2G、3G、4G LTE 网络关闭的最新消息

随着一些蜂窝网络的退役和 5G 网络的增长，整个蜂窝网络连接的版图正在发生变化。如果企业已经部署基于旧网络的设备，如今的问题则在于这些网络的预期寿命，4G LTE 网络的生命期有多长，以及 5G 是否会很快成熟到足以满足企业需求的程度。本文将进一步探讨并回答这些问题。

较旧的网络为何会关闭

运营商需要能够重新利用频谱来发展新的网络，并为客户提供更快、更灵敏的技术。旧的 2G/3G 基础设施必须为新网络让路，这意味着较旧的蜂窝网络设备将不再可用，必须退役。

在这种情况下，有两个最重要的指标：

1. 频谱效率，单位：每秒比特数/赫兹 (Hz)。这是衡量单位可用带宽的数据传输效率的指标。调制、编码方案和纠错在其中扮演着重要角色。4G LTE 中常用的 64-QAM 和 256-QAM 等高阶调制方案，与 2G 或 3G 相比，数据传输的比特/Hz 高达 8 倍。
2. 延时。这是从请求到响应的延迟，是反映蜂窝网络响应能力的指标。通过蜂窝网络和技术升级，延时已经从早期 2G 的几秒、3G 的三位数毫秒，降至 4G LTE 网络的两位数毫秒，预计未来 5G 独立组网 (SA) 网络的延时将达到个位数。

好消息是，4G LTE 将在未来至少十年内可用，并将与 5G 网络共存。本文将提供关于 2G 和 3G 网络退役的最新信息，以及 4G LTE 和 5G 网络的前景，以支持正在规划迁移路线的用户。

2G 退网展望

图 1：到 2021 年底，北美所有主要运营商都将逐步淘汰 2G。（图片来源：Digi）

在美国，大型运营商已经在关闭 2G 服务：

• AT&T 于 2016 年停止 2G 网络服务
• T-Mobile 将于 2020 年 12 月淘汰 2G 网络
• Verizon Wireless 也将在 2020 年底逐步淘汰其 2G CDMA 网络
• Sprint 将在 2021 年 12 月关闭其 2G CDMA 网络

不过，在这些 2G 网络完全退役之前，2G 设备的性能就会降低。以下是可预期的情况：

1. 2G 蜂窝设备仍可连接到网络，但将无法激活新设备。
2. 由于运营商将重新分配频谱为新网络上线提供空间，因此这些设备可能无法像过去一样顺畅运行。

世界其他地方：

• 加拿大 Bell 在 2018 年关闭了 2G 网络
• 加拿大的其他运营商包括 Telus 和 Rogers，都已停止支持 2G
• 在欧洲，2G 的服务时间会更久一些。Vodafone 计划至少支持 2G 服务到 2025 年。但是，请注意，他们可能会在那之前就开始重新分配频谱。

3G 退网展望

图 2：北美主要运营商计划到 2022 年底逐步淘汰 3G。（图片来源：Digi）

与 2G 网络一样，3G 网络使用的频谱最终将需要支持 4G LTE，这意味着运营商正在计划逐步淘汰 3G。此外，3G 设备有速度限制，最高只能达到 3 Mbps 左右。相比之下，4G LTE 速度更快，频谱使用效率更高，这意味着更多设备可以共享可用频谱。

主要运营商目前的计划如下：

• Verizon 将于 2020 年底关闭其 CDMA 网络
• AT&T 计划在 2022 年 2 月关闭其 3G 网络，届时将无法再激活 3G 手机
• T-Mobile 预计将在 2021 年底前淘汰其 3G 网络
• Sprint 3G 网络将于 2022 年 12 月关闭，届时 3G 设备将无法再激活

现在正是评估 4G LTE 设备部署的非常好的时机，接下来将讨论这个问题。

4G LTE 网络展望

图 3：虽然 2G 和 3G 将很快被淘汰，但近期并没有淘汰 4G 的计划。（图片来源：Digi）

尽管 4G LTE 最终会被淘汰，但目前不应该停止使用直至其关闭，这是未来 10 年或更久的事情。对于现在规划物联网部署的企业，他们可以放心地计划 LTE 网络的长期可用性。

事实上，不仅 5G 完全超越 4G 至少还需要 10 年或更长时间，而且 4G LTE 提供了目前大多数应用所需的全部带宽，是成本效益高得多的选择。4G LTE 是 Long Term Evolution（长期演进）的缩写。随着 5G 网络的发展，其能非常高效地与 5G 网络共享频谱，而且随着时间的推移，许多兼具 4G 和 5G 功能的设备也会开发出来。

目前，5G 主要由愿意支付高额溢价的早期采用者使用——要么是为了其新颖性，要么是为了进行早期有限的试用。与所有新技术一样，此技术必须经过重要的渐进式发展，才能得以广泛采用。

采用 5G 的关键考虑因素

以下是帮助当前系统迁移规划的一些重要考虑因素：

• 5G 网络是最前沿的技术，但目前的覆盖范围有限，网络基础设施必须不断演进，以实现“为所有用例提供一个无处不在的网络”这一 5G 愿景。
• 像 5G 毫米波这样的技术在有障碍物（比如建筑物或茂密植物）或雨雪量大的地区并不理想。即使是双层玻璃也能阻挡 5G 毫米波信号。
• 由于需要开发和测试以确保信号的可行性以及节点密度，5G 的全面推广将需要 3-5 年甚至更长的时间，具体取决于地理区域。

图 4：5G 将实现更快的数据速率、更大的设备密度和更低的延时。（图片来源：Digi）

• 与 4G LTE 一样，5G 也将采取长期演进的方式，并在此过程中提供递增价值。这一点可以从技术背后的规格中最好地体现出来，而这些规格被第三代合作伙伴项目 (3GPP) 捆绑成各个版本：
  • 3GPP 版本 15 是 2018 年 12 月发布的第一个 5G 版本，重点关注基础和增强型移动宽带（意味着高速应用）。
  • 版本 16（有时称为 5G 第 2 阶段）于 2020 年 7 月发布。它侧重于关键任务控制，但也演进了增强型移动宽带。
  • 版本 17 计划于 2021 年底/2022 年初发布，将专注于大规模物联网，并通过更低的延时甚至是卫星 5G 来演进其他两个领域。
    

4G LTE 与 5G 将如何共存

虽然运营商需要关闭 2G 和 3G 网络来为 4G LTE 腾出空间，但 4G 和 5G 并非如此。5G 使用了新的频谱（例如毫米波），它可以与 4G 现有的频谱协同工作。这要归功于动态频谱共享 (DSS)。

什么是动态频谱共享 (DSS)？

DSS 是一种允许在同一频段同时部署 4G LTE 和 5G 的技术。它根据用户需求，在两种技术之间动态地分配频谱资源。

如果没有 DSS，则拥有 20 MHz 可用 4G LTE 频谱的运营商将不得不对该频谱进行分割，这意味着他们将不得不为 4G LTE 分配 10 MHz 频谱，并将其所有 LTE 用户塞入该 10 MHz 频谱中。然后，剩余的 10 MHz 频谱可以用于 5G，尽管最初只有极少量的 5G 用户。

有了 DSS，运营商就不必拆分频谱，也不必为 4G LTE 或 5G 提供专用频谱。而是这两种技术可以共享这 20 MHz 的频谱。最初，该频谱将大部分用于 4G LTE，但随着 5G 设备数量的增长，越来越多的频谱将会用于 5G。最终，预计 15 到 20 年后，当只有极少数 4G LTE 设备仍在服役时，则即使不是全部，也会有大部分频谱将用于 5G。

动态频谱共享可以让运营商将相同的频带用于 4G 和 5G。打个交通比方，DSS 就像在一条大公路上设置不同的车道，供不同类型的车辆行驶，而不是为公共汽车和汽车修建不同的道路。

从 5G 非独立组网到 5G 独立组网

许多 5G 设备（如蜂窝路由器）将同时配备 4G 和 5G 无线电，以便能够连接到其中任何一个网络。在 5G 发展的早期，它们必须先连接至 4G LTE，然后再连接至 5G 网络（如果有）。这也称为 5G 非独立组网 (NSA)。

最初，大多数数据将通过 4G LTE 传输。但是，随着 5G 覆盖范围的扩大和蜂窝基础设施向 5G 独立组网 (SA) 转移，越来越多的数据将通过 5G 传输，蜂窝设备可以直接连接到 5G 网络，而无需再绕道 4G LTE。因此，继续用交通作类比，5G 终将超越 4G 成为高速公路上更大的车道。

LTE-M 和 NB-IoT 如何融入 5G？

假设在不久的将来，需要部署更大规模的 LTE-M 或 NB-IoT 设备。随着 5G 的出现，这些设备会很快被淘汰吗？在等待 5G 的过程中是否应该延迟部署？

答案是，LTE-M 或 NB-IoT 是很好的技术选择，因为虽然是 4G LTE 技术，但这些技术作为 LTE 长期演进范式的一部分而开发，将 5G 纳入了考虑。

最初设计 LTE-M 和 NB-IoT 时，对 5G 设计给予了特别关注，以确保某些 LTE-M 和 NB-IoT 可以在 5G 系统中带内运行或共存。这为将来提供了一条前向兼容的路径，以便在 4G LTE 不再可用时使用 5G。

如前所述，预计 2021 年底/2022 年初发布的版本 17 将是首个聚焦大规模物联网的版本，这意味着芯片组和设备将紧随其后，最早于 2022/2023 年面世。

当前为 5G 做好准备的四种方式

现在可以做些什么来为 5G 做好准备？现在应考虑升级还是等待？现在是否真的需要 5G？Digi 的客户目前提出了这些问题以及许多其他问题。针对这些问题，本文整理了以下可执行程序：

1.确定 5G 应用

确定更快的速度和更低的延时可以优化操作的应用。一个典型的例子是利用边缘计算进行机器学习和预测性维护的应用。

在未来 5 年，应用在数据量、延时和电源方面的需求是否会发生变化？例如，LTE-M 和 NB-IoT 支持新的电池供电设备和新的业务模式，这些都是以前在 2G/3G 中不可能实现的。

要提出的其他问题：需要哪种 5G？是需要覆盖全国但性能与现有 4G LTE 相似的 5G sub-6？还是主要在人口密集的城市环境中可用的高速 5G 毫米波？这是一个重要的因素，因为如前所述，并不是所有的频谱都可以在任何地方使用，而且频谱的可用性会随着时间的推移而演变。是需要支持 5G 的设备？还是取代现有设备？

2.盘点设备库存

了解合适的 4G 到 5G 演进路径，有助于规划未来。或许 2G 或 3G 设备仍在使用，或者应用正在使用第一代 4G 设备，这种情况可能会受益于升级到更新的 4G LTE 设备，其中处理器速度更快，还提供 4G 千兆 LTE 蜂窝网络速度。如果是这种情况，请寻找模块化设备或“5G 就绪”的设备，这通常意味着它们具有通过无线电升级来支持 5G 的功率和接口。

3.量化维护当前部署的成本或风险

如果仍在使用 2G 或 3G 设备，则存在因网络关闭而导致连接丢失和服务中断的风险。如果使用的是 4G LTE 设备，这些设备通常是不错的选择，但要看设备的使用年限，并确定是否希望 1:1 更换或升级到更新设备。需要考虑的关键因素是设备安全和固件更新。Digi 会一如既往地提供有关这些选择的指导。

4.创建迁移业务案例

进行成本/效益分析，说明何时以及是否值得迁移到 5G。研究有意义的临时技术步骤，以作为更大规模迁移的一部分。例如，现在可以考虑更高端的模块化 4G LTE/5G 就绪设备，当 5G 可用且适用的商业案例可以支持向 5G 迁移时，该设备还可以提供升级路径。

与设备和移动网络运营商合作伙伴展开合作，确保与设备和网络可用性时间表保持一致。考虑室外 5G 毫米波设备等的安装成本。

变革规划

如今，特别是在发达国家/地区，4G LTE 是设备部署的不错选择，它有足够的速度和合理的低延时，适合大多数应用。

在欠发达国家/地区，4G LTE 很可能在未来几十年内仍会是标准网络。

同时，5G 网络覆盖范围将不断扩大，该技术最终将提供超快的速度和低延时，有望成为自主驾驶车辆等先进技术的颠覆性解决方案。

在 2G/3G 设备部署的情况下，其剩余的使用寿命有限，此时可以放心地开始或继续部署 4G，为未来进行规划。在商业或工业领域早期采用 5G，争做科技创新的先行者。欢迎与 Digi 联系，讨论未来的计划以及如何获得应用需求的支持。