是基于其擁有的800MHz優(yōu)質(zhì)頻段，能夠快速領(lǐng)先于其他兩家運(yùn)營(yíng)商開展商用。實(shí)際上，此前中國(guó)電信在其低頻段800 MHz網(wǎng)絡(luò)主要承載2G、3G業(yè)務(wù)，2016年工信部發(fā)文同意中國(guó)電信在800MHz頻段開展LTE組網(wǎng)，到2017年7月，中國(guó)電信完成了800M重耕，建成基站數(shù)量達(dá)到105萬，是國(guó)內(nèi)第一張低頻段上建設(shè)的LTE網(wǎng)絡(luò)，并在這一“黃金頻段”上實(shí)現(xiàn)30萬個(gè)NB-IoT基站升級(jí)。眾所周知，800MHz具有更高的覆蓋效率和更強(qiáng)的穿透性，使用較少的基礎(chǔ)設(shè)施投資，可實(shí)現(xiàn)較好的效果，因此頻譜方面的優(yōu)勢(shì)已成為中國(guó)電信在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的核心優(yōu)勢(shì)之一。
同樣，頻譜資源掣肘也給中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通帶來一定的困擾。
業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為，中國(guó)聯(lián)通NB-IoT網(wǎng)絡(luò)商用進(jìn)展相對(duì)慢，其中一個(gè)主要原因是受限于其頻譜資源。2016年，工信部無函【2016】194號(hào)文同意中國(guó)聯(lián)通在上海、江蘇、浙江、安徽等14個(gè)省市，針對(duì)900MHz頻段開展LTE FDD技術(shù)試驗(yàn)。不過，雖然有了政策的支持，但中國(guó)聯(lián)通可以使用的頻段為：909-915MHz(終端發(fā))/954-960MHz(基站發(fā))，也就是說在900MHz頻段上只有6M帶寬，基于該頻段上LTE網(wǎng)絡(luò)升級(jí)NB-IoT的話，帶寬資源緊張。所以，中國(guó)聯(lián)通在NB-IoT商用初期考慮在900M和1800M上進(jìn)行混合組網(wǎng)。目前，中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)明確5月份將開通30萬NB-IoT基站，其中主力推進(jìn)900M部署，并以1800M作為補(bǔ)充覆蓋。而且，今年4月初，工信部發(fā)文要求中國(guó)移動(dòng)加快900MHz頻段的騰退工作，并將904-909/949-954MHz的2*5MHz頻率資源分配至中國(guó)聯(lián)通，這一要求也給中國(guó)聯(lián)通開辟了一塊新的“陣地”。
中國(guó)移動(dòng)在900 MHz頻段主要部署2G網(wǎng)絡(luò)，雖然帶寬有24 MHz，但由于沒有FDD網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，初期沒有獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的許可進(jìn)行頻譜重耕，因此無法進(jìn)行規(guī)?；渴?。不過，2017年6月，工信部發(fā)布公告中指出:“在已分配的GSM或FDD方式的IMT系統(tǒng)頻段上，電信運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)需要選擇帶內(nèi)工作模式、保護(hù)帶工作模式、獨(dú)立工作模式部署NB-IoT系統(tǒng)。頻率使用有效期與相應(yīng)頻段的公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率有效期一致。”這一許可意味著，沒有FDD牌照的中國(guó)移動(dòng)可以在其GSM網(wǎng)絡(luò)頻段上部署NB-IoT了。因此，2017年下半年開始，中國(guó)移動(dòng)在NB-IoT方面的動(dòng)作越來越多，包括超過400億的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建設(shè)采購、發(fā)布NB-IoT套餐、提供10億元模組補(bǔ)貼等，可以說是在具備了頻譜“陣地”基礎(chǔ)上，在很大程度上給其鋪平了道路。
過去的幾年中，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更多是基于市場(chǎng)化的自發(fā)性行為，而隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，2018年已成為物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的“分水嶺”，未來針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的相關(guān)監(jiān)管政策會(huì)相繼出臺(tái)。作為稀缺資源的無線電頻譜，將是監(jiān)管部門核心關(guān)注的領(lǐng)域，期待在監(jiān)管政策逐漸明晰的情況下，物聯(lián)網(wǎng)頻譜“陣地”也會(huì)形成一個(gè)明晰的格局。
微信掃一掃
