我要投稿 | 投稿须知
国内统一刊号:CN32-0017
邮发代号:27-53
中国电信江苏公司主办
2018年12月13日 星期四
站内搜索: 分类搜索:
关键字:天翼 | 3G | IPV6 | 农村信息化 | ICT | 宽带
首页 行业信息化 企业风采 用户园地 天翼论坛 新世纪电信人 声音 通信科技 新视角 青鸟副刊 图片新闻
省公司 | 南京 | 徐州 | 连云港 | 宿迁 | 淮安 | 盐城 | 扬州 | 泰州 | 南通 | 镇江 | 常州 | 无锡 | 苏州 | 实业 | 其他
  首页】-【通信科技
5G毫米波时代的数字化室分系统转型之路
2018-9-26 14:51:14
    

  独立组网的5GNR C波段和毫米波段的标准已经出炉,配套的终端芯片也将于明年一季度问世,一系列新技术将支撑5G快速实现产业化。要做到超高传输速率、超大传输容量、超低传输时延这个新一代移动通信的三大主要特征,充足的频率资源十分关键。受限于有限的频谱,移动通信网络不断向高频段进发,从最初GSM、CDMA的700—1900MHZ到4G LTE的3000M以下频段,到了5G时代将采用3000M以上的C波段,甚至30G(1毫米波长)的毫米波也逐步开始启用。进入射频传输XG时代,射频本身由于传输特征的变化使得原有系统设备无法更新不得不彻底更换,新的数字化系统将取而代之。这种新型系统在取得较大带宽利用效率的同时,也带来的致命的弱点:由于传输频率高,其空间损耗和介质损耗非常大,虽然有Massive MIMO等新技术对覆盖进行有效增强,5GNR宏基站的覆盖、穿透能力仍将变差,对室内覆盖更加力不从心,而六到八成的流量需求是在室内发生的,这使得通信网络室内覆盖系统建设变得愈加重要,和5G同步演进的数字化室内分布系统转型势在必行。
                室内分布系统的演进历史
  回顾历史,流行于上世纪八九十年代的有线电视射频室内分布系统(简称CATV)应该是移动通信射频室内分布系统(简称DAS)的老祖宗。当年笔者在南京邮电学院进行了短期培训,成为这个行业最早期的从业者之一,不久通过严格考试获得了省广电厅第一批为数不多含金量很高的专业设计许可证。1990年前后大大小小的CATV系统如雨后春笋般出现,改善了电视信号的室内覆盖,支撑了广播电视及相关产业的蓬勃发展。要知道在娱乐生活相对匮乏的年代,观看电视节目在老百姓日常生活中不可或缺。
  笔者有幸也成为DAS的标准制定和建设参与者,见证了伴随移动通信大发展而兴起的室内分布系统建设热潮。DAS工作在700-1900M,到了4G时代频带扩充到3000M左右,无源设备的承载功率大,指标要求高,同时施工难度大,协调任务重,运营商除了自掏腰包建设室内网络还要付场地租金,资金投入也很大。相对于与千禧年和短信同时开始盛行的DAS,CATV系统流行要早10多年,它工作于40-750M频段,结构相对简单,技术标准完善,产业链成熟,使用单位自筹资金建设,广电部门没有资金压力。这两种射频分配网络结构相似,最大的问题是网络建设、升级、扩容难度大,难以解决室内外干扰协同问题,运行维护比较困难,都面临逐步被淘汰。
  对信源而言,以语音、短信为主时代的DAS根据不同需求可以是全无源系统、无线直放站有源系统、光纤直放站有源系统和小微基站系统。对传输媒介而言,可以是同轴电缆、光缆和网线。通过无源天线引入射频信号直接进入室分无源系统是最早的DAS,规模小施工相对方便,但对外界信号源比较敏感,容量小。后续改良的带信源的DAS,很好地解决了信源稳定性问题,但是随着数据流量快速取代语音和资费的快速下降,室内发生的业务正从WiFi逐步转到移动网络,室内流量使用爆发,这对DAS的要求越来越高,原有网络难以为继。于是光纤分配系统和网线系统开始取代原有的同轴电缆系统,成为大容量、可演进系统的主流,数字化室分系统出现。
  DAS的无源器件和馈线不支持高频段,不能对器件进行监控,改造成本高,4GLTE的双路平衡改造也有很大难度,即便改造以后也只能支持2T2R,无法支持大规模MIMO,不能大规模扩容,无法支持大数据容量需求,因此只能用于某些低频段、低容量场合(例如隧道、电梯、地下停车场等)。
  在第五代移动通信时代即将来临之际,为解决以上问题,适应5G演进的新型数字化室分系统应运而生,它具有部署简单、施工协调难度小、扩容灵活、运维可视等优点,可以大大提高网络容量,提升网络运维效率。
                新型数字化室分的技术特征
  随着移动互联网的高速发展,高清视频、高阶调制(256QAM)、室内定位、AR/VR等越来越多的移动新业务对网络提出了高带宽、大容量、低时延的要求。这就要求数字化室分系统支持高速、大流量、低时延业务需求,并具有施工简单、协调容易、能平滑升级、运维可视、网络管理智能化等特点。
  新型数字化室分系统以光纤和CAT6A网线为主,可以支持百兆以上高带宽传输网络和高容量的信源,后续能快速叠加5GNR,支持MIMO多入多出天线,至少要满足4T4R。这种建设方式比纯同轴电缆网络施工容易,协调工作量小。
  射频网络至少可以运行在C波段,至于毫米波信源室分系统目前尚无相应的标准,应该是一种光分布式小微基站系统,无法再使用无源器件。新型数字化室分系统可以实现室内精准定位,容量可扩展,系统可升级,网络可维护,代表了未来室内覆盖系统的发展方向,缺点是造价是DAS的2-3倍,但单位面积流量输出是传统网络的4-10倍。
  新型数字化室分系统基本采用有源器件,能够对所有设备的工作状态进行实时监控,快速定位故障点,实现运行维护可视化。同时新型数字化室分系统结合人工智能和大数据技术还能够自动根据周边的信道情况和用户密度实现自诊断、自优化、自愈合,真正做到智能化运维,使得室内系统在5G时代发挥更大的作用。
             新型数字化室分系统的发展及前景分析
  提速降费政策正落到实处,流量经营时代悄然而至,配合4GLTE、5GNR的新型数字化室分改造工作开始启动。国内外各大电信运营商纷纷根据各自的网络特点制定方案,目前主要有以下三种。
  全光数字化室分系统:
  这将是今后发展的主流系统,优点不再一一赘述,主要的缺点是投资较大,是原有DAS系统的2倍左右,原有系统基本无法再利用。在人群密集的室内场所,如车站、商场、体育馆、展会中心等“五高一地”场景,布置全光数字化室分系统将是大势所趋。 
  设备制造商都有相应的解决方案,如华为的LampSite系统,中兴的Qcell系统,爱立信的DOT系统,诺基亚的FZC+FZAP,系统结构类似,都可以较好地实现室内覆盖和容量需求。以华为的LampSite为例,其由BBU、RHub和pRRU组成,通过光纤连接BBU、RHub,实现对移动通信基带信号的室分主干层传输,在平层通过网线或光纤接入pRRU,实现末端室分覆盖。需要指出的是,全光室分系统必须支持NB-IoT和eMTC等物联网的发展需求。
  居民楼宇数字化室分系统:
  由于畏惧电磁辐射,居民小区内宏站建设非常困难,改良的小区景观分布系统也由于业主的反对,已建成的大都被破坏,更别说开工新建。目前普遍的情况是住宅小区低层区域一般信号都不太好,而高层会存在信号干扰,是用户投诉的重灾区。随着光进铜退,居民小区大量光纤到户建设为新型数字化室分系统提供了基础条件,多种建设方案,无非是利用光纤网络在合适的地点外加小微基站或RRU通过隐蔽天线实现多点位、多角度的全方面立体覆盖。
  随着人们流量消费习惯的改变,移动室内流量的使用会超越WiFi流量,而要获取移动高流量必须要高质量的移动通信网络来保障,届时移动通信居民楼宇室内高质量覆盖会变得越来越迫切。
  其它低成本室内解决方案:
  除了人群密集的室内区域和居民住宅小区的覆盖必须要保证之外,现有的地下停车场、电梯、隧道等也都需要有基本的通信能力,主要采用有源和无源相结合的多种方式进行覆盖,这样既减少传输成本,也减少设备和天馈使用。
  对于有些难以改造的室内区域,为了保证5G网络质量,须通过增大信源的功率以弥补高频段的传播损耗,这种大功率信源尚需产业化推进。投资成本压力较大暂时无法建设的室分系统,可通过共建共享分摊建设成本来解决。
  泛在式居民楼宇数字化室分系统构想:
  在固移融合的时代,固定宽带运营商同时还运营着移动网络,尤其是象中国电信在光纤宽带方面占有优势的运营商,在光进铜退大规模推进之后,光纤网络遍布城乡各大楼宇,可以成为居民楼移动网络室内覆盖的主要基础设施,通过间隔增加5G小微基站或RRU可以实施完善的室内移动通信网络覆盖。
  如楼栋有50%左右的用户是中国电信光纤宽带用户,就可以根据大楼的空间布局抽出10-20%作为小微基站候选户,在选用光猫的时候采用电信的光猫和小微基站合一产品(尚需统一标准和产业化),同时提供WiFi和5G信号覆盖,这个5G小微基站可以为隔壁邻居共享,提供服务的用户可以和电信共享基站产生的效益,体现共享经济价值,同时和室外宏站通过网络优化实现居民小区5G移动信号的覆盖协同,从而巧妙地解决居民楼宇深度覆盖的老大难问题。
  移动通信技术的演进正伴随着通信行业的数字化转型加速推进,新型数字化室分系统是4G LTE和5G移动通信的左膀右臂,不可或缺,一方面是5G使用C波段和毫米波来做射频传输,空间损耗大,穿透能力弱;另一方面随着流量价值的不断走低,大数据和室内定位能力等作为收入的新增长点对运营而言价值愈加凸显。对此运营商不能有丝毫的怠慢,未雨绸缪,提早谋划、逐步实施室分数字化转型是良策,只有抓住了技术创新的先机,才能在激烈的竞争中获得先发优势,站稳脚跟,使公司基业长青。
  (冯武秀)
 
  上一篇   下一篇  
   
各地分站点-互联星空 江苏音符 南京 苏州 无锡 常州 镇江 扬州 南通 徐州 连云港 盐城 淮安 泰州 宿迁 
免责声明:本(栏目、频道等)内容由SP提供。欢迎大家对侵犯版权等不良内容进行监督和举报
举报电话:10000、本地固话4008810000010-58511111互联星空客服热线:10000 24小时
Copyright 2000-2010 中国电信江苏公司 版权所有