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無線通信
2015/5/12 11:29

中國式4G天饋:大容量、多頻率、能共享

通信產業報  楊可

4G來襲,中國快步進入LTE時代,然而LTE本身是噪聲敏感系統,且中國運營商進行TD-LTEFDD LTE混合組網,再加上以前的2G、3G,頻段和制式的復雜性非常高,這要求新增的4G天饋要具備更多優異性能,以緩解天面的困局。同時,鐵塔公司的成立,讓天饋資源的共享成為可能,這勢必會對天饋系統產品的研發方向產生影響。

天饋新玩法

隨著4G通信技術的高速發展,LTE作為引領新一代寬帶無線移動通信的主要技術已經開始取得商業應用。LTE依據分工方式可分為TD-LTE和LTE FDD兩種制式,在4G實際應用過程中可以結合兩者的優勢實現互補和融合發展,TD-LTE和LTE FDD的具體差異如表所示。

2013年12月4日,工信部向三大運營商發放TD-LTE牌照,此后中國移動盡全力高速發展TD-LTE 4G網絡,截至2015年1月,據中國移動公布的相關數據顯示,其已建成全球最大的4G網絡,超過73萬個TD-LTE基站,覆蓋超過300個國內城市,發展了超過1億的4G用戶,基本覆蓋了縣級以上城市和發達鄉鎮地區。相比之下,中國聯通中國電信由于各方面的原因以及3G制式方面的限制,一直通過FDD+TDD混合組網的形式發展4G基站建設,TD-LTE 4G網絡建設進程緩慢,截至到2014年12月18日也只增加到56個城市的覆蓋范圍。此時,中國移動已經在4G時代初步形成了先發優勢,走在了三大運營商的前列。據悉,2015年中國移動仍將繼續加大4G基站建設,計劃新增基站30萬個,達到100萬個TD-LTE基站的建設目標,最終實現4G終端銷售2億部,達到2.5億4G用戶的目標。此外,中國移動還將繼續加大部署寬帶骨干網絡和4G數據回傳網絡,支持重點地區的網絡接入,這也將進一步促進TD-LTE的4G天饋系統的巨大市場需求,增加天線跳線、饋線等產品的銷售市場。

為了進一步推動4G全面加速協調發展,工信部于2015年2月27日正式宣布向中國聯通與中國電信發放FDD 4G牌照,發放“LTE/第四代數字蜂窩移動通信業務(LTE FDD)”經營許可。LTE FDD 4G牌照的發放將有力推動中國電信和中國聯通以此為契機加速發展4G網絡建設。2015年中國聯通曾表示,公司將以此為契機,深入實施“移動寬帶領先與一體化創新”戰略,按照融合組網、協同發展的原則,加大投入,加快擴大移動寬帶網絡覆蓋,提升網絡速率,進一步鞏固和增強公司的核心競爭力。中國聯通將加速4G布局和移動寬帶建設,從“4G/3G一體化”到“雙4G,雙百兆”,加大LTE FDD 4G基站建設,其計劃新增基站20萬個,達到覆蓋城市由56個到100個的建設目標。2015年中國電信也曾表示將全面、科學地實施混合組網,實現LTE FDD與TD-LTE的優勢互補與融合發展,同時落實“寬帶中國”國家戰略要求,充分發揮有線寬帶和LTE混合組網優勢,通過3G/4G與有線寬帶協同發展,進而提供更好的服務。中國電信將繼續加大LTE FDD 4G基站建設規模,計劃新增基站30萬個,覆蓋城市將由56個達到100個,最終實現4G終端銷售1億部,實現1.2億的4G用戶目標。

2015年,三大運營商的4G網絡建設勢必如火如荼向“一個TD-LTE大網,兩個TDD/FDD混合網”大步邁進,三大運營商2015年將累計新建基站80萬個,而對于基站硬件設備之一的天饋系統來說這必將是高速發展與應用的一年。而在今后的幾年中也將是由3G轉向4G應用的高速發展時期,這對于天饋系統設備供應商來說勢必將創造更多的發展機會。移動通信天饋系統是由天線、同軸饋線、射頻連接器、天饋避雷器以及濾波器、功分器、合路器等元器件、附屬配件組成的系統,用以實現移動基站端信號的發送和接收。LTE技術的天饋系統在基站端信號的發送和接收方式上,同現有的3G移動系統是相同的,在LTE網絡的建設過程中均需要使用相關天饋產品。而對于LTE室內分布系統的建設,為充分發揮MIMO天線的寬帶技術,并根據實際情況,一般采用并行雙路系統。圖1和圖2參照的是中國射頻電纜領域的代表企業江蘇俊知技術有限公司所提供的4G天饋系統解決方案:LTE光纖拉遠基站系統和LTE室內分布系統。

天饋新形勢

4G時代的到來,隨著TD-LTE和LTE FDD牌照的先后發放,對于LTE天饋系統的建設將是一個黃金時期,LTE網絡建設對天饋系統的關聯和影響主要體現在以下幾個方面:

第一,高通信頻率、速率和大容量,決定著天饋系統基站站點的密度大于3G基站密度。按移動通信原理,電磁波的信號頻率越高,其空間穿透能力和繞射能力就越差,信號的傳輸距離越短,基站的覆蓋面積也就越小,而我國的LTE頻譜基本集中在1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz、2.6GHz等頻段,該頻率較目前3G的使用頻率更高,因其信號傳播性能較差,要達到與3G網絡相同的覆蓋密度也需要成倍增加基站的部署。此外,相比于3G的通信速率,TD-LTE和FDD LTE理論傳輸速率是其數據流量的幾十倍,高達100至150Mbps。根據工信部對于基站站點的密度的明確指示:密集市區每平方公里不少于5個站,在一般市區每平方公里不少于3個站。這相對于現有的3G覆蓋每平方公里約1個基站的數量,至少要提高4倍以上。

第二,LTE的TD-LTE和FDD LTE兩種制式不兼容導致的LTE建設方向上對天饋系統設備要求的差異。中國移動采用TD-LTE制式,而中國聯通、中國電信更多采用TD-LTE和LTE FDD混合組網形式。在雙工方式上的不同,導致TD-LTE與LTE FDD的遠端射頻拉遠模塊(RRU)在設計上互不兼容。同時TD-LTE與LTE FDD在使用頻段上也存在差異,導致前端濾波器RRU無法通用,需專門定制和優化。TD-LTE與LTE FDD無法共用RRU也就意味著LTE基站發射設備重復建設的不可避免性。

第三,LTE室內覆蓋與3G室分系統的差異,對天饋室內分布系統的影響。LTE室內覆蓋需要將部分原有3G室分系統改造成雙路系統,至少需要新建一路室內覆蓋的天饋系統。此外當原有室分天線位置或密度不合理,則需進行改造,增加或調整天線布放點,以保證LTE的網絡覆蓋,同樣需新增部分天饋系統。

第四,LTE中光纖拉遠技術對天饋產品的影響。LTE光纖拉遠技術能解決基站的站址選擇困難和機房空間緊張,降低配套投資,但在其RRU端則同樣需要采用同軸跳線、射頻連接器等天饋產品實現與天線的連接,隨著新增LTE基站的建設,也將會對饋線及射頻器件的用量有所新增。綜上所述在未來的幾年時間里,4G基站的建設無論是在技術創新層面上還是在天饋系統等設備需求數量上都將對通信設備生產企業提出更高的要求,面對4G基站建設和改造對天饋系統相關設備的巨大市場需求,以江蘇俊知技術有限公司為首的相關知名通信設備生產企業,正不斷加大產業創新研發投入,增加4G產業天饋系列產品的產能,為TD-LTE網絡建設和TDD/FDD融合組網天饋系統的建設提供設備支持和技術保障。

鐵塔天饋共享

2014年TD-LTE網絡已取得了規模化推廣、TDD/FDD融合組網試驗也實現規模化運作、4G業務的商業化推廣時機成熟,各運營商之間的4G基站建設速度和LTE發展不平衡已經開始制約著4G通信技術的高速發展,為了破解4G建網存在的困境,鐵塔公司應運而生。2014年7月18日,由中移動出資40%、中聯通出資30.1%、中電信出資29.9%,合計投資100億元的中國“鐵塔公司”正式掛牌成立。鐵塔公司是頂層制度設計的產物,是國內電信業改革、轉型和市場化的結果,也是發展混合所有制經濟的探索。正如鐵塔公司總經理所說的“存量鐵塔資產注入和資產效用最大化是中國鐵塔的價值所在,也是推動中國鐵塔今后做強做優的原動力”,鐵塔公司的成立對破解4G建網困局,優化整合資源配置,進而推動LTE通信技術高速發展具有重要意義,而目前高速發展的LTE基站建設和天饋系統的共建共享必將成為鐵塔公司成立后的首個突破口。

鐵塔公司的成立關鍵目標是完成建站資源的優化整合,減少重復建設造成的資源浪費,從而達到加速4G通信應用,提升運營商核心競爭力的結果。據相關報道,鐵塔公司成立后,建塔速度將提高1/5—1/4,隨著鐵塔公司全面接收三大運營商存量基礎設施資產,逐漸推動基站站址完全共享,拉平三家運營商基站數量的差距,電信業每年節約建塔費用在100億元左右。而三家電信運營商均擁有統一的TD-LTE制式將為鐵塔公司的組建創造了有利條件。鐵塔公司進行資源整合,將主要以當前的無線接入網(RAN)設備為主,而目標是實現無線接入網的共建共享。鐵塔公司可以通過整合站址資源,從而控制持續走高的建站成本,既能實現網絡信號的全面覆蓋又能充分優化基站資源配置。盡管運營商現在使用是GSMCDMAWCDMA、LTE TDD和LTE FDD等多種制式的通信技術,隨著技術的發展,目前已經有很多諸如華為中興、俊知技術等天饋系統設備商已經開發出相應的產品來實現這些技術的共站,為同一基站提供多制式的網絡通信服務提供了可能性。在未來的移動通信設備云計算時代,無線接入網將虛擬化,鐵塔公司若能提供相應的統一云計算平臺,必將為運營商帶來明顯的成本下降。

然而,鐵塔公司業務布局也需要克服許多難題。 首先是三大運營商的4G基站數量和基站部署之間的差異,會對鐵搭公司存量資產注入挑戰。目前三大運營商都在全力發展4G網絡建設,其中中國移動一馬當先擁有最多的4G站點,具有先發優勢,而4G相比3G需要更多的站點,但三大運營商的基站的現實情況和建設規劃以及資金條件均不一樣,因而其對鐵塔建設需求也不盡相同,如何有效處理,實現各方利益的最大化將是一個難題,在鐵塔等基礎設施資源的整合過程中也可能會出現三大運營商之間利益糾紛的情況,如何權衡也將是一個挑戰。其次,盡管通信設備商已經為WCDMA、LTE TDD和LTE FDD等多制式的網絡通信在同一基站上實現共建共享提供了可能性,然而實際生活中的不同地區,不同運營商的不同基站上的不同天饋系統卻各有其特點,為此實際操作中不同廠家的不同型號的天饋系統之間的差異讓鐵塔公司的基站共享在短時間內基本無法實現,部分基站則需要重新構建新的天饋系統才能達到共享的目的。

綜上所述,鐵搭公司的建站共建共享將會給整個通信行業帶來顯著的經濟效益,同時也順應未來移動通信技術的發展趨勢。然而,在發展過程中也勢必會造成移動通信市場發生結構性的變化,對通信設備供應商也會帶來一定的沖擊,基站的優化資源配置勢必會淘汰一些競爭力小、技術落后的設備供應商,造就一批技術先進、有實力的天饋系統設備供應企業。而此過程也將是挑戰與機遇并存的時期,對于通信設備商來說開發制式兼容性更好、容量更大、能夠協調多頻段的天饋系統將會具有更加廣闊的發展創新空間。

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寫得不太好

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