5G網絡部署，機遇與挑戰並存

 5G(即第 5 代移動網絡)的部署剛剛開始在全球範圍內推廣，其有望提供比 4G 快 10 倍的速度和支持 10000 倍以上的網絡流量和 100 倍以上的設備接入能力，所有這些都只需一個為新興應用提供近乎實時的數據傳輸的新的 5G 部署和升級，以向更廣泛的區域提供消費者覆蓋，但部署更靠近數據源的小型蜂窩(或微基站)和用戶將是 5G 部署的關鍵。 雖然目前仍處於初始階段，但城市小基站部署現在構成了移動運營商 5G 計劃的大部分，預計未來五年小基站市場將以前所未有的速度增長 50% 以上。 雖然需要公共和私有的室外 5G 小型基站來為消費者帶來 5G 體驗，並支持從智慧城市應用到聯網汽車的一切，但企業業務還需要利用室內小型基站解決方案和分布式天線系統(DAS)將5G帶入辦公樓、工廠、酒店、醫院、機場、教室等場所。在支持 5G 的基礎設施方面，從宏觀和微觀層面到內部場所，都將面臨各種挑戰和潛在機遇。 宏觀與微觀的鴻溝 5G 與 4G 的根本不同在於，它使用更高的頻率在更短的距離內傳輸更多數據。換句話說，需要更多的信號塔來覆蓋相同數量的空間和用戶數量。這就是小型蜂窩的用武之地。以美國為例，小型蜂窩與全國各地存在的 200000 多個宏蜂窩站點(那些位於高速公路沿線和農村地區的大型高功率塔，為大面積區域提供低頻覆蓋)協同工作。盡管圍繞通行權、天氣條件、缺乏熟練勞動力和成本(宏蜂窩部署的成本通常是微蜂窩的 20 倍左右)仍然存在宏蜂窩部署的現有挑戰，但大部分支持性光纖基礎設施仍然存在。 光纖連接產品供應商viaPhoton首席執行官 Baber Abbas 說：「回程基礎設施對宏蜂窩很重要，但這些蜂窩基站的大部分光纖已經到位，並且光傳輸方面的進步能夠從光纖中獲得更多帶寬。宏觀層面的更大問題是供電。每條上塔的電纜都會產生成本，因此運營商不是增加更多的電纜，而是擴大電線的尺寸以承載更多的電力，這意味著塔運營商必須更多地擔心重量和風荷載。」 viaPhoton 提供各種 5G 光纖到天線 (FTTA) 引入電纜和跳線，帶有 OptiTap、OptiTip 和 LC 連接器選項，用於連接 5G 基站的基帶單元 (BBU) 和遠程無線電單元 (RRU)。 雖然宏蜂窩仍將是 5G 網絡的主要組成部分，預計還將建造數千個，但與小蜂窩的預測相比，這些數字相形見絀。Verizon 和 AT&T 等移動運營商預計在未來五年內部署的小型蜂窩將比宏蜂窩多 10 倍。在小型蜂窩級別，天線密度增加 10 倍會帶來不同的挑戰，並且肯定需要更多的光纖回程和基礎設施投資。 「微蜂窩不需要像宏站點那麽多的電力，而且電力通常可以從當地公用事業公司獲得。另一方面，需要將光纖帶到微蜂窩極點，同時光纖數量也在增加。設計和部署新的基礎設施是一項繁重的工作，因此供應商需要通過雙向光學和波分復用等進步來利用現有光纖更具創意，」Baber 說。「微觀層面的部署也意味著要處理當地的管轄權以及關於什麽樣的結構可以去哪裏的各種要求。」 為了減少對新光纖部署的需求，許多小型基站將利用最初為家庭和企業構建的現有城域 FTTX 基礎設施。許多小型蜂窩部署都在使用傳統連接，例如康寧的加固型 OptiTap 和 OptiTip 連接器，Verizon 長期部署用於 FTTH 部署。 「雖然 5G 是一項全球標準，但實施可能因無線運營商而異。由於他們正在拆分現有的大部分光纖回程以支持 5G，因此 Verizon 正在使用與 FTTH 相同的連接。其他人可能會利用 ODC [室外連接器] 或 MPO [多光纖推入式] 連接，」viaPhoton 銷售副總裁 Nathan Benton 說，該公司為他們的室外提供 LC、MPO、ODC 等效、OptiTip 和 OptiTap 連接器選項針對 5G 的光纖電纜和連接。「無論連接性如何，室外微電池都需要通過耐候連接性和 IP68 級外殼來抵禦惡劣天氣。」 室外供電與保護 在為戶外小型蜂窩解決方案供電時，他們可以在可用的情況下利用現有的本地電源，例如用於城市燈桿、電線桿和交通信號燈的電源。與宏基站相比，所需的功率更少，一些小型電池也可以利用太陽能。備用電源也是任何關鍵任務部署的關鍵考慮因素。 「使用蜂窩回程的有源設備需要電力，而離網的 5G 小型蜂窩提出了獨特的挑戰。這就是太陽能最理想的地方。它可以是一個位於公園的遠程小型基站，用於監控進出車輛，或者部署在田間以傳輸來自農業傳感器的數據。」「我們還看到太陽能被用於為高爾夫錦標賽等活動提供臨時遠程移動解決方案，或用於颶風或龍卷風破壞地區的應急響應，這些地區通常沒有電力，而手機是唯一可用的通信方式。」 帶有面板、電池、充電控製器和外殼的 AccelTex 獨立太陽能解決方案將非常適合支持沒有電源的室外 5G 小型蜂窩解決方案。 例如，用於室外無線的 AccelTex 太陽能解決方案是帶有太陽能電池板、電池、充電控製器和外殼的獨立單元，具有多個 DC 輸出電源選項，這些選項的大小根據設備的總電流消耗、設備每天所需的小時數而定可操作，能夠向南安裝太陽能電池板，以及避開任何障礙物。AccelTex 還提供 Power-2-Go 便攜式套件解決方案，包括集成天線、10 小時電池組、電纜和連接，以創建一個功能齊全的獨立 5G 熱點，非常適合臨時和緊急響應場景。 除了電力之外，那些部署戶外小型基站的人員還將面臨保護有源設備免受元素影響的挑戰。美觀、安全、浪湧保護和安裝都是考慮因素。在公園、停車場和其他公共和室外區域部署可能需要保護設備免受環境因素和篡改的外殼，包括護柱、柱式外殼和設計用於掩埋的地下外殼。 「每當您將任何設備放在室外時，您都需要保護它免受各種因素的影響，並提供雷電和浪湧保護。安全性也是考慮因素，一些客戶不希望暴露在外面，」AccelTex 品牌管理總監 Chris Marco 說。「信號需要如何傳播，需要支持的密度，以及它是定向天線還是全向天線，都可以決定解決方案的安裝方式。」 將覆蓋範圍帶入室內 雖然室外小型蜂窩通常被視為收入來源，但需要使用多年的室內蜂窩解決方案來支持近 80% 發生在室內的移動流量和新興的關鍵業務 5G 應用。雖然室內穿透問題並不新鮮，而5G 的高頻無線電波穿透建築材料的能力比 4G 差。 「盡管有一個學習曲線來找出部署室內 5G 覆蓋並將其集成到現有網絡中的最佳方法，但製造業和軍方等關鍵垂直行業已經在探索機器對機器通信以及增強和虛擬技術工業自動化和培訓的現實，」康普 DAS 和小型蜂窩業務的產品管理總監 Luigi Tarlazzi 說。「還需要根據應用程序的需求評估蜂窩網絡與 WiFi。關鍵驅動因素是移動性，但它也與服務質量和延遲有關。借助獲得許可的蜂窩頻譜，您可以保證更高的服務水平協議，並使設備能夠更快地響應而不會中斷。」 AccelTex Power-2-Go 解決方案是應急響應的理想選擇，是一個緊湊的套件，包括天線、電纜和電池，可與蜂窩路由器一起使用，以提供獨立的、功能齊全的 5G 移動熱點。 在已經擁有室內蜂窩解決方案的企業中，5G 尤其是首要考慮因素，許多人想知道升級現有的 3G 和 4G LTE 系統需要什麽。雖然一些模塊化系統可以升級以支持新的 5G 頻率，但這確實取決於系統。「企業客戶需要確定他們當前 4G LTE 的足跡是否適用於他們對 5G 的需求。根據已經安裝的內容，他們可能需要更換無線電、升級軟件或用新天線覆蓋系統以支持頻譜，」Tarlazzi 說。「他們可能還需要致密化以避免覆蓋空白，但這取決於目標覆蓋範圍和應用程序的要求。」 那些希望部署新的室內解決方案的人還面臨在單個小型蜂窩和 DAS 之間進行選擇的挑戰，其中許多節點連接起來作為單個蜂窩運行。小型蜂窩通常每個都需要自己的回程連接，而 DAS 只需要一個回程。一般而言，對於流量不會出現大峰值的小型設施，小型蜂窩被認為更具成本效益，而 DAS 可以部署以支持更多用戶和更高容量。 「這實際上取決於用例，即使部署在一起，小型蜂窩和 DAS 都可以成為 5G 的理想解決方案，」Tarlazzi 說。「我們的ONECELL小基站解決方案主要針對小型到大型企業，而我們的DAS解決方案更針對體育場館等大型公共場所。這兩種解決方案都利用了以太網傳輸以及銅纜和光纖結構化布線。我們認為，室內蜂窩網絡盡可能對 IT 友好是很重要的。」 市場機遇 隨著 5G 小型基站部署開始推出，大多數行業專家預計設計人員、集成商和安裝人員將有大量機會參與其中——與希望將該技術用於公共和私人用途的市政當局或企業合作，無論是戶外還是室內。 「5G 將成為室內蜂窩市場的巨大催化劑，因為它為移動寬帶以外的蜂窩技術開辟了各種新的用例。為了使網絡部署具有可擴展性，需要一個由供應商、合作夥伴和解決方案提供商組成的強大生態系統，能夠將這些解決方案交付給最終客戶，」康普的 Tarlazzi 說。 通過軟件升級，康普的多載波、多通道小型蜂窩 RP5000 無線電點可以從 LTE 頻段轉換為 5G 新無線電 (NR)，供 Verizon 的 5G 超寬帶網絡使用。它還將支持更高的 5G 頻率，例如全球 C 波段和美國的 CBRS。他們的單載波、單頻 RP2000 系列解決方案是軟件可選的，使運營商能夠在不訪問硬件的情況下更改頻段。 AccelTex 的 Marco 認為，在企業客戶中部署 5G 及其互補的不斷發展的 WiFi 技術，為基於覆蓋配置文件設計網絡的個人以及將部署基礎設施和實際安裝解決方案的個人提供了更多機會。「從體育場和校園的私有 5G 的角度來看，安裝人員有很多機會，而更多的公共應用和智慧城市機會將流向高端服務提供商承包商，」他說。「借助 5G，可能還會有很多定製工作的機會，這些工作將利用我們的業務集成方面為特定用例提供交鑰匙解決方案。」 AccelTex 的 Kierstead 還設想 5G 將推動互補的 WiFi 應用並提供更多機會。「運營商希望將盡可能多的負載轉移到 WiFi 上，而且每個設備都直接連接到蜂窩網絡是沒有意義的。借助 WiFi 6 和 6E 等新標準以及遠程、低功耗 WiFi HaLow，企業將構建網狀 WiFi 網絡，然後可以使用 5G 蜂窩網絡進行回程。」 正如 viaPhoton 的 Benton 所指出的，5G 也為數據中心專業人士提供了機會。「5G 為 OSP 設計人員和安裝人員提供了重要機會，特別是與部署光纖基礎設施的市政當局合作，以利用該技術進行遠程學習和智慧城市應用。由於移動性的諸多優勢，我們最終將在建築物外看到大量 5G 無線連接設備，而且它比用電線連接所有這些設備要便宜得多，」 Benton 說：「由於 5G 支持的許多應用，如機器對機器通信、自動駕駛汽車和智能交通系統，延遲變得很重要，這也將是關於如何讓計算更靠近用戶並實現更快的訪問核心。」