去年末中國發(fā)放4G牌照之后,三大運營商迅速開始大規(guī)模部署4G網絡。預計到2014年末,中國部署的4G基站總量會達到100萬以上,其中僅中國移動一家的4G基站就將達到50萬個以上。在隨后幾年間,三大運營商還將繼續(xù)加大4G網絡建設力度,為規(guī)模龐大的國內用戶提供良好的4G體驗。
不過4G站點規(guī)模上去之后,4G移動回傳又成了一個大問題。在近日舉行的“2014毫米波傳送產業(yè)技術論壇”上,工信部無線電管理局頻率規(guī)劃處和綜合處處長常若艇指出,目前國內部署光纖存在不少困難,農村地區(qū)的問題是投資回報少,小區(qū)、城市和高速公路的問題則是入場難、要價高等。與此同時,4G網絡的站點密度較高,光纖無法全覆蓋?!拔⒉ㄊ?G回傳可選的一種重要解決手段,成本低且部署周期短?!背H敉дf。
目前4G微波回傳在國外已經有不少規(guī)模商用的成功案例,不過在國內還處于探索中,標準、規(guī)范都有待進一步完善。而且最關鍵的,頻譜規(guī)劃依然沒有明晰,這在很大程度上影響了4G微波回傳產品及應用的發(fā)展進度。
毫米波成4G回傳利器
微波回傳在移動通信網絡中早有應用,不過由于4G網絡對回傳網絡的帶寬要求較高,因此舊的微波回傳設備已經不敷使用。據(jù)中國移動研究院網絡技術研究所副所長李晗透露,現(xiàn)有2萬跳微波面臨升級換代,同時預計到2015年中國移動將建成60萬個LTE基站,有20多萬個是新建站址,其中20%缺少光纖資源,因此預計需要上萬跳微波設備。
然而,30GHz以下微波由于頻率資源不足,并不適合用于4G回傳。30GHz頻段資源小于2GHz,而且以典型56MHz帶寬為主,難以實現(xiàn)高速率傳輸。另一方面,其傳播特性不適合小蜂窩基站密集部署。綜合起來看,毫米波頻段以下頻譜資源難以提供4G回傳所需要的鏈路容量。相比之下,毫米波頻段的傳播特性非常符合4G小基站和宏基站的回傳要求,而且這個波段頻譜資源豐富,特別是E-Band和V-Band有接近14GHz的頻譜帶寬,能夠輕易實現(xiàn)Gbps速率。而且相對于常規(guī)頻段,毫米波設備體積更小,更適應密集城區(qū)部署。
“總之,毫米波段,特別是E/V-Band能夠提供足夠的帶寬來滿足4G回傳需求?!背H敉дf。
由于毫米波傳送可以提供大帶寬和密集部署能力,已經在很多國家投入了應用,華為、愛立信、NEC等廠商都可以提供成熟的商用產品。
放開頻譜已成趨勢
目前各國用于數(shù)據(jù)通信的微波頻段大部分需要政府許可,這些許可證的需求大、價格高,申請過程也比較復雜。一些免許可頻段,則存在帶寬、服務質量不穩(wěn)定和信息安全等問題。而V-Band57-67GHz和E-Band71-76GHz和81-86GHz則可以較好地滿足這些要求,這兩個頻帶都屬于毫米波頻段。
V-Band中用于通信的頻段已在各個主要國家開放,帶寬資源從5GHz到9GHz不等。在實際應用中,V-Band微波具有在空氣、雨中的衰減較大的特點,因此可以在同一地區(qū)密集部署而不至出現(xiàn)嚴重干擾,頻率重用率非常高。同時毫米波的波長較小,因此天線尺寸可以做得非常小,波束更加集中、增益更高。華為微波產品線副總裁RenatoLombardi表示,V-Band微波的大帶寬非常適合用于建超寬帶局域網,是小站回傳的理想手段。
E-Band受大氣、雨、云霧的的影響較小,可以穩(wěn)定工作在2-3km的傳輸距離范圍內。相對于傳統(tǒng)頻段,E-Band頻率資源豐富,支持比傳統(tǒng)頻段更大的帶寬,單頻點帶寬達到了2.5Gbps,因此非常適合帶寬需求高的LTE回傳應用。目前全球有47個國家開放了E-Band頻譜,歐洲、中東等地區(qū)已經開始規(guī)模部署E-Band設備,華為在其中40個E-band微波項目中取得了成功商用。
國際標準組織ITU-R已經對毫米波傳送給予了充分肯定,認為在未來回傳應用中小型化和高速率是關鍵,而毫米波傳輸具有明顯的優(yōu)勢。近兩年ITU-R發(fā)布了新增的V-band和E-band的頻譜分配建議。
頻譜策略各有不同
在毫米波傳送的頻譜劃分上,各個國家的差異較大。V-Band方面,美國、英國均免費開放了57-64GHz頻段,但英國對64-66GHz頻段收費;日本免費開放59-66GHz頻段;澳大利亞免費開放59.4-62.9GHz頻段。德國軍方與公眾共用59-64GHz頻段,64-66GHz則只給公眾使用,而且傾向于License方式;瑞士也是License方式開放59-66GHz頻段。E-band方面,北美、俄羅斯、歐洲、澳大利亞等主要國家均采取License方式開放頻譜。
華為RenatoLombardi建議,針對V-Band微波點對點傳輸?shù)膽?,國內有必要適當放寬EIRP限制,允許更遠距離的傳輸;同時需要增加對于最小天線增益的限制,從而避免密集部署時的相互干擾。此外,RenatoLombardi還建議將V-Band的頻譜開放范圍擴大至57-66GHz,為超4G網絡的小站回傳應用準備好充足的頻譜資源。
對于E-band,RenatoLombardi認為LICENSE方式劃分基本信道比較合理。電信網絡需要相對較高的可靠性,License模式能夠盡力避免來自其它使用者的干擾,因此近年歐洲的德國、意大利等主要國家均采用了這種頻段開放模式。
據(jù)常若艇介紹,國內正在逐步放開毫米波頻段。目前中國在150GHz以下劃分了大量固定業(yè)務用的頻譜資源,2014年工作計劃中包括了E-Band,預計我國會采用單信道250MHz作為基本信道劃分,允許多個250MHz信道聚合連續(xù)分配,同時會采用License模式收費授權使用以提供更可靠的業(yè)務傳輸?!盁o線管局已經開放Q波段和V波段,并將適時開放E波段,支持運營商4G建網需求?!背H敉дf。
研發(fā)與應用進展迅速
目前毫米波傳送技術研發(fā)已經非常成熟,華為、愛立信、NEC、Coriant、中興/Siklu、BridgeWAVE、E-BandConmunications等主流廠商均推出了毫米波分組微波設備。其中E-Band分組微波設備可提供1Gbps-2.5Gbps容量,可以滿足LTE基站回傳帶寬需求。“而且現(xiàn)有的設備基本上為全戶外ODU型設備,即將微波基帶調制解調單元與射頻首發(fā)信機集成于一體,可以很好地適應戶外微蜂窩的接入安裝?!敝袊娦叛芯吭豪罘颊f。
在歐洲、中東等地區(qū),運營商已經開始規(guī)模部署E-Band微波。2013年6-8月和11月,受中國移動計劃部委托,中國移動通信研究院和傳輸所進行了分組數(shù)字微波設備的實驗室技術摸底測試,涉及5個廠家11款分組微波設備。日前,中國移動和華為在北京移動現(xiàn)網建立了全國第一個E-Band試驗局,完成了E-Band物理鏈路、業(yè)務測試以及可靠性驗證,為頻譜開放提供了詳細的實驗數(shù)據(jù)和技術評估。目前該試驗局承載了現(xiàn)網LTE業(yè)務,和PTN混合組保護環(huán)網,提供高質量、大帶寬保障。
可以說,現(xiàn)在毫米波傳送技術要在國內推廣應用,從市場需求、技術、設備到商用部署經驗都已經做好了準備,現(xiàn)在需要的是盡快完成頻譜規(guī)劃、標準制定、設備準入等程序。李芳認為,這些工作大概還需要1-2年時間才能完成。
參加此次毫米波論壇的多位專家表示,毫米波用于4G回傳已經成為了全球通信行業(yè)的趨勢,呼吁國家盡快明確、完善頻譜的開放政策,從而使得各大通信廠商和運營商可以更有針對性地推進產品和應用開發(fā),為國家寬帶戰(zhàn)略的實施、4G的成功商用奠定良好的基礎。(計育青)
來源:飛象網
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