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4G回传有新招毫米波传送万事俱备只欠东风

时间:2019-01-13 15:13:32| 来源:| 编辑:笔名| 点击:0次

4G回传有新招:毫米波传送万事俱备 只欠东风

C114讯 9月15日消息(李明)LTE时代的到来,在给用户提供更快络速率、更好业务体验的同时,也给运营商的移动承载络带来了新的挑战:一方面是海量LTE新建站点的迫切需求,另一方面却是部分新建站点光纤资源短缺的残酷现实,这使得LTE基站业务回传面临着前所未有的压力。

作为移动回传的重要解决方案之一,微波能替代或作为光纤的补充,解决光纤短缺问题,实现LTE络快速部署。但是,传统微波频段频谱资源紧张、波道间隔较小,难以满足LTE基站对承载络的超大带宽需求。因此,业界开始将目光投向以E-Band和V-Band为代表的能够提供超大带宽来满足4G回传需求的毫米波频段。

4G建设催生毫米波传送需求

当前,LTE在全球范围内遍地开花,一场史无前例的LTE络建设大会战已经全面打响,迅速部署更多的LTE基站成为运营商在4G时代抢得先机的关键。不过,由于LTE基站的覆盖范围较小,部署密度远高于GSM基站和3G基站,据估算LTE基站需求数量大约是2G时代的40倍,因此LTE络建设将面临大量的新建站点需求。但是,部分新建站点光纤资源短缺,国内预计将有20%的新建站点光纤资源缺失,使得LTE基站业务回传面临巨大挑战。

由于站点过于密集,光纤无法在短期内实现完全覆盖,微波就成了4G移动回传可选的重要方式。据了解,微波作为移动回传的重要解决方案,能替代或作为光纤的补充,解决光纤短缺问题,实现LTE络的快速部署。但是,传统微波频段(GHz)频谱资源紧张,波道间隔小(国内目前最大波道间隔为28MHz),难以满足4G基站回传所需要的超大链路容量的需求。

毫米波的出现,使上述难题有了解决之道。与传统微波频段相比,毫米波频段频谱资源更为丰富,特别是E-Band和V-Band能够轻松实现Gbps速率;同时,毫米波设备体积更小,更适应密集城区部署,能够提供足够的带宽来满足4G基站回传需求;此外,不同毫米波频段凭借各自的传播特性,也能分别满足4G宏基站和小基站的回传要求。

E-Band和V-Band各有千秋

在应用场景方面,E-Band和V-Band可谓各显其能。首先,我们来说一下E-Band。早在2000年,ITU-R和ETSI标准组织进行了高频段GHz和GHz微波的划分,这就是我们现在所说的E-Band。

相对于传统微波频段,E-Band优势非常明显:第一,E-Band频谱资源丰富,单频段频谱资源达10GHz,几乎是传统频谱资源的总和,可有效满足密集部署需求;第二,E-Band能够实现更大带宽的空口容量,其波道宽度为N250MHz,由于拥有250MHz甚至更大的波道间隔资源,E-BAND最大单频点带宽可达2.5Gbps,未来通过MIMO等手段可以最大支持40Gbps;第三,E-Band频谱资源更纯净,电磁环境干扰少,部署时无需扫频,加之频谱费用较低、备件种类大幅减少、全频段调谐、一体化设计、设备体积小、硬件安装简单等特点,E-Band可实现快速交付,并且大幅降低运营商TCO。

由于E-Band传送距离一般超过2KM、小于3KM,综合上述特点来看,E-Band微波非常适合大带宽传输应用场景,可以满足LTE基站对回传络大带宽的需求,尤其是LTE在城区的密集部署与热点覆盖,非常适于使用E-Band进行回传

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再来看一下V-Band。据了解,V-Band频谱范围从GHz,各国家和各地区开放的V-Band频谱资源也不尽相同(从5GHz到9GHz不等)。由于V-Band拥有5GHz到9GHz的频率资源,且ITU对其波道带宽定义是50MHz为一个单位进行划分,或将几个甚至几十个50MHz进行捆绑,这就意味着如果加上数字调制技术,V-Band可以支持几百M的带宽,可以很好的满足移动回传的带宽需求。

但是,由于V-Band频段氧衰和雨衰都较大,导致其传送距离小于300米,所以比较适合小站回传。当前,为了应对LTE时代的数据洪流,运营商在部署LTE宏基站的同时也在不断增加小基站的部署数量,而日益增加、密度较大的小基站同样需要小站回传络实现接入业务的回传。

小站的部署非常密集、部署量较大、安装体积小、带宽需求几百M,且站间距一般小于300米,而V-Band的种种特性都完全匹配小站的回传应用场景,目前业界包括运营商和设备商都非常倾向将V-Band应用于小站回传中。

此外,小站在进入规模部署时,频谱的费用也是运营商重点考虑的方面。而V-Band的免费申请以及非常低廉的频谱费用,使得海量部署具有了天然的优势,其部署费用相对传统微波频段大大降低,V-Band也被业界广泛认为是以无线方式实现小站回传的最佳选择之一。

产业链日趋成熟

由于毫米波频段传送技术,可以有效地解决运营商在LTE基站回传上所面临的痛点,因此产业链各方已经提早布局推出了较为成熟的商用产品。E-Band方面,华为、爱立信、阿朗、NEC、Siklu、Bridge WAVE等厂商已经推出了各自的E-Band产品;V-Band方面,华为、爱立信、NEC、Sub10、Siklu、BridgeWave、VubiQ等厂商也推出了各自的V-Band产品。

随着相关产品的不断成熟,国外部分市场已经率先部署了毫米波传送方案。其中,E-Band频谱目前在全球47个国家已经开放,E-Band微波已经在欧洲、中东等地区开始规模部署,华为在全球已经有40个E-band微波的成功商用。

同时,在毫米波传送的频谱划分上,各个国家的差异较大,频谱管理模式上也各有不同。V-Band方面,美国、英国均免费开放了GHz频段,但英国对GHz频段收费;日本免费开放GHz频段;澳大利亚免费开放59..9GHz频段;德国军方与公众共用GHz频段,GHz则只给公众使用且倾向于License方式;瑞士也是License方式开放GHz频段;捷克则是以light license方式开放GHz频段。E-band方面,E-band在已公开该频段的国家以light license/License方式为主。

对此,华为微波产品线副总裁Renato Lombardi建议,针对V-Band微波点对点传输的应用,应该放宽EIRP限制到55dBm或以上,允许更远距离的传输;NLoS应用则通过反射实现连接的情况下使用;同时增加对于最小天线增益的限制,避免密集部署时的相互干扰;此外,随着未来5G无线接入带宽的猛增,小站回传需要更多的频谱资源,因此建议将V-Band频谱范围扩大至GHz。

对于E-band,Renato Lombardi指出,E-band微波设备在市场上已有一定应用,已公开该频段的国家以light license/License方式为主。License化是运营商络应用的主流趋势,因此近年来欧洲的德国、意大利等主要国家均将E-band频段开放为License模式,运营商络通常需要相对较高的可靠性,License模式能够尽力避免来自其它使用者的干扰。此外,目前E-band的信道以250MHz和1.25GHz为主,不过随着E-band License化,欧洲CEPT机构目前正在开展E-band更小信道分配的工作,后续将支持62.5MHz/125MHz信道。

国内处于探索阶段亟需放开频谱

相对于国外市场,国内市场在毫米波传送方面还处于探索阶段,标准、规范都有待进一步完善,尤其是最关键的频谱分配亟待明确。目前,国内现有微波设备标准的系统参数要求均未覆盖E-band频段设备的射频要求,如频谱模板、接收机要求等。国家无线电管理局发布的《信部无705号》文件定义了目前用于国内微波通信的频段和信道划分,其覆盖了23GHz及以下频段,而对于E-band频段尚未分配。

据了解,由中国移动、华为、爱立信牵头起草的《E波段数字微波通信设备和系统技术要求》和《V波段数字微波通信设备和系统技术要求》两个行业标准于2014年8月5日的CCSA会议上正式立项,预期要在2015年6月能够完成标准化工作。

对于毫米波传送,在近日举行的2014毫米波传送产业技术论坛上,工信部无线电管理局频率规划处和综合处处长常若艇表示,毫米波传输将成为4G回传的重要组成部分,对国家宽带战略的落实提供有力的支持。目前,从国际到国内,从政府到产业链各方都在积极协作,推动毫米波频谱的相关规划以及产品的研发、应用。

运营商需求迫切先行试验探路

国内毫米波频段传送标准和规范的进一步完善,以及频谱分配信号的逐步明确,可谓是恰逢其时。因为目前奋战在LTE络建设一线的三大运营商,对于毫米波频段传送的需求相当迫切。

以中国移动为例,首先,超大带宽需求使得中国移动存量微波亟需替代:随着中国移动TD-LTE建设对移动回传络大带宽的需求,其现有2万跳微波面临升级换代。例如在城市密集地区,单基站(S333载波配置模式下)的带宽需求可达960Mbps以上,传统微波频段最大单频点500Mbps的带宽显然无法满足这种GE以上的带宽需求。

其次,中国移动TD-LTE新建站址的回传面临巨大挑战:中国移动计划在2014年底前建设超过50万个TD-LTE基站,其中大约40%为新建站址,而在海量的TD-LTE新建站址中大约有20%光纤资源不到位,这使得中国移动TD-LTE基站的回传亟需上万跳微波来解决。

因此,对于中国移动而言,在KM短距离场景下,E-Band可以用来解决传统微波频段频谱资源紧张、传输带宽小的问题,作为末端LTE基站业务接入,解决部分新建站址光纤缺失的问题,实现LTE基站快速部署。其中,E-Band传送容量大,更加适合LTE回传,尤其是在城区业务大密度地区可以用E-Band替代传统微波;而V-Band则更加适合小站回传。

据了解,日前,中国移动和华为在北京移动现建立了全国第一个E-Band试验局,已经完成了E-Band物理链路、业务测试以及可靠性验证,为国内毫米波频段传送的频谱开放提供了详细的实验数据和技术评估。目前该试验局承载了现LTE业务,和PTN混合组保护环,提供高质量、大带宽保障。

目前,国内毫米波传送产业可谓万事俱备,只欠东风在市场需求、技术储备、产品研发、部署经验等方面,国内在毫米波传送产业端到端都已经做好了准备。业内人士认为,我国应尽快完成毫米波传送相关的频谱规划、标准制定、设备准入等程序,尤其是尽快明确、完善频谱的开放政策,让毫米波传送产业链各环节可以更有针对性地推进产品研发和应用部署。