在中國,任何一個頻段都不及700M這樣引人矚目。 它被稱作移動通信的「黃金頻段」,在4G時代就曾引爆過無數(shù)的話題。 700M,到底何德何能,有如此之美譽,承載如此多的期望? 到了5G時代,中國廣電攜700M在眾望所歸中正式入局,成為了第四家移動運營商。 這位手握重器的新晉玩家,是籍籍無名,亦步亦趨,還是特色鮮明,劍走偏鋒? 本期,我們就來聊聊700M的那些事兒。 一、「黃金頻段」也有缺點 130多年前,隨著電火花的微光在赫茲的實驗臺上的閃爍,人類叩開了電磁波的大門。從此,這種看不見摸不著的神秘物質開始被人類馴服。 電磁波在空間中以正弦波的形式進行傳播,這里要引入一個簡單而神奇的公式: C=λf C:就是光速,光速是宇宙中的一個基本常量,電磁波正是以光速傳播。 λ:就是波長,就是電磁波在一個周期內能傳播的距離。 f:就是頻率,也就是每秒能傳播幾個波長。單位就以赫茲為名,舉例來說,1Hz的含義就是電磁波每秒傳播一個波長,1000000Hz(又叫1MHz或者1兆Hz)的含義就是每秒傳播一百萬個波長。 由于光速恒定,所以波長和頻率就是成反比關系,即波長越長,頻率越低;反過來就是波長越短,頻率越高。 下圖是5G定義的兩個頻段范圍,其中FR1的范圍是410MHz到7125MHz,實際上,4G使用的主流頻譜就處于700MHz到3500MHz之間,5G則在繼承4G頻譜的同時不斷向高頻段,大帶寬拓展。 頻率越高,可用的頻譜帶寬也就越大,能提供的峰值速率也就越高。這滿足了5G超高下載速率的需求,但較高的頻段的缺點也不可忽視。 那就是,頻率越高,波長越短,越趨向于直線傳播,在復雜環(huán)境中的傳播損耗越大,折射和繞射能力越差。我們對此最直觀的感受就是穿墻能力差。 舉例來說,WiFi信號和燈光都是電磁波,WiFi信號使用的頻率為2.4GHz和5GHz,我們還能討論下家用路由器能穿一堵墻還是兩堵墻的問題;而可見光的頻率非常高,是WiFi所在頻率的十幾萬倍,因此不但穿不了墻,甚至連紙都穿不了。 因此,在進行基站建設時,使用的頻段越高,基站的覆蓋半徑就越小,想要達到連續(xù)覆蓋的話,就必須把基站建得很密集。也就是說,頻段越高,需要建的基站也就越多,成本自然是水漲船高。 并且,信號的頻率高了,對于室內的覆蓋,是要難上加難。 如上圖所示,基站信號要從基站到達你家,需要經(jīng)過室外傳播損耗,繞射損耗,樹木和房屋的穿透損耗,以及室內的傳播損耗等五大殺手,需要強者才能生存。 700MHz,正是這樣的強者。 它是移動通信最廣泛使用的低頻段(小于1GHz,也稱Sub1G),傳播損耗小,覆蓋能力非常強大。 到2020年底,中國移動已建成5G基站約35萬個,才基本實現(xiàn)了大部分地級市的覆蓋。但要覆蓋廣大縣城和郊區(qū),還需要更多的基站。 中國移動使用的5G頻譜為2.6GHz,稍高于4G的頻譜。目前移動在全國共有315萬個4G基站,5G覆蓋要達到4G的覆蓋程度,還需新建的基站數(shù)量可想而知。 據(jù)透露,使用700M頻段,只需建設45萬到50萬個基站就可以覆蓋全國了。廣電計劃2021年建40萬個基站,就可以覆蓋到全國90%以上的村莊。 由此可見,700M頻段的覆蓋優(yōu)勢是非常巨大的,這樣正是它被稱作「黃金頻段」的原因。 那么,這個「黃金頻段」就真的完美無缺么? 所謂成也蕭何敗也蕭何,700M的缺點和優(yōu)點互為因果,不可分割。 由于700M的頻率低,所以波長就相對較大,導致信號在發(fā)送或者接收時,需要的天線振子的尺寸也必須相應變大。但天線的面積是有限的,自然容不下太多的振子。 于是,5G的核心技術——大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO)也就基本跟700M無緣了。 目前商用的2600M或者3500M頻段下的5G主流產品都是192振子64天線的AAU形態(tài),而700M則只能沿用之前的RRU形態(tài)加4端口天線。 并且,手機在2600M或者3500M頻段下可以支持4天線接收,而在700M下則只能2天線接收。 這樣一來,從小區(qū)容量角度來說,2600M或者3500M頻段可支持16流數(shù)據(jù)并發(fā),而700M則只能同時支持4流數(shù)據(jù)并發(fā)。對單個手機來說,用2600M或者3500M頻段時,可同時接收4流數(shù)據(jù),而用700M則只能同時接收2流數(shù)據(jù)。 并且,700M的可用帶寬也比動輒數(shù)百兆的3500M頻段要小得多,這就讓容量不足的問題雪上加霜。 也就是說,700M從覆蓋角度來說是「黃金頻段」,但在容量上卻是短板。 二、700M的頻段和帶寬 既然700M頻譜這么炙手可熱,我們街頭巷尾議論紛紛的700M到底是哪一段?莫非是700MHz到800MHz這100M的帶寬? 其實,在4G時代,3GPP就定義了一系列的頻段列表,早已把700M囊括在內。 從上圖可以看出,4G定義的700M的分為兩個系列:北美700和亞太700。其中B12,B13,B14,B17屬于北美700,顧名思義主要在北美使用;B28則叫做亞太700,主要在亞洲太平洋區(qū)域使用。 實際上,由于亞太700的帶寬較大,覆蓋也好,在4G時代得到了廣泛使用。范圍并不局限于亞太,只要某個國家此頻段可用,再加上手機支持就行。 到了5G時代,北美700由于過于零碎,就只定義了n12和n14。亞太700(n28)則依然是備受青睞。 在4G時代,載波帶寬最多就20M,但5G為了追求超高速率,信道帶寬是越大越好。 那協(xié)議到底該給n28定義多大載波帶寬呢?首先肯定不能超出45M的最大范圍,其次就是誰有需求誰就抬高嗓門給3GPP提議。 于是,中國廣電振臂一呼:這個頻段我一家獨占,就指望著拿來做大帶寬的5G呢,支持30M和40M帶寬是必須的! 這個提議的理由非常充分,3GPP也就接受了。 由于這個n28屬于FDD模式,需要使用不同頻率來區(qū)分上下行。也就是說手機使用的上行頻段和基站使用的下行頻段是不同的。 不但上下行頻段不同,連帶寬也可以不同。 基站可以使用最大40M帶寬,但手機最多只能用30M帶寬,并且這30M帶寬已經(jīng)被定死了:703-733MHz,或者718-748MHz這兩段,你看著挑吧。 雖說工信部已發(fā)文將703-743/758-798MHz(上下行各40M帶寬)用于4G和5G,但目前看來,廣電使用的還是上下行各30M,上行使用703-733MHz,下行則是758-788MHz。 從上圖也可以看出FDD的奧義:上下行使用兩段分離的頻譜。因此對于廣電的頻段使用,我們也經(jīng)常使用2x30M來描述,就是上下行各30M帶寬,總共使用了60M。 因此如果一定要拿廣電FDD 700M載波跟TDD 2600M或者3500M載波來對比頻譜資源多寡的話,就是60:100,即3:5的關系。 由于TDD模式可自由調節(jié)上下行時隙的比例,因此對于下行為主,上行為主,上下行均衡等不同的業(yè)務類型都能很好地支持。 而FDD由于上下行使用的頻譜帶寬是對稱的,更適合于上下行比較平衡的業(yè)務。 在實際使用中,可以把兩者的優(yōu)勢結合起來,2600M或者3500M載波主攻下行容量,700M補充下行容量的同時,主攻上行覆蓋。 這就是「高低頻組網(wǎng)」。 三、700M的「共建共享」 目前廣電除了擁有700M之外,還在4.9G上有60MHz的帶寬,這倆頻段一低一高,一個FDD一個TDD,覆蓋和容量,上下行兼顧,豈不美哉? 彼時,中國聯(lián)通和電信已經(jīng)決定5G共建共享,這樣一來他們就擁有了3.5GHz上的200M帶寬,再加上2.1GHz上的45M帶寬,也是高低頻,F(xiàn)DD加TDD的組合,不但頻段寬,覆蓋也好。 這下中國移動就有些慌。自己在2.6GHz上有160M帶寬,相比電信聯(lián)通在3.5GHz上的帶寬小。雖說在4.9GHz上還有100M,但頻段高覆蓋弱,跟電信聯(lián)通競爭不占上風。 如果能把廣電的700M借過來用就好了!兩家一談,就一拍即合,決定也來個共建共享。 那廣電這樣擁有700M「黃金頻段」再加4.9GHz,頻段不缺的天之驕子,為什么要和移動進行5G共建共享呢? 其實想想雖手握重器但白手起家的廣電也挺難的:一切從零開始,經(jīng)驗少;建了無線還得建承載,成本高;體量小,對產業(yè)鏈的推動力弱;花大價錢建了網(wǎng),收入能否維持運營成本都難說。 而有了行業(yè)大佬中國移動的扶持,一切就都不是事了: 1. 天面共享:700M直接跟中國移動的900M合路,共用天線和鐵塔,成本低。 2. 傳輸共享:中國移動的承載網(wǎng)絡非常完備,如果能借用的話,不但成本低,還可快速開通700M的5G。 3. 容量共享:廣電共享700M,為中國移動完善網(wǎng)絡覆蓋的同時,也可享受移動在2.6GHz的容量優(yōu)勢,各取所需,相得益彰。 4. 降低成本:通過1:1的投資比例共建700M網(wǎng)絡,可緩解廣電的資金壓力,實現(xiàn)低成本,快速的5G網(wǎng)絡建設。 5. 產業(yè)拉動:中國移動作為全球體量最大的運營商,可快速推進700M產業(yè)鏈成熟,把握5G建設窗口和時代機遇。 此外,中國移動和廣電的4.9GHz頻段也是緊挨著的,也可以進行共建共享,真是天作之合啊。 四、廣電做5G有什么優(yōu)勢? 中國傳統(tǒng)的三大運營商已深耕多年,用戶數(shù)眾多,廣電作為一個5G時代的新玩家,如果只提供同質化業(yè)務,顯然是沒法跟前輩進行競爭的。 那廣電要怎樣實現(xiàn)差異化服務呢?自然是自己的老本行:廣播電視。 其實早在3G時代,3GPP就已經(jīng)支持了多媒體廣播多播業(yè)務(MBMS),可實現(xiàn)類似手機電視的功能,但是由于網(wǎng)絡復雜,還需要內容經(jīng)營,一直沒有發(fā)展起來。 到了4G時代,原先的MBMS升級成了eMBMS(增強的多媒體廣播多播業(yè)務),然而依舊沒有發(fā)展起來。 到了5G時代,在3GPP協(xié)議的R17標準上,將會引入全新的5G廣播多播服務(NRMB),這正是廣電的業(yè)務發(fā)展目標。 廣電不但有優(yōu)質的700M頻譜,可以實現(xiàn)5G廣域覆蓋,還有豐富的廣播電視資源,這優(yōu)勢簡直是得天獨厚。 由于廣播業(yè)務不需要交互,只有下行,不需要上行,因而也就對手機不需要鑒權,只要手機支持就可以接收視頻廣播,用于電視,汽車,可穿戴設備統(tǒng)統(tǒng)沒有問題。 并且,基站只需一個信道發(fā)送即可,同時接收廣播的用戶數(shù)不受限制,不但大大節(jié)省網(wǎng)絡資源,還能實現(xiàn)一次發(fā)送,多用戶收費的效果。 近期,中國廣電副總經(jīng)理曾慶軍就表示:國網(wǎng)致力于在即將到來的2022年冬奧會上,讓每部手機都能收看廣播電視,既沒有網(wǎng)絡擁堵,又不怕流量不夠! 這一切看起來如此美妙,讓我們拭目以待吧! |
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