微波行业2025年前的新预测和见解

使用微波增强5G 为了满足全球范围内5G的快速部署，很明显需要各种运输解决方案，以满足通信服务提供商的需求。 国际5g部署的进程远比预期快得多，对大容量回传和中回传的需求从未如此明显。2022年郊区和城市的高容量站点将分别需要高达2gbps和10gbps的容量，而到2025年，我们将看到容量在5至20gbps之间延伸的站点案例。毫米波已经很好地定位来使用独立的e波段或多载波解决方案支持所有回传容量需求。就中回传而言，毫米波可以作为光纤的补充，用于2019年10gbps范围和2022年25gbps的基站容量。 德国电信和爱立信在希腊雅典的一次试验中突破了100Gbps大关。通过最佳的天线排列，试验在1.5公里的距离上实现了139Gbps的传输，具有高可用性和低延迟。这种微波链路作为光纤的补充，非常适合用于关闭和冗余城域和核心光纤环，光纤扩展应用，校园和企业连接，以及现有高容量光纤链路的备份。由于技术发展，我们预计首批100Gbps链路将在5到8年内部署，具体取决于市场需求。 内容 03 处理容量演进 05 最新的频谱动态 07从十年E波段经验中得到的启示 10 为微波解密MIMO 13 突破100Gbps壁垒 经过近十年的商业E频段部署经验，我们获得了一些见解，以协助E频段的未来使用。例如，我们预见到E频段将用于更长的跳段，即使这意味着接受略微较低的可用性。E频段的广泛使用越来越多地支持我们的预测，即到2025年，E频段将占所有新微波链路的20%。 现在，商用5g服务已在全球范围内形成强劲势头，未来频谱使用尘埃落定。一些回传频段最终将转型为5g接入使用，例如欧洲的26ghz频段。相比之下，e频段和32ghz频段被认为是5g回传的关键频段。对每个服务提供商和国家而言，可行的解决方案受微波频谱可用性的制约，进而影响容量和拥有总成本。为了在传统频谱和e频段中实现更高容量，获取更宽带宽至关重要。没有这一点，就需要更复杂和频谱效率更高的解决方案。对于频谱资源有限的国家而言，mimo是实现1gbps及以上高容量链路的重要使能技术。通过使用mimo和e频段无线电， 关键贡献者 主编：Git Sellin 编辑：玛丽亚·埃德伯格文章：马格纳斯·贝格伦，米凯尔·科尔德雷，乔纳斯·埃德斯坦，丹尼斯·埃里克松，乔纳斯·弗洛丁，乔纳斯·汉斯瑞德，安德烈亚斯·奥尔松，米凯尔·奥赫贝格合著文章：迪米特里斯·西奥莫斯（德国电信） 微波显然已为5G及未来的网络发展做好了充分准备。 处理容量演进 5g列车运行速度超出预期。对大容量回程和前传的需求变得更加重要，微波定位良好。 如爱立信移动报告2019年6月刊所示，5G的部署速度比预期要快。LTE和5G新无线电（5G NR）的扩张将在容量和覆盖范围方面继续进行。到2024年，全球LTE覆盖率将达到90%，5G覆盖率将达到45-65%（取决于现有LTE频段的部署情况）。 每个站点的回程容量 引入5G NR时，每个站点的回程容量增加取决于多种因素，例如技术（如MU-MIMO）、5G NR频谱（低、中、高频段）及其覆盖区域内的潜在小型蜂窝网络。图1中的上表是对每个站点回程容量的预测，预测了2022年和至2025年的数据，以支持5G NR的部署。2019年的数据显示，由于网络中的LTE容量升级，城市站点和郊区高容量站点的容量略有增加。低容量数据代表所有站点的约80%，而高容量数据仅占很小比例。2022年，郊区和高容量城市站点将分别需要高达2Gbps和10Gbps的容量，而到2025年，我们将看到站点容量分别达到5至20Gbps的实例。微波技术定位良好，目前已经能够支持所有这些容量场景，使用独立E波段或多载波解决方案（在单一频段内和/或跨多个频段），例如E波段与18GHz的组合。前传是数字单元和天线之间的连接，即通用公共无线电接口（CPRI）和演进型CPRI（eCPRI）接口，如图2所示。与下一代（NG）或F1接口相比，这些接口需要更高的带宽和非常低的延迟。当光纤不可行时，微波是前传的补充技术。 每个天线站点的容量是连接到数字单元的容量，无论是在同一个站点还是在C-RAN站点。天线站点也可以是D-RAN站点的分支，通常是微cell或街道宏部署。当容量在2019年为10Gbps，并朝2022年达到25Gbps时，可以在天线站点使用微波。eCPRI的引入将能够使用标准的E波段无线电。E波段已经可以支持低容量的天线站点，未来有可能达到超过100Gbps；其他前传应用场景也可能适用。 (6, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 23, 26, 28, 32, 38和42GHz)以及E波段可用，而在印度，仅可使用7, 13, 15, 18和23GHz。此外，在瑞典，传统频段和E波段通常采用逐链路许可（少数例外），而服务提供商只需根据每个载波支付少量费用，无论频率波段或信道带宽如何。 图1显示了预期的未来容量，但了解服务提供商目前如何通过微波链路处理容量演变非常重要。我们考察了两个差异很大的地区——斯堪的纳维亚国家和印度。以本文中 exemplified 的斯堪的纳维亚服务提供商 Hi3G 为例，传统频段 在丹麦，传统乐队和E波段是逐链路连接的，频谱费用与信道带宽成正比。在印度，频谱是按区域分块许可的，每个区域每28MHz信道。所有这些差异导致其在网络中的微波链路采用完全不同的策略和解决方案。 如图4所示，我们可以看到70%的E波段链路设计用于3Gbps或更高。通过比较瑞典和丹麦的E波段策略，丹麦有250和500MHz链路占多数，而瑞典的信道更宽。这主要归因于每个国家的频谱费策略不同。 而且只有28MHz信道。他们需要使用多载波解决方案来满足1Gbps及以上的高容量链路，这意味着更复杂的站点解决方案，例如使用四重载波和MIMO。 图3 展示了斯堪的纳维亚国家在2018年和2019年之间的明显趋势。从窄带频段迁移到112MHz频段，无论是否有XPIC，都意味着使用一个或两个载波在传统频段上迁移到超过1Gbps。对于这个特定的斯堪的纳维亚服务提供商，2019年所有传统链路的29%是112MHz的。结合他们在网络中的E波段链路的引入， 显而易见，包括E波段在内的更宽频段的频谱和可用性，简化了向单载波和多载波宽带解决方案的网络容量增加迁移。 相比之下，一个印度服务提供商只有几个频段可以使用 频谱最新动态 随着全球商用5G服务的强劲势头，未来频谱使用尘埃落定。一些接入网频段将转型为5G接入使用，而E频段和32GHz频段对于5G的接入网至关重要。 它将仍然是5G的重要传输媒介。其中一些频段将在回程中使用量增加，而另一些频段最终将过渡到5G NR接入。过渡时间将有所不同，因为每个频段的最佳使用方式在不同国家会随时间变化。除了开创国家的5G频谱计划外，国际电信联盟（ITU）在2019年11月举行的国际无线电通信大会（WRC-19）将确定在24-86GHz范围内哪些频段适合5G。 在24、28、37和39GHz频段。其他领先国家是韩国，已在28GHz频段发布了2.4GHz，以及日本，已在28GHz频段发布了1.6GHz。在欧洲，26GHz频段（24.25–27.5GHz）是率先推出的高频段，一些国家预计将以1GHz频段子集作为第一阶段进行发布。 在许多国家，5G网络正在开启，预计到2024年将承载全球35%的移动数据流量。1 新频段在高频、中频和低频带中正被计划和分配，越来越多的国家都在参与其中。新频段的部分频段通常以国家层面的方式提供，逐步将现有用户（如卫星、广播者、固定无线或其他用户）从频段过渡。此外，当前移动代所使用的所有 3GPP 频段最终都将被考虑用于 5G 服务。通过在 4G 相同的频段中部署 5G，可以实现更快的 5G 覆盖，这得益于一种名为频谱共享的技术进步。微波中继被广泛使用 欧洲也对42GHz频段感兴趣，因为38GHz频段用于微波中继的过于拥挤，也打算用于卫星通信。预计在WRC-19之后立即开始为5G协调42GHz频段的工作。中国表示对24.75–27.5GHz频段和37–43.5GHz频段感兴趣。图5展示了26GHz和28GHz频段的决定和意向的全球概览。 美国在高频5G领域领先 3gpp为5g nr指定的频段为24.25–29.5ghz和37–43.5ghz。美国正引领5g nr在高频段的使用工作，已开放4ghz的总带宽 在许多高于6GHz的频段 捷克共和国所有啤酒花的20%，平均距离1.6km 法国所有hops的5%，平均距离1.8km。来源：爱立信（2019） 波兰百分之二十的所有啤酒花2.8公里的平均距离 E频段跳频 回程必要频段 散射视图和使用60GHz频段57-66GHz频段的回程使用非常有限。该频 6-24GHz范围，未来的宝贵资源展望未来，目前已经开始讨论6-24GHz范围 内的全新5G频段。例如，中国正计划研究授权5G的6GHz频段。低于10GHz的频段对于长距离骨干网至关重要。然而，这些频段部署稀疏，因此存在本地未使用的频谱。美国和欧洲正在研究6GHz频段的部分频谱引入免授权、技术中立的无线接入，要求其不能对骨干网使用产生有害干扰。3GPP也指定了6GHz频段用于未授权的NR。 段的状态尚不成熟，一些国家已授权部分子频段用于回程，而其他国家则将其指定为免许可、技术中立使用。在美国，整个频段未经授权，规定旨在限制从全向到高方向性天线等各种无线配置的干扰概率。2019年6月，欧洲的规则也进行了更改，允许与美国类似的免许可使用。预计这些规则将保持应用间干扰的概率较低。然而，不建议使用高可靠性，因为在免许可频段中无法保证高质量。 E频段（71-76GHz与81-86GHz组合）正成为全球高度协同的关键骨干频段。其使用在过去几年中快速增长，尤其是在频谱许可费用有吸引力的国家。例如，在波兰和捷克共和国，现在所有跳数中约有20%使用E频段（图6）。为5G做准备，传输网络将升级以支持更高容量。光纤渗透率将提高，E频段被广泛认为是城市和郊区5G传输的频率选择。这将促进骨干网从目前为5G NR使用的频段，例如欧洲的26GHz过渡。E频段已研究用于5G NR接入使用，但目前已不再受支持。然而，它已被认定为骨干网使用的关键频段。32GHz频段（31.8-33.4GHz）也被认为不适合5G NR，而它正是一个强有力的候选者，可能成为全球骨干频段。 频谱是一种有限的资源，未来需要更高效地利用频谱。不同地区、国家和地区的回程频段使用存在很大差异，这取决于各地区的需求以及频谱的最有价值用途。未来，我们将看到一些国家决定将某个频段用于5G NR，而另一些国家则用于回程。一些国家甚至可能决定在城市地区将某个频段用于5G NR，但在农村地区用于回程。 66-71GHz频段已在WRC-19之前为5G进行了研究，并且通常被认为非常适用。然而，在频段的许可和使用方面存在一些不同的国家和地区的意见。例如，在美国，64-71GHz被添加以形成57-71GHz频段用于未授权使用。在欧洲，人们希望66-71GHz频段虽然支持5G，但也应平等地为其他无线接入技术提供使用。预计3GPP将在几年内为57-71GHz频段指定5G NR。 E波段和32GHz频段被认为是5G回程的关键。 尽管全球微波中继使用量正在增加，但每跳需要更多带宽是该频谱的主要挑战。需要支持短程、中程和远程中继的宽带频率，并持续技术创新。通过与其它无线电业务共享频谱来使用更多频谱的可能性也可能是一个未来的机会。 从E波段十年的经验中得到的教训 随着5g的来临及其对大容量的需求，e波段正日益重要。在近年来的商业部署中，人们获得了一些见解，这将有助于e波段未来的使用。 持续增长。该技术已在几个国家成功应用多年，并将越来越多地用于提升城市场站的容量，以及在郊区场站与多频段放大器（MBB）组合使用。如图7所示，E波段正蓬勃发展。2018年全球销售的E波段无线电设备比2011年