2G+WLAN融合組網在巴基斯坦的探索和實踐

劉海濤

（中國移動通信集團上海分公司網絡優化中心，上海 200003）

1 引言

國內在積極研究GSM、TD-SCDMA、TD-LTE和WLAN（Wireless Local Area Networks，無線局域網）四網協同解決數據業務需求的時候，中國移動的巴基斯坦全資子公司辛姆巴科公司也在集團公司的安排部署下開展了2G+WLAN融合組網的探索和實踐。在巴基斯坦政府遲遲不發放3G/4G牌照的前提下，探索如何通過建設WLAN商業網絡使之成為數據業務的主力承載網，解決移動寬帶業務對2G網絡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，在巴基斯坦競爭激烈的移動通信市場具有重要的意義。

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，領土面積79.6萬平方公里（不含巴控克什米爾）。1947年實行印巴分治，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 巴基斯坦移動通信市場概況

2012年以來，巴基斯坦整體經濟形勢有所恢復，電信市場發展勢頭較好，移動收入呈上升趨勢，2012財年行業收入同比增長13.4%。目前，巴基斯坦有5家主要運營商，用戶總規模達到約1.33億戶，移動普及率約72%。寬帶客戶突破210萬，普及率持續提升。智能手機終端占比低，目前正處于功能機向智能機的轉換初期。巴基斯坦各運營商運營情況如表1所示（資料來源[2]）：

表1 巴基斯坦的主要運營商對比（2013年底）

2.3 辛姆巴科公司面臨的挑戰

中國移動于2007年5月完成Paktel Limited 100%的股權收購，并將其更名為辛姆巴科有限公司（CMPak Limited）。2008年4月份開始，中國移動啟動國際品牌“ZonG”。經過多年努力，辛姆巴科公司已初步具備了一定的網絡和市場規模，在新增用戶市場中連續3年排名第一，增值業務收入占比25.9%，位于行業第一，手機上網GPRS普及率23%，位于行業第二位，是巴基斯坦發展速度最快的運營商。

公司面臨客戶價值結構急需優化、頻譜資源緊張、網絡建設資金短缺等制約公司發展的問題。隨著智能手機的逐漸普及，未來流量業務將呈現爆發性增長，年均流量增幅將超過40%。預計在3年內，巴基斯坦智能手機滲透率將從5%提升到18%，智能手機銷量將達到每年1 000萬部以上。移動寬帶市場、企業和家庭市場無疑是未來移動通信市場的主要增長點，也是中高端價值客戶的主要來源。

3G/4G/WLAN 的引入將為移動寬帶的發展創造技術條件，使運營商提升保有并吸引高價值用戶的能力，增加企業利潤，增強企業競爭力，應對流量增長帶來的挑戰。

3 2G+WLAN融合組網的探索和實踐

隨著數據業務的飛速發展及智能終端的普及，移動寬帶數據流量呈現爆炸式的增長，2G網絡面臨語音和數據的雙重壓力，各項網絡指標一再惡化，急需引入新的技術手段提高網絡質量和用戶感知。

3.1 3種2G網絡數據流量協同組網方案比較

為探究2G網絡如何有效分流數據流量，對3種解決方案進行了研究，其優缺點如表2所示。

3.2 2G+WLAN融合組網的可行性與發展思路

通過對上述3種數據流量業務協同方案的比較，長遠來看2G+3G/4G+WLAN方案是各運營商長期發展的解決方案，但由于巴基斯坦政局更迭頻繁，導致該國遲遲不發放3G/4G運營牌照，經集團公司同意，辛姆巴科公司啟動了立足2G、在部分數據業務熱點區域先行建設WLAN網絡以實現全面覆蓋的試點工作。

（1）融合組網的技術可行性探索

根據市場部門提供的用戶數據業務需求數據，并結合2G高數據業務小區，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個左右數據業務熱點建設WLAN實驗網，涵蓋了室內的商場、學校、機場、辦公大樓，室外的商業街區、公園廣場等數據業務熱點地區。由于巴基斯坦站點獲取難度較大，站址資源僅限于2G室內外站址，以2G/WLAN共站的模式進行建設，共享現網站址、鐵塔、電源、傳輸等資源，實現最小投資、最快開通。WLAN實驗網網絡結構如圖1所示。

實驗網開通后，成功驗證了端到端方案（覆蓋、傳輸、認證、供電），證明了WLAN在技術上的可行性。驗證了包括Web Portal/無感知認證在內的認證計費方案，實現用戶自動開戶功能；驗證了AP以微波和SDH/PTN作為主要回傳手段的傳輸方案可行性。

但是測試表明，WLAN 大規模組網在實現室外覆蓋方面存在較大風險。以伊斯蘭堡F 7 市場站點為例（如圖2 所示），室外A P 高度2 0 m，發射功率500mW，采用高增益天線。

表2 2G網絡數據流量協同組網方案

圖1 WLAN實驗網網絡結構

根據實測結果，室外覆蓋距離大約150 m。在150m的范圍內，下載平均速率可達到8.3Mbps，上傳速率可達到7.96Mbps。但在150m距離外，下載及上傳速率均較低。而在進入室內后，基本無法搜索到信號。測試結果如表3所示。

圖2 伊斯坦堡F7市場AP位置及測試點示意圖

表3 伊斯坦堡F7市場測試數據

結論：WLAN 室外AP 受發射功率和頻率限制，覆蓋范圍有限，需要密集建設大量A P 才能實現與2 G/3 G 相同的覆蓋面積。室內覆蓋則需要結合CPE（Customer Premise Equipment，用戶端設備）做深度覆蓋或采用室內AP做定點覆蓋，站點和傳輸資源都是制約因素，因此進行大規模WLAN網絡建設實現全面覆蓋存在較大風險。

（2）商業運營可行性分析

與市場部門協同，選取首都伊斯蘭堡數據業務熱點進行了WLAN網絡規劃和商業運營投入產出分析。熱點選取標準如下：

1）選取最近一周內數據業務總流量大于12GB的2G小區覆蓋區域作為首選覆蓋區域。

2）同時，通過調用該區域內用戶登記在2G小區的IMEI（International Mobile Equipment Identity，移動設備國際識別碼）確認智能手機使用比例大于4%的區域。

3）結合實地區域場景及客戶群特征，確定最小連續覆蓋單位，在保證投入產出的同時考慮市場銷售的易操作性。

4）考慮為目標客戶提供更好的體驗，對其經常去的休閑場所提出補充覆蓋。

在按照以上標準選取覆蓋區域進行網絡規劃后確定共需建設1 106個A P，覆蓋大約伊斯蘭堡8%的面積，成本和收入等相關指標評估如表4 所示（ROI，Return On Investment，投入產出比）。

表4 中提出正常、樂觀和悲觀這3種場景，在正常方案下預計發展客戶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，相當每月維系成本約43.3盧比，其中影響收益測算的主要因素是客戶數和ARPU。

結論：WLAN業務預期盈利比較困難，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牌照后作為數據業務的補充，緩解數據業務爆炸性增長帶來的頻譜資源短缺并提高用戶使用體驗。WLAN商業運營存在較大利潤風險。

（3）政策風險分析

WLAN使用的802.11標準使用射頻頻率作為傳輸媒介，但與2G/3G技術不同的是IEEE 802.11協議工作在ISM頻段。所謂的ISM，即工業（Industrial）、科學（Scientific）與醫療（Medical），大致而言，ISM頻段是保留給工業、科學或者醫療設備使用的。微波爐、2.4GHz無繩電話、藍牙設備均工作在ISM頻段。

在與PTA（Pakistan Telecommunication Authority，巴基斯坦電信管理局）交流及查閱相關法律法規的過程中發現，在巴基斯坦開展WLAN商業運營存在政策風險。

◆發射功率和覆蓋距離限制：PTA在2008年發布的 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頻段非商業用途設備功率必須小于100mW，覆蓋距離低于100m。如果把ISM頻段用于商業用途，需要申請和購買業務牌照，牌照類型為寬帶數據增值業務牌照（Broadband Data VAS service License），按100 000盧比/省收費，有效期為15年，可在獲得牌照省份內部署WLAN網絡。但PTA目前已停止發放此類牌照。

表4 商業運營模式估算

◆頻點限制：PTA在ISM頻譜使用指南（Guidelines for Use of ISM bands in Pakistan）中規定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22MHz頻點，且遠低于IEEE建議的83.5MHz帶寬，完全按照法規要求則無法使用2.4GHz頻段獨立組網。雖然5.8GHz頻段有150M帶寬，但如果只用5.8GHz頻段組網，由于目前只有少數終端支持該頻段，也面臨極大風險。

◆干擾：由于ISM頻段非商業用途是免費的，且不需要申請，因此PTA不對ISM頻段的干擾負責。

◆政府態度：公司法務部已經就實際使用頻率、發射功率、覆蓋范圍和運營牌照等問題正式向PTA發函確認，至今沒有收到正式答復。PTA 的非正式答復是等到3G/4G牌照拍賣以后再說，因此后續要進行WLAN商業運營存在較大風險。

◆競爭對手：本地無線寬帶運營商Wi-Tribe公司室外建設的WLAN熱點已被PTA要求拆除。

結論：由于代表政府的PTA明確表示在3G/4G牌照拍賣前，不允許任何運營商進行WLAN商業運營，因此要大規模部署WLAN商用網絡存在較大的政策風險。

4 結論

2G+WLAN融合組網的運營模式在巴基斯坦面臨諸多風險，主要風險點如下：

◆覆蓋風險：受功率和頻譜限制，室外覆蓋距離僅150m左右，室內覆蓋信號穿透性差，嚴重制約熱點的選擇。

◆成本控制風險：要實現與2G/3G基本相當的全面覆蓋，投入成本甚至高于3G網絡建設的投入，實現盈利非常困難。

◆政策風險：政府不允許WLAN 大規模商業運營，相關政策不明朗。

◆客戶體驗風險：由于ISM頻段非商業用途是免費的，且不需要申請，極難控制其它ISM設備對網絡的干擾導致的低吞吐率和客戶體驗差的問題。

◆網絡建設維護風險：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，對維護工作是極大挑戰。

因此，根據網絡規劃和商業運營投入產出分析，2G+WLAN 融合組網的運營模式靠提供WLAN 來提供高速數據業務很難獲取利潤，因此WLAN商業運營建議定位在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據業務的補充，緩解數據業務爆炸性增長帶來的頻譜資源短缺和業務壓力，并提高用戶使用體驗。

由于上述風險點的存在，促使中國移動集團總部及時決策，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營商，也成為巴基斯坦第一家也是目前唯一一家4G運營商，直接將巴基斯坦移動通信引入了4G時代，同時極大地緩解了頻譜資源緊張、數據業務急劇增長的壓力，2G+3G/4G+WLAN將成為辛姆巴科公司新的戰略運營模式。

[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. 未來無線寬帶領域的融合與競爭[J]. 移動通信, 2014(9): 5-8.

[5] 陳贛,李曙海,金曉曉,等. 基于WLAN智能管道平臺的精細化網絡優化研究[J]. 移動通信, 2014(24): 17-20.

[6] 朱東照. 3G網絡與WLAN協同規劃之探討[J]. 郵電設計技術, 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. 無線網絡技術[M]. 北京: 電子工業出版社, 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Wi-Fi網絡建設與運營[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2012. ★