十几年来,在我国各级政府和电信部门的努力下,农村通信状况有了很大的改善,电话用户年均增长达到了35%。通信在我国农村经济发展中起到了巨大的促进作用。但不可忽视的是,全国还有11万个行政村不通电话,西部和农村地区的通信现状更是不容乐观。党的“十六大”精神和新一届政府都把我国农村问题提到了空前的历史高度,实现农村地区的信息化成为落实“三农问题”、农民奔小康的重要标准,农村通信建设面临的问题迫切需要得以解决。
普遍服务的现状与出路
众所周知,电信普遍服务的难点在农村,但究竟难在何处?
首先,农村地区地形复杂,农村人口居住高度分散,这客观上造成了电信普遍服务的难题。如云南全省94%以上为山区,农村人口占很大的比例,居住地也很分散,有的地方仅几户人就构成一个自然村。
其次,原电信运营商采用的有线接入方式主要存在施工成本和线缆成本很高、建设周期很长、投资的不变成本比率大,投资风险大、维护成本高等困难。
再次,迫于竞争的压力,运营商出于对利益的考虑,不愿主动承担落后地区和农村地区的建设义务。我国电信业经过几次分营,由于农话业务长期亏损,现在的运营商投资积极性不高,这也严重制约了电信普遍服务的解决。
最后,尽管前一阶段信息产业部出台了各运营商分片解决普遍服务问题的相关政策,但各运营商拥有的手段太单一,资源很难有效利用。
随着移动通信技术的发展、成熟,无线接入可选择的技术体制范围在不断扩大,以无线接入为主导的手段提供电信普遍服务成为可能。
每种无线接入技术的应用在系统覆盖、用户规模、频谱效率、性能及相应的成本等方面都互有差异。一般而言,任何无线电系统都可用于无线接入,但是其适用性是若干因素的函数。对某种特定的用途而言,最为适用的系统一般是综合考虑了各种因素后,得出的最佳选择。这些因素如下所示:
1.用户要求——要考虑业务类型和业务量密度,这不仅包括普通老式电话业务(POTS),也包括具有许多特色的业务设置。此外,还要考虑其性能价格比对多数用户而言能否承受。
2.频谱效率——要分析不同空中接口技术体制的特性,既要考虑技术的先进性,更要考虑产品的成熟性,特别是其频谱效率能否支持用户不断增长的要求。
3.电波覆盖——要确定对该系统恰当的无线电频谱的可用性以及覆盖地区实际蜂房大小能否满足用户分布。
4.建网成本——要分析比较网络基础设施的费用、用户设备的费用、运营的费用,实现大规模生产,加快降低价格的速度;初期建网投资要小并能够分阶段投入。这取决于电话用户总量的密度和所采用系统的先进性和灵活性,特别是该系统的频谱效率和电波覆盖。
5.现有网络——怎样达到新建无线接入系统与运营者的现有网络相综合,诸如能够满足传真和数据业务的要求,以充分利用运营者已有的网络资源和号码资源。
CDMA450是解决之道
我们可以从实现电信普遍服务的瓶颈,即地域广、地形复杂、人口密度低、经济水平不高等出发,对各种无线通信技术体制进行分析,从中可以比较得出最佳技术。
就电波覆盖而言,其与空中接口技术和频率特性相关。每个蜂窝小区的覆盖面积受链路预算的影响很大。从频率特性看,高频段如900MHz和1800MHz,绕射能力弱,传输损耗大,覆盖面积小,一般适合城市使用,用于农村通信不是很适合。而450MHz频率低,绕射能力强,覆盖面积可以更大,适合农村通信以解决普遍服务。目前许多省份用模拟450系统解决村通问题,最远可达50公里。从电波覆盖的面积来说,450MHzCDMA要大于800MHzCDMA、900MHzGSM,更远大于1800MHzGSM、1900MHzCDMA。
具体来说,450MHzCDMA系统覆盖能力比800MHzCDMA系统高出7dB,比900MHzGSM高出12dB。如果采用Hata模型,那么相同的环境下,450MHzCDMA覆盖半径是800MHzCDMA的1.6倍,是900MHzGSM的2.2倍。因此,CDMA450更为适合农村通信,可以先大覆盖、小容量,解决村村通,而后再随着业务量密度的增长,进行小区分裂,提高容量,实现普遍服务。
建网成本取决于用户要求中的业务量密度和系统空中接口技术体制中的电波覆盖与多址方式。对业务量密度低的农村和西部地区,由于其地广人稀,从电波覆盖来说,以选覆盖面积最大的450MHz为宜,这些地区首先要解决电波覆盖问题。从多址方式来说,以选频谱效率最高的CDMA为佳。近几年,模拟450系统,因造价低廉而在国内“村村通”建设中得到广泛使用。但由于该模拟系统规范为FDMA方式,技术成熟但落后,频谱效率低(一些地方已无法安排频率),很难用以进一步解决农村“家家通”的问题,同时由于设备成本相对较高,业务单一,因此一定程度上影响了电信普遍服务的普及。
系统的频谱效率取决于多址方式:频分多址每条话路要单独占用频点,如我国的模拟蜂窝系统TACS,频谱效率最低;时分多址在一个频点上可提供多条话路,如我国的数字蜂窝系统GSM,频谱效率较高;码分多址在一个频点上可提供15条以上的话路,如我国的联通蜂窝系统cdma20001x,频谱效率最高。一种能有效地利用频谱的空中接口可以在相同带宽内支持更多的用户,同时降低与频谱相关的费用。CDMA频率复用系数高,同时由于采用了完善的功率控制及话音激活等技术,在相同频谱情况下,CDMA的容量可达GSM的5.5倍,TACS系统的10倍,模拟450的21倍。在高速移动状态下,基于cdma20001x技术的450MHz系统每扇区可以提供大于25个的通话信道。在无线本地环路或低速移动应用中,如果用高增益天线,则每扇区可以支持大于40个的通话信道。
CDMA450具有成熟的产业链所带来的优势。目前国内外已有众多厂商支持CDMA450终端,款式在几十种以上,包括高、中、低不同档次的移动终端和户内、户外型固定台,满足不同用户特性、不同应用场合的要求,还可用作农村公用电话。
此外,CDMA450低成本、广覆盖的优势,在独联体国家和东欧市场获得了巨大成功,已逐步成为国际通信领域的主要制式之一。在我国,华为、中兴、贝尔、金鹏等通信制造企业,产业化生产已经成熟并领先于国际同行,在俄罗斯、白俄罗斯等国已签订总计超过1亿美元的商用合同。