微波5G回程通过多频段无线电进行优化(分析角度)

在过去的几年里,Sky Light Research撰写了关于5G网络微波回程进展的文章。很明显,5G网络的复杂性和多功能性需要容量,低延迟和网络管理功能。微波制造商已经在他们的5G产品中检查了每个盒子,然而,下一步是如何在满足OPEX / CAPEX预算标记的同时经济地做到这一点。与大多数技术进步一样,随着从现实生活部署中吸取教训,成本也会变得更加精细。

降低每兆位成本,同时提高容量一直是微波技术发展的重点。虽然有几种方法可以实现这一目标,但E-Band无线电是获得大量牵引力的一种方式。由于E波段的信道大小(因此,可用容量更大)和更低的许可成本,E波段的每兆字节成本更低。 E波段在70-80 GHz频谱范围内运行,并且能够在单个信道中承载高达10 Gbps的速率。虽然E-band能够经济地传输千兆位数据,但它无法传输超过几英里的信号。 E频段的较高频率可防止较长的链路距离,并且由于频谱特性而导致可靠性降低。然而,当E波段无线电与传统波段(6 – 42 GHz)微波无线电相结合时,新链路具有传统微波无线电(链路距离和可靠性)和E波段无线电(容量)的最佳特性。并且能够可靠地携带几英里的千兆位。为了增加容量,多频段无线电开始被用作传统15/18 / 23GHz微波无线电解决方案的替代方案,因为多频段无线电能够将容量提高20倍,同时保持类似的整体链路可用性水平。下图说明了组合多频段链路中可靠性,距离和容量如何相互影响。

图1.通过多频段实现99.999可靠性

多波段无线电越来越受到正在探索更高级或5G网络的服务提供商的青睐,特别是因为与光纤相比,微波链路历来提供了具有竞争力的TCO。下图显示了德国一个网络的成本,比较微波与暗光纤和新光纤线路。

图2.德国10 Gbps回程解决方案的TCO比较

因此,当光纤不可用或TCO成为问题时,微波将用于5G网络。多频段无线电,容量为10 Gbps,覆盖长达8千米,可靠性高达99.999,将成为领先的解决方案。目前正在研究将80 GHz频段扩展到W和(75-110 GHz)或D频段(130-170 GHz),这将推动容量超过10 Gbps。下图突出显示了突出的微波频率的主要属性。

图3.使用D波段和W波段提高容量可用性

虽然几乎所有微波制造商都有多频段解决方案,但较新的解决方案将两个无线电集成到一个单元中,使其更具成本效益。 8月初,Aviat Networks推出了单机多频段无线电 – WTM4800。该无线电将微波无线电和E波段无线电结合在一个单独的单元中,绕过耦合器,以及将两个无线电组合成一个链路所需的其他辅助设备。此外,无线电使用的是双频天线,这进一步减少了塔上的设备和占地面积,从而减少了资本支出,降低了重复发生塔的成本,从而节省了TCO。价格比E波段无线电高出约10%,每千兆位的成本是经济的,具有更长,更可靠的链路和更低的塔租赁成本。 Aviat将无线电与其网络设计软件程序相结合,其独特之处在于它允许网络规划人员考虑组合的微波和e波段链路。他们的链路规划工具将多频段无线电视为一个单元,不仅仅是微波链路或只是一个电子频段链路,而是将两个频率一起考虑并考虑到链路设计,从而节省了网络设计团队的工作量和时间。手动计算组合链路容量和可用性。

一些供应商已经使用两个单元接近多频段无线电,这可能是有益的,因为它可以根据需要逐步添加到已经部署的无线电中。因此,可以将更多容量添加到微波链路,或者可以将更多距离添加到e波段链路。爱立信使用他们的miniLINK无线电做到这一点。爱立信的方法采用两个独立的无线电,使用双频段天线,它们能够实现20 Gbps的容量,同时将塔的占地面积减少70%。

NEC的iPASOLINK多频段解决方案还包括使用NEC的多频段技术将E频段无线电扩展到现有的微波链路,以便在不同的可用率下实现更高的容量增长。

SIAE的解决方案涉及通过IF或以太坊电缆将多个ODU耦合在一起。他们将ALFOplus80HDX(80GHz)与AGS20(分体式)或ALFOplus2(全室外)结合使用,将2 + 0 XPIC标准频段与10 Gbps单通道连接在一起,形成3 + 0链接单个天线。

Ceragon的方法使用了他们的IP-50E,由于其多频段功能,它扩展了E波段范围。使用第1层载波绑定,IP-50E可与Ceragon的IP-50C或IP-20C无线电和多频段天线结合使用,提供全室外,直接安装的3载波解决方案(单载波E-带+双载波微波)。或者,IP-50E也可以与光纤或租用线路连接组合。

华为的多频段产品使用RTN 900微波无线电和带有双频天线的RTN 380 E频段无线电。该解决方案支持分体式或全室外以及15/18/23 GHz频率。华为增强型物理链路聚合(EPLA)功能改进了链路算法。此外,RTN 380可以在传统网络中的其他制造商的微波无线电之上使用,从而创建双供应商多频带解决方案。

Intracom Telecom的多频段解决方案采用UltraLink-GX80,OmniBAS-ΒΧ(18 GHz)和双频天线完全室外。 Intracom Telecom将其与增强的无线链路聚合(eRLA)功能完美结合,降低了复杂性。

诺基亚将Wavence的UBT-S(单载波微波)或UBT-T(双载波微波)和UBT-m(e波段)结合使用,用于其多频段无线电解决方案。该解决方案侧重于电信级可靠性和低延迟传输。由于它在同一设备中支持多个频率,因此可与多频段天线配对,进一步缩小其塔架占地面积。

正如单个盒子中的多频段无线电有助于降低TCO一样,双频段天线也是如此。 RFS和MTI今天都有双频解决方案,而Commscope预计将于4Q发布.Commscope的双频天线采用模块化设计,适用于各种类型的配置,包括e波段和微波波段,或e波段和两个微波波段,或两个电子波段或两个微波波段 – 与一个传统天线占据相同的占地面积。

双频天线和高度集成的无线电是关键的原因有几个。一个是显而易见的 – 更多的设备意味着更高的成本 – 不仅在资本支出方面,而且在运营支出方面。要管理的部分越多,网络就越复杂,不仅管理而且安装也越​​困难。因此,更少的设备意味着更快的上市时间和更高的运营效率。集成双频带天线降低总体成本的第二个原因是塔架空间非常昂贵。与微波无线电的塔成本一样,天线的塔成本基于重量负荷,占地面积和避难所要求,因此运营商在塔上和周围占用的空间越少,租金就越低。当您开始将数百个塔增加额外的盒子,耦合器,电缆和租赁空间时,很容易看出成本会有多快升级。没有合适的设备,很容易破坏盈利模式。

虽然5G网络仍处于初期阶段,但支持它的设备已经开始推出,而旧网络正在进行现代化以支持更高级的数据流。这种提高产能的趋势显而易见。从下面的K线走势图来看,电子波段的稳定攀升以及更高的容量是显而易见的。 400 Mbps -1 Gbps范围内的容量是微波无线电收入的主要部分,但在1Q 18,SLR开始转向1 + Gbps无线电,并在过去四个季度稳步发展。 Sky Light Research预测,未来五年更高的产能需求将继续加速。

图4.微波容量趋势

总之,容量将是主要驱动因素,但随着对可靠性的重视以及健全的TCO业务模型,需要满足容量需求。尽管监管问题在全球市场需求曲线中发挥着重要作用,但微波制造商不断推进其无线电和新生的多频段无线电和双频天线正在使微波容量/ TCO效应难以忽视。

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