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科工力量:5G室内分布系统建设面临重重挑战
最后更新: 2019-12-02 09:55:14【文/科工力量 柳叶刀】
10月31日,在2019中国信息通信发展高层论坛上,中国铁塔股份有限公司副总经理刘国峰指出,5G频段高,传播和穿透损耗大,难以通过室外覆盖室内,5G室分(室内分布系统)将面临建设规模大、建设成本高、落地实施难三大挑战,5G室分更需要进一步加大共享。
中国铁塔股份有限公司副总经理 刘国锋
对于中国铁塔公司有些读者并不了解,该公司五年前成立,主要从事通信铁塔基站建设(包括移动网络室内分布系统),其职责相当于一个基建公司,中国铁塔建好铁塔、盖好塔下机房、布置好电源线路,三家运营商直接拿着通信设备“拎包入住”。
除了建设室外基站,中国铁塔还担负建设移动网络室内分布系统的任务,这种室内分布系统的部署在4G时代就已经展开。很多大型楼宇由于隔墙很多,室外的4G信号那以覆盖深度的覆盖室内(如地下停车场),所以就必须建设4G的室内分布系统。而5G时代这样的需求更为强烈,因为5G频段更高,传播距离和穿墙性能受到限制,将面临更大规模的5G室内建设。
5G室内分布系统建设不容忽视
在2019年的IMT-2020(5G)峰会上,中国铁塔技术部无线技术总监邹勇就提到,室内是5G重要应用场景,室内的业务占比越来越高,据相关统计,4G时代的70%业务发生在室内,而5G将超过85%的应用发生在室内。
目前,我国5G频段主要包括2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz,未来还有毫米波。相比现在4G主流频段,5G频段比较高,频段越高,传输损耗包括网络穿透损耗都会很大。相关的数据表明,4G的sub-3GHz可穿透两堵砖墙,C-Band只能穿透一堵砖墙,毫米波不具备穿墙能力。重要的5G室内场景都会有5G室分(室内分布系统)的建设要求,建设的重要性也就更加突出。
4G时代,移动网络使用场景主要还是集中于个人消费者,通过软件看电影、刷抖音、刷微博、语音或视频社交等。5G网络的到来会让室内应用更加多样化,对网络的要求更高的,比如云、VR、AR、8K高清、智能制造、无线医疗,这些业务将主要发生在室内。不过,在未来的5G应用中,个人消费者所占的比重不会太大,而涉及到工业互联网的企业级应用才是重要部分。
笔者前段时间受邀参访的很多5G应用试点中,最切合实际的还是发生在企业工厂内部,利用5G移动网络的优势借助AI技术,提高产品的制造效率,像基于5G的机器人厂内巡检、无人车厂内转运货物等,给企业带来了效益,企业也愿意为5G买单。而这些应用企业级应用就是发生在室内的。
笔者参观浙江新凤鸣集团,厂内的IGV小车正在沿着规定的路线搬运丝饼,丝饼位于下方白色长筒状,小车受5G网络控制,在厂区车间移动
室内分布系统 无源与有源
室内分布系统的建设可以分为两种类型,一种是无源分布系统,另一种是有源分布系统。前者是较为传统的一种室分系统,在3G和4G时代就开始了采用这种方式,技术成熟,成本低。
3G网络大量使用分布式基站架构,在RRU(射频拉远模块)和BBU(基带处理单元)之间用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU,采用BBU+RRU多通道方案,可以很好地解决大型场馆的室内覆盖。
BBU+RRU+天线的基本概图,非多通道
通常大型建筑物内部的层间有楼板,房间有墙壁,室内用户之间有空间分割,当采用BBU+RRU多通道的方案时,BBU集中放置在机房内,RRU可安装至楼层,之后RRU还要通过馈线接至能收发信号的天线上。而RRU连接到天线的过程中,就涉及到合路器的概念(POI技术),因为在室内分布系统建设中涉及到三家运营商,为了避免重复投资,就需要利用合路器将三家的信号融合到一起,通过同一天线收发,这也就是传统无源室分系统的基本概念。
无源室分系统,合路器将信源传来的信号融合,通过馈线传输到天线上,目前的泄露电缆可以将馈线和天线替代
而在5G室分建设中,这种天馈系统(天线和馈线)就被泄露电缆替代。以地铁隧道场景为例,泄露电缆的作用就相当于把原来的天线拉长,沿着隧道放置,在隧道中均匀的收发信号,适用于狭长的区域场景,相比于点源天线,泄露电缆接收信号强度是均匀缓变的。
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