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(四)小灵通
2G时代不能不提小灵通,一条被烙下“固话的收费,无线的享受;花20%的钱享受80%移动服务”标签的“鲶鱼”。
小灵通源于日本的PHS,是2G政策博弈下的准移动网络。90年代末期,邮电分家后形成的三大运营商,只有老邮电大本营的中国电信没有移动通信牌照,不甘心失去增长最猛的移动业务的中国电信,意外发现PHS技术可以凭借固网无线延伸的名义,打着擦边球进入移动市场。
PHS制式可看作轻量版的移动通信技术,一开始跨国巨头和华为都看不上该技术故并没投入,一些大国企则担心政策风险也不敢贸然投入。而一家由海归成立的UT Starcom正在国内寻找发展项目,敏锐地发现这或许是个机会,便买断PHS技术并投入系统研发,并命名小灵通。1998年1月,浙江省余杭电信局第一个开通了基于UT设备的小灵通业务,并很快获得其他省市跟风,胆大的开始先建,最终变成热潮全国都开始建设。虽然中间也有过多次叫停的传闻,但小灵通建设继续在主管部门政策暧昧、业界犹豫中顽强开展,并意外获得成功,称为中国电信的一个重要增长点。
小灵通为何意外走红了?
先看几组数据:2002年底小灵通已经在全国大部分地市开通;2004 年,随着北京和上海开通后实现全国开通,用户超过4700万;2006年10月,小灵通用户数量达到历史顶峰9341万,占当时全国移动电话用户总数的四分之一。无疑小灵通的增长速度出乎大部分人的意料,甚至不少城市开通时还出现抢机热潮。
当时中移动和中联通两家的移动通信资费相对物价水平来说,还远不算平民化:一般50元基本月租,双向收费,本地话费0.4元/分钟,短信0.1元/条。这个资费下,在保证随时随地接入方面,享有高标准和高可靠性。但另一方面,价格低廉的移动通话需求也十分巨大,这部分需求对漫游、移动性要求不高,甚至对通信的可靠性也可以适当降低,但对价格敏感。这部分巨大的需求正好给了小灵通发展空间,以至于小灵通开通后,不少已有GSM手机的用户,还会开通个小灵通分担主要的通话。
有市场需求,但同时中国电信能将一个口碑上过时、落后的技术经营到风靡全国,营销上的成功也是重要原因。邮电分家时,老邮电的市场营销人员中绝大部分主力留在了中国电信,对通信市场把脉最准、最老道的正是老邮电这帮市场人员。电信拥有庞大的固网用户优势和无敌的固网基建,而小灵通又是打着固网的无线延伸口号,故当时营销上跟固网业务作某种捆绑是很成功的选择,例如可以跟固网同号码,可以捆绑打包收费,可以作为被捆绑固话的相互替身,或采用一机两号方式作为它的延伸,等等。并通过升级逐步丰富话音外的移动业务服务,例如短信、数据业务,让市话收费,移动享受的口号深入人心。
为何小灵通可以靠着固话资费运营着这张准移动网络?或者说,为何小灵通可以做到这么低成本?
小灵通所依托的PHS长期被视为过时的、落后的技术,个人认为这个说法不恰当,PHS诞生于1990年,比GSM还晚,与日本主推的2G标准PDC差不多时间推出,可见并非过时技术;PHS从诞生就有意针对资费敏感的需求出发,故更应该理解PHS在性能与成本的折中时,有意偏向后者,即通过牺牲移动服务质量换取低价格,从而开发出这款针对低成本低价格的轻量版移动技术,通过一些功能或性能的舍弃、弱化与依托,极大地降低建网与运维开销。PHS在1997年日本用户达到最高峰的7,068,000,大概达到普通移动电话的1/4。以下更多从技术角度,展开说明小灵通低成本的原因及代价。
首先,小灵通建网思路与PHS不同,并非定位为一张独立的通信网,而是希望较大程度依附固网上。其本身虽然有核心网,但最大限度利用现有的交换机、传输、号码、结算和运营维护资源,一来可将固网富余资源物尽其用,二来可降低了核心网成本,还能符合固网无线延伸的政策定位。以UT的产品为例,早期的核心网就是相当于接入网功能,随着用户扩大,才将基于IP的软交换技术引入到核心网。
第二,基站功率小,PHS早期基站输出仅10mW,后来推出500mW基站,这也是工信部对无线本地环路所允许的最大功率。输出功率的大小是基站成本的最主要指标之一,小功率可降低效率要求,可节省散热设计导致的尺寸和重量,可降低供电和承重要求。从而总体降低基站的尺寸、重量和成本。
第三,功率小还与以下成本相关联着:覆盖区小,需要服务的话务量少,无线资源管理简单了,回传的速率降低了,对站址的要求降低了,站址的配套基建成本也下降了;小区下多径衰落较大区制减轻,物理层也有条件做得更简单,尤其可以降低信道编码的算法开销,事实上PHS仅通过CRC检错,并没采用专用的纠错编解码,即没有做严格意义上的信道编码,这就省掉了物理层运算中最大笔的计算量开销。
第四,使用动态时频资源分配,对站址和网络规划要求降低,安装快捷,更可方便地在后期随时增加基站,灵活应对话务的变化;基站大量采用全向站,节省每个站成本。
第五,覆盖区小,物理层得到简化,也必然可降低终端成本;同时终端功率仅需10mW,待机时间甚至可达20天以上。
所以,甚至有估算小灵通的每用户成本低于固网用户。
当然技术领域不存在完美方案,上述的简化带来了低成本,也必然将带来性能上或功能上的限制,毕竟性能与成本的取舍是研发人员的永恒话题。
首先,基站输出功率小,自然信号差,故覆盖差是小灵通的最大短板。要实现连续覆盖和室内覆盖,会比宏基站吃力。例如,北京若实现基本的连续全覆盖,估计起码要六万个基站,而GSM宏基站仅需一千个左右。故这种微站模式,更多适合于话务集中区域,其他更多区域不得不接受非连续覆盖带来的不便。
第二,小区半径小,那么终端移动下,必然产生更多的小区切换,不但增加信令开销,更会增加掉话或中断的概率;而且对移动速度有较大限制。
第三,动态时频资源分配虽然方便了网络建设和规划,但当站间重叠区过大下,也会增加非移动下切换所导致的通信中断或掉话的概率。
第四,PHS物理层的简化,尤其信道编码的简化,无法支持实时性要求高的数据通信,例如VoIP。
第五,全向站成本低,但网络容量低,同频干扰严重,此时在干扰大区域,也需要更换为扇区技术。
综上,就移动通信技术本身而言,更准确来说小灵通是基于应用场景、成本和性能,选择了一种轻量化的技术路线,并在一定历史时期下,该技术突出了建网起步门槛低、建设周期短、资费低廉的优势,从而获得了阶段性的成功,但技术上的简化,也决定了其局限性和过渡性的本质,一旦传统移动资费下降,对其打击将是巨大的。
小灵通虽然是轻量版的移动通信,但有些技术还是首次规模应用的。
首先,这是首个大规模商用的TDD系统。TDD对同步要求更高,包括基站间同步,故首次采用GPS作为同步源,实现全网精确同步。在3G时代TD-SCDMA出现过不少同步问题导致的同频干扰,其实在小灵通网络上就已经出现过。
第二,GSM或CDMA现网中,接收分集最多都是两根天线。而PHS首次应用四接收。
第三,后期版本更首次应用智能天线技术。智能天线技术源于雷达中的相控阵,即通过调节每个天线单元/组元的输出相位,在空间合成所需的波束和零点指向,其涉及多通道独立收发,通道间校准,自适应波束赋形算法等,工程上对天线安装等要求较高,该技术当时主要来自美国的Arraycom。智能天线总体实现成本较高,要取得良好效果,实现难度大,虽然当时有应用的宣传,但具体实现方式和效果不得而知。北电是欧美大厂中对智能天线技术在无线通信中应用研究较早的,但他们在纽约等密集城市的测试结果并不好,故有智能天线并不适合多径丰富的环境应用的结论;但小灵通并非严格意义的蜂窝分区,起码可以缓解智能天线对覆盖区形状和大小控制的难题。
在小灵通的整个生命周期内,小灵通产业的玩家除了朗讯这家欧美大厂外,基本以本土厂家为主,以及背后的一众日本厂家。原因有:2G的移动通信技术基本还是被欧美垄断,PHS作为日本标准,欧美厂商普遍看不上,而且PHS对应的频段也与全球主要市场冲突;其次,PHS在中国的应用需要对核心网作深度改造,以适应政策和进一步降低成本,也决定了该制式的局限性和过渡性,已将研发重点投入到3G的大厂商很难为此决策投入。但新世纪前几年,由于中国3G牌照一再推迟,中国电信和分家后的网通继续加大小灵通投资,也吸引了一些看到小灵通市场规模,忍不住寂寞的终端厂家加入产业中来,使手机种类增加,包括推出GSM/小灵通双模手机,机卡分离的手机,带摄像头手机等,并通过64Kbps速率支持移动上网,
小灵通造就了UT Starcom的辉煌,高峰时期小灵通业务占据公司80%以上销售,2000年在美国上市后,由于小灵通的销售激增,市值一度高过思科。UT也认识到小灵通的过渡性和市场局限性,开始向3G、光网络及IP产品等方向转型,但总体失败,从此沉沦。
中兴也是小灵通的受益者,凭借对小灵通的成功定位和投入,中兴的销售额一度与华为差距缩小到只有50亿差距。
华为则一直忍住没有在设备上投入,据任总后来回忆,他如何在小灵通红红火火的8年里,艰难地顶着巨大的内部上小灵通的压力。直到2003年,华为才决定做PHS小灵通手机,目的就是为了打击竞争对手UT的利润。 借助运营商的渠道,华为小灵通迅速攻占市场,市场占有率达到25%,同时也进一步拉低了小灵通手机的价格。
小灵通也给了国内几家基站天线厂壮大的机会,小灵通以全向天线为主,带宽窄,天线本身设计难度不大,但全球主流基站产品都是定向天线,因此给了中国厂家机会。国内的海天、通宇和摩比等,正是借助这波建设,壮大了自身力量。但也正是由于国内厂家的深度参与和竞争,小灵通天线售价才能从最早超过1000元,急降到后来不到70元;对这种断崖式跌价,我只能说,是之前日本供应商钱赚得太狠、太舒服了。
除了上述厂家,获得巨大收益还有背后的一众日本供应商,包括京瓷,以及三洋、松下及日立等。但这些小灵通基站提供商,最终并没有在3G及其后制式中突围。有趣的是,软银2010年正式收购日本最大PHS运营商,将网络注入子公司WCP,在启动PHS网络演进及改造时,包括主设备和天线,反而向包括大唐、中兴和华为等中国企业寻求合作,这也是日本通信企业开始衰落的一个写照。
2002年5月,国务院对电信进行了南北拆分重组,拆分后的电信和网通并没有放缓对小灵通的投资,2008年网通并入联通,其小灵通用户也跟着并入新联通。
2008年,运营商第三轮拆分重组,电信终于获得了正式的移动通信牌照,也因此不再在小灵通上作投入,其频谱更要求在2011年底前清频,实际延后到大概2014年底,小灵通才彻底退出历史舞台。
将电信小灵通与联通CDMA做个对比,结果是耐人寻味的:一个是“过时、落后”的技术,一个是宣称最先进的技术;一个面向低端需求,一个定位中高端客户;一个是存在政策上的暧昧甚至某种的打压,一个是国家大力支持;一个一度占据全国总移动用户的1/4,并成为中国电信的重要业务增长点,一个在2007年统计中仅占2G用户1/13,多年来都是联通的财务包袱。上述个中原因之前已有阐述。
最后说说PHS在日本的命运。当日本进入3G通信时代后,PHS便日渐式微用户不断流失,最大PHS运营商KDDI的子公司Willcom将PHS升级为面向4G的演进版本XGP,但仍濒临破产,并在2010年被已进军移动运营市场的软银收购,并入WCP;软银看中Willcom的更多是它的2.6G频谱,以及众多的站址资源,软银希望通过对XGP改造为同时支持TD-LTE,并利用其丰富的站址资源快速推出4G服务,达到软银率先进入4G时代的宣传效果。可见,小灵通所采用的PHS空口技术,早在2010年之前已被淘汰并作了根本性的升级换代,但小站、小区制的模式并没有改变,众多基站仍沿用原来站址和抱杆,并大量采用全向天线,成为世界移动网络的一道独特风景线。
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