5G微波网络部署 诸多运营商获利

2020-11-19 15:39:39

2020年是5G规模商用元年,全球已有47个国家发布了106张5G商用网络。我们看到,在构建极简5G网络中,5G微波这个基站回传技术得到越来越多的部署。

据了解,自2018年发布以来,5G微波已在全球70多个网络成功商用,尤其是5G建设首波的中东地区,有大约60%的5G站点使用了5G微波回传。运营商采用5G微波建网,缩短了70%的建网时间,降低近40%的TCO,为4K视频、VR等业务提供类光纤的网络体验。

Dell’Oro的一份最新报告预测,未来5年市场对微波传输设备的需求将达到170亿美元。另据了解,华为是5G微波领域的领头羊,在运营商移动回传领域获得了全球近35%市场。华为创始人任正非去年曾说,全世界能把微波做好的厂家不多,华为做到最先进。

那么,对正在规模建设5G网络的运营商而言,5G微波到底有什么优势?5G微波在5G toB等场景能带来什么价值?作为行业领导者,华为又将带来什么5G微波创新?在近日2020年全球移动宽带论坛上,笔者对话了华为微波产品线总裁杨曦。

业界认可5G微波技术,诸多运营商获利

从2G到4G,基站都需要向控制面和数据面回传数据,在光纤丰富的中日韩国家,基站移动回传大量采用光纤回传技术,然而在中日韩除外的区域,全球约70%的基站是通过微波回传。但是5G基站大多工作在中频段,且要提供单基站约5~10Gbps容量,所以相比4G基站,5G基站容量大增、数量大增、密度大增。

这就意味着,5G网络对光缆资源需求巨大。要知道,光缆成本不高,但铺设成本很高。在欧美等区域,地广人稀,铺设光缆的人工成本高且收益低;在东南亚印尼等岛屿多的国家,海缆成本也很高;在国内,光缆铺设成本低,但需要较高部署协调成本,也有大量无光纤区域和场景。

在上述的区域和场景,微波这种有着100多年历史的无线回传方式,就起到巨大作用,建设快且TCO低,在移动通信领域得到广泛使用。当然,从4G到5G,还是有一些运营商担心,5G微波能否满足5G业务大带宽、低时延、高可靠等需求。

杨曦总结说,业界对5G微波有三大担心,一是容量够不够,因为5G比4G容量增长了10倍;二是时延低不低,5G的uRLLC业务对时延要求很严格;三是成本低不低,因为海外许多运营商总体光纤资源不足,在微波解决方案能满足带宽、时延需求的情况下,能否保持或进一步加大建网TCO优势。

那么,5G微波到底可以用吗?“微波技术完全可以用在5G建网上,而且在时延等性能上,表现要更好。”杨曦说。

比如在时延方面,微波技术使用的是无线,短距离数据传输速率接近光速。而信号在光纤中用反射的方式进行传播,物理部署线路走得是曲线,传播路径要比微波长。微波技术一跳的时延约20-50us,完全可以满足5.5G甚至6G的时延要求。从2018年开始,5G微波已在全球70多个网络成功商用,在中东已成功规模用于5G承载,足以说明5G微波的高性价比价值。

笔者发现,5G微波“不但可用,还好用”,加速了5G网络部署,让运营商享受到5G红利。杨曦表示,5G微波对5G产业有较大的加速作用,比如在中国,可以帮助运营商无纤区域的5G快速开通。在海外,可以助力运营商4G LTE深度覆盖,并向未来5G平滑演进。

谈及5G微波给运营商带来的具体价值,杨曦举例,沙特一家运营商的5G基站,有95%使用的微波设备传输。近期在沙特政府5G网络质量评测中,该运营商5G网络质量评分是最好的,因为其拥有最好的覆盖、最低的时延、最好的游戏体验,真正实现与光纤类似下载速率。

这样的高质量5G微波网络,也让该沙特运营商获得市场成功,一方面省掉了50%的端到端网络部署成本以及接近70%的部署时间,另一方面获得了 近50%的5G市场用户。

在今年疫情影响下,各国网络流量陡增、甚至拥塞,运营商更加意识到移动宽带网络的重要性和迫切性,所以对微波技术的应用更加关注。比如此次MBBF的5G微波产业圆桌,就得到各国运营商代表的积极参与。

5G微波可支持5G行业应用繁荣发展

4G改变生活,5G改变社会。5G最大的价值,就是能够推动金融、矿山、教育、交通、工业互联等垂直行业数字化。5G微波在5G ToB场景有什么独特价值?

对此,杨曦表示,5G是超宽带,微波也是超宽带,还拥有低时延、低成本、快速部署的优势,特别适合提供专线业务。欧洲、非洲运营商的20~30%的微波是用来提供企业专线业务。

在未来5.5G时代,频谱将走向更高(Sub 100GHz),而5G微波如今已商用在Sub6G~86GHz,可以提供超大带宽、超低时延和超长距离,且部署灵活,非常适合大量数据无线传输的需求,如视频数据等。比如5G微波很好地支撑了珍稀野生动物和自然资源保护、野生动物保护监控、广电无线数字化覆盖、铁路智慧机务、智慧城轨、电力、油气、水运、隧道、智慧工地等等场景的无线大数据传输需求。

在四川野外森林无人区,5G微波建设比光纤更容易、更灵活,覆盖范围广,能很好传送野生熊猫的高清监控视频。

再比如,铁路机务的视频监控等数据,需要短时间自动导入到智能分析系统。以往通过人工转储或者WiFi传输,耗人耗时。现在华为正与国内相关机构合作,探索用大容量毫米波技术快速传输,数据采集效率提升10倍以上。

应对挑战:华为推动三大5G微波创新

2020年,全球将建成约100万个5G基站。未来,随着5G部署走向深入,5G网络覆盖范围加大,部署更加密集,对于回传网络提出了更大的带宽需求,更远的部署距离和更低的部署成本诉求。

对微波而言,有限的频谱资源和更大容量的矛盾、更高频段和更远传输距离的矛盾变得更加突出,运营商对低成本快速建5G网的需求,变得更加迫切。

对此,今年华为在三大方面对微波技术持续创新突破:第一,突破传输距离,覆盖更多场景;第二,突破频谱效率,容量更大、方向更多,持续提升频谱效率;第三,突破部署限制,实现极简安装,持续降低客户的站点安装成本。

杨曦介绍,在应用高阶调制方式、多频段载波聚合和MIMO等技术后,华为5G微波可满足10-20Gbps的5G时代基站回传需求。华为认为E-Band微波在5G时代具有最大的增长潜力。E-Band指工作于80GHz附近的微波频段,实际分配频段为71-76GHz和81-86GHz,可用总频宽达10GHz。

华为5G微波长距E-band解决方案

传统频段微波(6-42GHz)频谱资源日趋紧张,带宽容量有限,而E-Band微波因其频带资源丰富、传输容量大、频谱使用费低廉以及高频窄波束适应密集部署等优势,逐渐从传统的企业市场应用向运营商级的大带宽业务承载网方向发展。

针对海外运营商大量的4G/4.5G持续发展建设和升级扩容场景,华为打造创新架构,提前将5G微波技术应用在4G/4.5G网络上,通过CA功能和模块化天线的应用,实现容量增加的同时,为客户E2E节省网络建设成本30%以上:一方面提升4G/4.5G网络承载能力,另一方面为面向5G平滑演进做好准备。

“5G微波是一种高性价比的无线传输方式,满足了5.5G定义的一些性能,且能够在6G时代继续发扬光大。”杨曦说。

持续创新与市场领先

任正非曾说过,能够把5G基站和最先进的微波技术结合起来成为一个基站的,世界上只有一家公司能做到,就是华为。第三方数据显示,在全球微波传输市场,华为运营商移动回传市场份额达到近35%,力压诺基亚和爱立信等。

华为在5G微波领域的创新和市场领先,是如何做到的?杨曦告诉笔者,首先,华为发力微波很早,且持续投入、投入大,在架构、射频工艺、软件算法等方面保持技术引领。

2008年,华为在业界首个发布IP化的微波,促进了产业迅速转向IP化微波的升级,也让华为微波迅猛增长。之后从IP微波到纯分组微波,到把路由特性引入到微波,再到应用载波聚合技术的5G微波,华为都实现微波技术的引领。

“我们微波技术的发展,吸取华为固定网络在IP上能力,还吸取了华为在无线方面的能力,从基带到射频端到端的创新,保持技术的引领。”杨曦说。

据笔者了解,华为微波产品销售收入超过10亿美金,其中12%以上投入到创新技术研究中。

其次,华为拥有大量业界顶尖的微波专家,全球建立多个研究所和实验室。华为拥有全球最多的微波技术研发人员(700多人),且有很多顶级专家。比如ETSI毫米波联盟主席Renato Lombardi就是华为公司Fellow。

由于微波技术的故乡在米兰,华为就专门在米兰为顶级专家设立了微波研究所,进行前沿技术研究。华为还在莫斯科进行关键微波算法研究,在中国成都和西安进行微波设备工程产品化,推动商用落地。

杨曦表示,华为5G微波不管是在高盐、高腐蚀的海边,还是在高温、高日照的热带区域,亦或是冰天雪地的冰山,狂风暴雨的恶劣天气下,均能带来光纤般的体验。比如针对亚太地区(印度尼西亚等)大量“P”雨区(雨量最大的区域)微波传输带宽和距离瓶颈,华为就提出了系列创新的可靠解决方案。

华为5G微波所依靠的,就是花费重金搭建的可靠性测试实验室。这些实验室对华为5G微波进行严苛性测试,让华为5G微波在多种环境下能屹立不倒,让全球多国艰苦地区的用户,能接入到网络。

最后,华为微波拥有大量部署经验,在交付、服务等方面实力强劲。杨曦介绍,华为拥有无线网络端到端交付能力。这意味着,运营商在建设5G时,可以在一个时间段同时部署基站、微波、能源等设备,而不用分多次部署,大大降低成本。

也要知道,很多海外国家,在进行5G基站建设时需要用到吊车,需要封路。一个厂家如果能一次性端到端交付,就部署很快,成本降低。但如果多个厂家分多次交付,运营商耗费成本高且部署缓慢。

此外,华为基于AI等技术,提供了大量自己 开发的数字化规划、部署、验收工具,帮助运营商进行高效率的交互,实现未来快速、大规模部署5G网络。

观察:5G微波可加速5G规模建设

整体上看,5G微波作为一种快速、经济的5G部署的回传技术,在5G回传中发挥着越来越重要的作用。华为5G微波在三方面的持续创新,带来全场景、高效的微波回传解决方案,加速运营商5G建设和行业应用发展。

展望未来,杨曦呼吁,5G微波的快速发展需要全球政府、运营商、设备商等共同努力。在技术创新方面通过产业组织形成行业标准快速落地;在监管上呼吁各国政府降低微波频谱价格,让运营商减少部署5G的成本压力;在行业应用上共同探索5G微波在不同场景的应用。

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