室內(nèi)5G部署趨勢:選擇與挑戰(zhàn)

責任編輯:zsheng

2018-11-26 15:05:22

摘自:OFweek光通訊網(wǎng)

隨著技術(shù)的進步,房地產(chǎn)企業(yè)、建筑業(yè)主、房東等都逐漸開始將無線網(wǎng)絡當做水、電及供熱 冷之后的“第四公用事業(yè)”。當一些共同工作組織正在體現(xiàn)“建筑即服務”的趨勢時,這一現(xiàn)象進一步得到了驗證。這種新型設施通常將無線連接作為可計費的服務元素,同時也使其所有者能夠高效管理物業(yè)的能效和安全性。

隨著技術(shù)的進步,房地產(chǎn)企業(yè)、建筑業(yè)主、房東等都逐漸開始將無線網(wǎng)絡當做水、電及供熱/冷之后的“第四公用事業(yè)”。當一些共同工作組織正在體現(xiàn)“建筑即服務”的趨勢時,這一現(xiàn)象進一步得到了驗證。這種新型設施通常將無線連接作為可計費的服務元素,同時也使其所有者能夠高效管理物業(yè)的能效和安全性。

隨著未來幾年技術(shù)的進一步發(fā)展,5G網(wǎng)絡將實現(xiàn)增強的移動寬帶(eMBB)服務,并通過廣泛的新用例為新型增值無線服務創(chuàng)造巨大潛力。圍繞無線位置感知或跟蹤的貨幣化和數(shù)據(jù)分析也變得愈發(fā)重要。這樣一來,可能會對室內(nèi)覆蓋解決方案提出極高的要求,尤其是某些網(wǎng)絡可能使用6GHz以上、甚至是高達80GHz的頻率。此外,窄帶無線連接傳感器或其他端點的低功率網(wǎng)絡增長速度業(yè)績快,而這些網(wǎng)絡可能使用諸如NB-IoT之類的3GPP技術(shù),或者諸如LoRa和SigFox等其他技術(shù)。因此,5G室內(nèi)技術(shù)將成為一大商機。

室內(nèi)5G部署趨勢:選擇與挑戰(zhàn)

建筑業(yè)主和運營商面臨的挑戰(zhàn)

移動網(wǎng)絡向5G的融合或分歧

從這一點來看,不同網(wǎng)絡的融合是一大未知因素。一方面,蜂窩網(wǎng)絡正在采用Wi-Fi進行卸載或多網(wǎng)絡聚合,尤其是在返回統(tǒng)一費率數(shù)據(jù)計劃時可能會對這些網(wǎng)絡造成極大壓力。另一方面,一些網(wǎng)絡正在考慮在未授權(quán)頻譜中運行4G或5G技術(shù)。然而,越來越多的服務提供商采用“Wi-Fi優(yōu)先”方法,在需要時恢復到蜂窩網(wǎng)絡的MVNO(移動虛擬網(wǎng)絡運營商)模式。未來的變化可能更復雜,但所有這些都需要室內(nèi)無線基礎設施的支持。

移動網(wǎng)絡向5G的遷移將是一個漸進的過程。運營商需要繼續(xù)其LTE網(wǎng)絡部署進程,同時還要確保他們的LTE系統(tǒng)為5G的帶來做好準備。這樣一來,將需要一個容易且經(jīng)濟高效升級到5G的解決方案,同時還要支持LTE與5G技術(shù)共存。最終5G技術(shù)的標準以及每個運營商5G所使用頻段的不確定性,才是其中的難點。

建筑材料和成本

現(xiàn)代建筑材料,如經(jīng)過處理的玻璃、鋼框架和金屬化絕緣材料,使得當今授權(quán)光譜很難通過建筑物墻壁,而5G的高頻傳輸將使這一問題變得更加復雜。

除此之外,多個基礎設施的部署不僅增加了總資本支出,還提高了維護和運營成本,以及設備空間要求。

部署選擇

有效的室內(nèi)移動蜂窩覆蓋和容量的關(guān)鍵是覆蓋距離長且不間斷的無線電信號。提供室內(nèi)5G服務有多種解決方案。其中大多數(shù)都涉及通過調(diào)整室外宏網(wǎng)絡以供室內(nèi)使用。

升級現(xiàn)有DAS

對于面積小于100,000平方英尺的中小型建筑,仍需要經(jīng)濟高效的解決方案。傳統(tǒng)上來講,DAS解決方案可以通過分布在整個建筑物中的一條天線網(wǎng)絡支持多個載波。對于在這些建筑物中發(fā)生的信號變?nèi)醯葐栴},蜂窩信號增強器可能是一種有效的方法,并且比無源DAS成本更低。它們是許多建筑物的極佳解決方案,但不適用于體育場館或酒店等場所,因為這些場所可能需要有源DAS,以便從光纖、天線放大器、遠程接入集線器和擴展集線器中獲得更多性能。

在任何類型的建筑物中設置的信號增強器系統(tǒng)本身是無源DAS系統(tǒng),包括了電纜、天線以及放大器,而不需要光纖連接到塔或任何類型的載波專用連接或回程。因此,單個運營商DAS將提高該服務提供商的網(wǎng)絡性能,而多運營商或中立主機DAS將能改善多個服務提供商提供的服務。

多種解決方案

面積達100,000至500,000平方英尺的建筑物可由多載波小型蜂窩提供服務。它們包含了企業(yè)和多租戶高層建筑、酒店、零售店、小型醫(yī)院和教育機構(gòu),為室內(nèi)無線解決方案提供了大量且快速增長的市場機會。

DAS和小型小區(qū)是通過室內(nèi)覆蓋來完善宏網(wǎng)絡的兩種技術(shù)。對于中等及大型建筑而言,通過具有低功率輸出以饋入該DAS系統(tǒng)并支持DAS一個扇區(qū)的小型基站可能是一個極好的選擇,而不是將這些大型宏基站機柜中的某個當做信號源。先前由DAS頭端設備機架占用的空間,目前大約可以放置7個小型基站。

小型蜂窩解決方案包括的基站,使其完全成為運營商無線接入網(wǎng)絡(RAN)的一部分。LTE小型基站使用了標準S1接口連接運營商的演進分組核心(EPC)網(wǎng)絡,該網(wǎng)絡承載用戶和會話信息,以更好地支持位置服務,以及更精細的性能優(yōu)化和故障排除可見性。這種解決方案的主要成本是與MNO核心網(wǎng)絡系統(tǒng)進行更復雜的一次性集成。

雖然小型基站可以增加具有目標覆蓋和容量的DAS網(wǎng)絡,但是當需要多載波覆蓋時,通常需要為每個載波配備一個小型基站,這樣一來,便提高了安裝和管理的成本和復雜性。

一體化解決方案

無源DAS由功率分配器、耦合器、饋線、天花板天線和其他組件組成?,F(xiàn)有無源分布式天線系統(tǒng)僅支持Sub-3 GHz(698至2700 MHz)頻段,但它們不支持3.5 GHz、4.9 GHz以及毫米波5G頻段。盡管當前的饋線能夠傳輸3.5 GHz信號,但由此產(chǎn)生的損耗高于傳輸Sub-3 GHz信號,這使得以5G為目標的演進由于技術(shù)問題和高成本而無法實現(xiàn)。

5G無線接入部署擁有高密度、高吞吐量和軟件推動等特性。結(jié)合向5G多無線電接入技術(shù)核心網(wǎng)絡的演進,LTE仍將在為某些類別的物聯(lián)網(wǎng)流量提供連接方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,因為這些流量對容量,低延遲或超可靠性要求不是很高。

5G無線電接入網(wǎng)絡(RAN)將不會取代現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡。LTE將提供基礎通用連接層,涵蓋移動網(wǎng)絡的一些重要傳統(tǒng)功能:語音服務(VoLTE)和消息傳遞。雖然6 GHz以下的現(xiàn)有頻段仍將在下一代網(wǎng)絡中發(fā)揮重要作用,但采用厘米和毫米波(分別為3-30 GHz和30-300 GHz)對于提供一致的多Gbps吞吐量至關(guān)重要。

5G和LTE之間的差異將是5G fNB(未來NodeB)的每個組件的邏輯分離。與無線電單元融合的5G協(xié)議棧的較低層出現(xiàn)的基帶分裂,會形成一個稱為“訪問單元”的新元件。5G網(wǎng)絡的核心設計原則是確保兩種無線電接入技術(shù)(RAT)之間的無縫互通。通過使用多頻帶RAN小型基站作為DAS信號源的傳統(tǒng)宏基站的替代,可以實現(xiàn)保持現(xiàn)有DAS的投資和可擴展性的優(yōu)點。

在規(guī)劃室內(nèi)連接或進行增強工程時,設計工程師可以指定全頻譜分布式天線系統(tǒng)網(wǎng)絡,因為該網(wǎng)絡能很好地支持當前4G網(wǎng)絡的載波聚合功能,并將為室內(nèi)5G網(wǎng)絡的進展提供很好的支持。

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