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5G不是進步,是一場變革,小基站時代來了

2019-08-20 08:48 EEFOCUS

導(dǎo)讀:“4G改變生活,5G改變社會”這不僅是一句響亮的口號,更是對未來5G商用的期許。

5G來了,它與4G不同!

“4G改變生活,5G改變社會”這不僅是一句響亮的口號,更是對未來5G商用的期許。

其實4G不是移動通信的開始,5G也不會是最后的節(jié)點。為了讓大家更了解5G,下面先給大家梳理一下1G到5G的脈絡(luò):

1G:遙遠的“大哥大”時代,當(dāng)時最牛氣的模擬無線通訊方式,擁有被盜號、被盜用話費的危險,基站容量小,網(wǎng)絡(luò)安全幾乎為零。

2G:為了改善基站容量小、網(wǎng)絡(luò)不安全等問題,由模擬通信技術(shù)向數(shù)字通訊技術(shù)轉(zhuǎn)變的2G時代到來,基站容量有了擴升,GSM和CDMA是兩種不同的2G網(wǎng)絡(luò)制式,GSM是當(dāng)時應(yīng)用最為廣泛的移動電話標(biāo)準(zhǔn),中國移動和中國聯(lián)通就采用了GSM,而中國電信采用了CDMA。

3G:隨著用戶的增多,基站容量問題日益嚴峻,新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求也得不到滿足,3G時代應(yīng)運而生,但是正處經(jīng)濟蕭條時期,3G在基站建設(shè)等方面投入不足,高通壟斷3G專利市場,還在智能手機救市及時,3G最大的優(yōu)點是高速的資料下載能力,2G的下載速度約僅9600bps~64kbps、光是打開一個Yahoo首頁便得耗費三分鐘左右,3G速度則為300k-2Mbps,足足提升了三十倍有余。

4G:窄帶向?qū)拵У娘w躍,推動移動互聯(lián)網(wǎng)大繁榮。由于智能手機市場的繁榮,倒是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求像氣球般膨脹,數(shù)據(jù)時代標(biāo)準(zhǔn)制定顯得尤為重要,因此催生了一系列標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE的Wimax、IEEE 802.16m、UMB,當(dāng)然還有笑到最后的LTE了,LTE分為FDD-LTE(中國電信和聯(lián)通)和TD-LTE(中國移動)兩大方向,值得一提的是我國在4G部署上處于領(lǐng)先地位,創(chuàng)造了百萬基站的記錄。

5G:一場通信領(lǐng)域的變革,引領(lǐng)人們?nèi)孢M入智能化時代。隨著移動用戶量的增長,VoIP的普及,以抖音小視頻、斗魚直播等為代表的視頻流量沖上云霄,這只是5G的特色之一,5G早已不再以單一業(yè)務(wù)能力或業(yè)務(wù)指標(biāo)為目標(biāo),它將成為推動多行業(yè)、多領(lǐng)域融合創(chuàng)新的基礎(chǔ)設(shè)施,助力全社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。

5G與4G大比拼

5G不是4G+1G,5G擁有三大應(yīng)用場景及典型應(yīng)用,三大應(yīng)用場景是:增強型移動帶寬(eMBB)、超可靠低延遲通信(uRLLC)以及大規(guī)模機器類型通信(mMTC),典型行業(yè)應(yīng)用包括8K視頻、云游戲、車聯(lián)網(wǎng)、無線醫(yī)療、智能制造、智慧城市等。最重要的是5G可基于不同的行業(yè)不同的客戶群的應(yīng)用場景,提供“網(wǎng)絡(luò)切片”服務(wù),來滿足客戶的個性化需求。

移動通信的關(guān)鍵能力指標(biāo)有:峰值速率、時延和連接數(shù)密度。峰值速率是4G的20倍,可達20Gbps;時延是4G的十分之一;連接數(shù)密度是4G的10倍。

除了輻射距離短、衍射能力弱這個短板外,5G通信在性能方面完爆4G,有木有?!媽媽再也不用擔(dān)心我打電話的時候不能上網(wǎng)啦!完美。

沒有小基站,5G就活不了?

“小基站”是相較“宏基站”而言的,由于5G采用的頻段較高,分布在2515MHz~4900MHz之間,而頻率越高、波長越短、衍射能力越弱,因此在遇到有障礙物的地方,其輻射范圍會變得很小,只能靠提高功率來擴大輻射范圍了,因此一方面輻射功率強度受到國家法規(guī)的限制,也就是說穿透能力有限,另一方面衍射能力太弱,遇到障礙物不太會拐彎的5G會有許多死角。

同時在基建相當(dāng)成熟的城市里,似乎很難為5G宏基站騰出地兒來,如果選址勉強,那既消耗了成本又達不到預(yù)期的成果(減少死角),得不償失。

于是“小基站”應(yīng)運而生,來填補“宏基站”的空隙,或起到“中繼”的作用,形成一張全面覆蓋的整網(wǎng)。

總結(jié)下來就是:小基站是5G的脈絡(luò)組成部分,沒有了它,5G商用普及也就是紙上談兵,真不一定活不了,但一定活不好。

小基站裝在哪?

我們所說的小基站是一類基站,它可以分為微基站(MicroCell)、皮基站(PicoCell)和飛基站(FemtoCell)等。

微基站(MicroCell)、皮基站(PicoCell)和飛基站(FemtoCell)

按照基站的布置原理,一般一個宏基站需要配合多少個微基站,一個微基站需要配合多少個皮基站,一個皮基站需要配合多少個飛基站是根據(jù)空間布局來布置的,并無強制規(guī)定。但是該布置可以參考各個基站的輻射范圍來定:

目前已有多個省市一經(jīng)推出政策,將5G通信的基建納入市政、房建等規(guī)劃中去,例如,貴州省人民政府辦公廳印發(fā)的《貴州省推進5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實施方案》,推進實現(xiàn)建筑物與通信基礎(chǔ)設(shè)施“同步規(guī)劃、同步設(shè)計、同步施工、同步驗收”,將通信基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計納入到相關(guān)工程建筑行業(yè)的強制標(biāo)準(zhǔn)中去。通過這樣的方式,為未來5G基站的布置打下基礎(chǔ),不僅可解決選址難的問題,還可以節(jié)約改造成本。

小基站輻射大不大?

基站的輻射大小取決于兩大因素,一是頻率,二是功率。

在頻率方面,5G通訊的頻率分布在2515MHz~4900MHz之間,屬于非電離輻射(頻率在 3×1015 Hz 以上的為電磁輻射),對人身體有影響,但不會太大。另外美國人民的5G通信頻率在28GHz左右,遠遠大于國內(nèi)頻率,因此輻射距離會更近,基站需求更密集。同時5G WiFi的頻率為5GHz左右,也高于5G移動通信。

國內(nèi)5G移動通信頻率 < 5G WiFi頻率 < 美國5G移動通信頻率

在功率方面,我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)《移動通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測方法》是全球最嚴格的,比國際標(biāo)準(zhǔn)要求高11.25倍到26.25倍,比歐洲大部分國家高5倍。

目前并沒有資料證明射頻輻射對人體有明確的危害,同時也不能排除有危害的可能性,但是在控制范圍內(nèi),危害程度也相對可控。

小基站建設(shè)誰掏錢?

8月19日,摩根大通發(fā)表報告稱:“中國聯(lián)通(00762.HK)管理層談及潛在與中國電信(00728.HK)共建5G網(wǎng)絡(luò),認為是向市場釋放正面訊息,緩和對5G資本開支負擔(dān)的憂慮,但同時意味著市場對5G基站及鐵塔需求的預(yù)期存在下行風(fēng)險”。換句話說宏基站建設(shè)聯(lián)通與電信抱團取暖,也是考慮到資金問題。

對于宏基站的建設(shè)資金都捉襟見肘了,小基站的建設(shè)真有可能會尋求與以往不同的方式,更何況飛基站比較特殊,屬于入戶級基站。

是用戶自掏腰包?還是運營商與設(shè)備廠商合作?這兩種都有可能,不過對于不同級別的基站會有不同的方案,最有可能的是宏基站運營商自建,微基站和皮基站會采用集成度更高的方式和設(shè)備廠商進行合作建設(shè),而飛基站就只能用戶自掏腰包了,當(dāng)然飛基站能否被推廣也帶著問號的,因為用戶還可以采用5G CPE等設(shè)備轉(zhuǎn)室內(nèi)WiFi或有線來進行室內(nèi)聯(lián)網(wǎng)設(shè)計,最終哪種方案勝出就要看性價比誰更高了。

國內(nèi)外小基站部署情況

在國外小基站的建設(shè)比我們國家起步早(07年美國商用,09年英國、西班牙、卡塔爾、意大利等國商用),我國沒有在3G時代開啟小基站模式,這也得益于國內(nèi)基建力量的強大,宏基站布置的規(guī)模走在世界前列。但是對于5G小基站來說,還都處于嘗鮮階段。從全球競爭格局來看,目前涉足小基站的有中小型設(shè)備廠商、主流電信設(shè)備廠商和ODM廠商。

下面介紹一下國內(nèi)外有哪些廠商在布局小基站設(shè)備的開發(fā):

Verzion聯(lián)合網(wǎng)件:推出了5G路由器設(shè)備,其中內(nèi)置高通5G芯片。

阿爾卡特朗訊:早在2010年左右,阿爾卡特朗訊就開始推他的微型基站了,旗下產(chǎn)品系列有微基站(Microcell)、分布式基站(CDBS)、模塊化基站(Modular Cell)、小型化基站(Compact)。

NEC:2018年10月與三星建立合作伙伴關(guān)系,致力于5G解決方案的開發(fā);2019年NEC宣布開發(fā)用于5G基站的小型低功率基帶無線電單元,這些單元可在3.7GHz、4.5 GHz、28 GHz頻譜范圍內(nèi)工作,因此可以覆蓋5G的波段部署。

諾基亞西門子通信:10年前諾西推出了FlexiGSM基站。

中國電信:中國電信聯(lián)合Intel、H3C在2019年的世界移動通信大會(MWC)上首次展示完整的基于O-RAN概念的5G白盒化室內(nèi)小基站原型機,同時公布了小基站的射頻參考設(shè)計。

中國移動:在2019年的世界移動通信大會(MWC)上,中國移動發(fā)布業(yè)界首個面向商用的4G/5GO-RAN雙模開放設(shè)計云化小站方案,并公開硬件原理圖及參考設(shè)計。

華為:2018年華為推出了5G LampSite,這是業(yè)界第一款同時支持5G和LTE的多頻一體化室內(nèi)小基站,并推出了相應(yīng)的解決方案,成功用于北京首都機場、鄭州火車站和廣州南站等。

中興:2018年中興發(fā)布了4G一體化小基站Qcell,同時提供了多模多頻室內(nèi)深度覆蓋解決方案,并啟動了江蘇、內(nèi)蒙古、福建、湖南、河南等省份的部署。

大唐移動:2014年大唐移動推出了NEOsite雙模一體化皮基站方案,2015年7月推出了Cubesite、Padsite、Pinsite三款小基站產(chǎn)品,2018年推出了一體化小基站EBS5132D,可以用于室外和室內(nèi)應(yīng)用。

愛立信:2018年初,愛立信推出首個5G小基站,這是一款無線小蜂窩產(chǎn)品—— 5G無線點系統(tǒng),支持5G中頻頻段(3-5GHz),支持速率達2Gbps。

除了上述的設(shè)備級奮斗在5G小基站部署的一線外,還有像邦訊技術(shù)、三元達、京信通信、超訊通信、瑞斯康達等小基站研發(fā)的傳統(tǒng)老牌廠商,和像阿爾法、亞旭、廣達、富士康、盟創(chuàng)科技等代加工廠商也都在發(fā)力,爭取能都分一杯羹。

介紹了小基站設(shè)備的相關(guān)廠商,下面介紹一下相關(guān)芯片廠商國內(nèi)外部署情況:

高通:通信芯片領(lǐng)域的霸權(quán)地位,最先公布5G基帶芯片的是美國高通,2019年5月高通宣布推出了FSM100xx解決方案。而最新推出的使用10納米工藝生產(chǎn)的5G硅芯片,將使用第三代合作伙伴計劃(3GPP)5G NR標(biāo)準(zhǔn),支持毫米波(28GHz)或“sub6GHz”連接(如3.5GHz和2.4GHz)。

博通:博通提供了一個完整的5G交換組合,旨在支持端到端網(wǎng)絡(luò)的部署,將所有無線電和固定線路通信整合到一個標(biāo)準(zhǔn)的基于以太網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施上。這六種設(shè)備——Monterey、Quartz、Qumran2a、Jericho2、Jericho2c和Ramon——是為容量大于100 Tbit /s的交換機設(shè)計的,提供了滿足基于以太網(wǎng)的5G NR和基站要求所需的完整功能集。

馬威爾:Marvell提供了一個靈活的端到端優(yōu)化的5G平臺,以加速5G NR系統(tǒng)的開發(fā)和全球運營商的部署。在高度分布、超低延遲的網(wǎng)絡(luò)中,越來越多的決策將是在邊緣側(cè)而非網(wǎng)絡(luò)核心做出。Marvell提供的多接入邊緣計算解決方案,整合了先進的應(yīng)用處理器、安全交換機芯片以及PHY等方案,針對邊緣分析、威脅檢測和自主決策的技術(shù),已經(jīng)走在了行業(yè)的前列。

三星:三星開發(fā)了自己的DAFE作為ASIC,為5G基站提供了更小的尺寸和更低的功耗。DAFE對數(shù)字無線通信至關(guān)重要,它提供模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。為了實現(xiàn)超高速的數(shù)據(jù)速度,5G基站使用了近1000個天線單元和RFIC來利用mmWave頻譜,在支援縮減基站的規(guī)模和耗電量方面,射頻消融器起著重要的作用。

英特爾:英特爾近日推出了5G調(diào)制解調(diào)器XMM8160,為手機和寬帶接入網(wǎng)關(guān)等設(shè)備提供5G連接而優(yōu)化的多模調(diào)制解調(diào)器,是市面上最新LTE調(diào)制解調(diào)器的3到6倍,帶來各種特性和體驗,加速5G普及。

華為:2019年1月,華為推出業(yè)界首款5G基站核心芯片——天罡(TIANGANG)芯片,在通訊芯片領(lǐng)域華為作為中國的領(lǐng)頭羊,與國外這些大廠相比還處于劣勢,還有很長的路要走。

寫在最后:

了解了這么多,你是否會愿意自己花幾千塊錢來為家庭購置一套“飛基站”呢?這個問題回答得好,5G商用才得以真正落地到每一個家庭。