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中国式4G天馈:大容量、多频率、能共享
http://www.ccidcom.com 通信产业网_中国通信第一产经门户 2015-05-11 13:06 官方微博

  【通信产业网讯】(记者 杨可)4G来袭,中国快步进入LTE时代,然而LTE本身是噪声敏感系统,且中国运营商进行TD-LTE、FDD LTE混合组网,再加上以前的2G、3G,频段和制式的复杂性非常高,这要求新增的4G天馈要具备更多优异性能,以缓解天面的困局。同时,铁塔公司的成立,让天馈资源的共享成为可能,这势必会对天馈系统产品的研发方向产生影响。

  天馈新玩法

  随着4G通信技术的高速发展,LTE作为引领新一代宽带无线移动通信的主要技术已经开始取得商业应用。LTE依据分工方式可分为TD-LTE和LTE FDD两种制式,在4G实际应用过程中可以结合两者的优势实现互补和融合发展,TD-LTE和LTE FDD的具体差异如表所示。

  2013年12月4日,工信部向三大运营商发放TD-LTE牌照,此后中国移动尽全力高速发展TD-LTE 4G网络,截至2015年1月,据中国移动公布的相关数据显示,其已建成全球最大的4G网络,超过73万个TD-LTE基站,覆盖超过300个国内城市,发展了超过1亿的4G用户,基本覆盖了县级以上城市和发达乡镇地区。相比之下,中国联通与中国电信由于各方面的原因以及3G制式方面的限制,一直通过FDD+TDD混合组网的形式发展4G基站建设,TD-LTE 4G网络建设进程缓慢,截至到2014年12月18日也只增加到56个城市的覆盖范围。此时,中国移动已经在4G时代初步形成了先发优势,走在了三大运营商的前列。据悉,2015年中国移动仍将继续加大4G基站建设,计划新增基站30万个,达到100万个TD-LTE基站的建设目标,最终实现4G终端销售2亿部,达到2.5亿4G用户的目标。此外,中国移动还将继续加大部署宽带骨干网络和4G数据回传网络,支持重点地区的网络接入,这也将进一步促进TD-LTE的4G天馈系统的巨大市场需求,增加天线、跳线、馈线等产品的销售市场。

  为了进一步推动4G全面加速协调发展,工信部于2015年2月27日正式宣布向中国联通与中国电信发放FDD 4G牌照,发放“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(LTE FDD)”经营许可。LTE FDD 4G牌照的发放将有力推动中国电信和中国联通以此为契机加速发展4G网络建设。2015年中国联通曾表示,公司将以此为契机,深入实施“移动宽带领先与一体化创新”战略,按照融合组网、协同发展的原则,加大投入,加快扩大移动宽带网络覆盖,提升网络速率,进一步巩固和增强公司的核心竞争力。中国联通将加速4G布局和移动宽带建设,从“4G/3G一体化”到“双4G,双百兆”,加大LTE FDD 4G基站建设,其计划新增基站20万个,达到覆盖城市由56个到100个的建设目标。2015年中国电信也曾表示将全面、科学地实施混合组网,实现LTE FDD与TD-LTE的优势互补与融合发展,同时落实“宽带中国”国家战略要求,充分发挥有线宽带和LTE混合组网优势,通过3G/4G与有线宽带协同发展,进而提供更好的服务。中国电信将继续加大LTE FDD 4G基站建设规模,计划新增基站30万个,覆盖城市将由56个达到100个,最终实现4G终端销售1亿部,实现1.2亿的4G用户目标。

  2015年,三大运营商的4G网络建设势必如火如荼向“一个TD-LTE大网,两个TDD/FDD混合网”大步迈进,三大运营商2015年将累计新建基站80万个,而对于基站硬件设备之一的天馈系统来说这必将是高速发展与应用的一年。而在今后的几年中也将是由3G转向4G应用的高速发展时期,这对于天馈系统设备供应商来说势必将创造更多的发展机会。移动通信天馈系统是由天线、同轴馈线、射频连接器、天馈避雷器以及滤波器、功分器、合路器等元器件、附属配件组成的系统,用以实现移动基站端信号的发送和接收。LTE技术的天馈系统在基站端信号的发送和接收方式上,同现有的3G移动系统是相同的,在LTE网络的建设过程中均需要使用相关天馈产品。而对于LTE室内分布系统的建设,为充分发挥MIMO天线的宽带技术,并根据实际情况,一般采用并行双路系统。图1和图2参照的是中国射频电缆领域的代表企业江苏俊知技术有限公司所提供的4G天馈系统解决方案:LTE光纤拉远基站系统和LTE室内分布系统。

  天馈新形势

  4G时代的到来,随着TD-LTE和LTE FDD牌照的先后发放,对于LTE天馈系统的建设将是一个黄金时期,LTE网络建设对天馈系统的关联和影响主要体现在以下几个方面:

  第一,高通信频率、速率和大容量,决定着天馈系统基站站点的密度大于3G基站密度。按移动通信原理,电磁波的信号频率越高,其空间穿透能力和绕射能力就越差,信号的传输距离越短,基站的覆盖面积也就越小,而我国的LTE频谱基本集中在1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz、2.6GHz等频段,该频率较目前3G的使用频率更高,因其信号传播性能较差,要达到与3G网络相同的覆盖密度也需要成倍增加基站的部署。此外,相比于3G的通信速率,TD-LTE和FDD LTE理论传输速率是其数据流量的几十倍,高达100至150Mbps。根据工信部对于基站站点的密度的明确指示:密集市区每平方公里不少于5个站,在一般市区每平方公里不少于3个站。这相对于现有的3G覆盖每平方公里约1个基站的数量,至少要提高4倍以上。

  第二,LTE的TD-LTE和FDD LTE两种制式不兼容导致的LTE建设方向上对天馈系统设备要求的差异。中国移动采用TD-LTE制式,而中国联通、中国电信更多采用TD-LTE和LTE FDD混合组网形式。在双工方式上的不同,导致TD-LTE与LTE FDD的远端射频拉远模块(RRU)在设计上互不兼容。同时TD-LTE与LTE FDD在使用频段上也存在差异,导致前端滤波器RRU无法通用,需专门定制和优化。TD-LTE与LTE FDD无法共用RRU也就意味着LTE基站发射设备重复建设的不可避免性。

  第三,LTE室内覆盖与3G室分系统的差异,对天馈室内分布系统的影响。LTE室内覆盖需要将部分原有3G室分系统改造成双路系统,至少需要新建一路室内覆盖的天馈系统。此外当原有室分天线位置或密度不合理,则需进行改造,增加或调整天线布放点,以保证LTE的网络覆盖,同样需新增部分天馈系统。

  第四,LTE中光纤拉远技术对天馈产品的影响。LTE光纤拉远技术能解决基站的站址选择困难和机房空间紧张,降低配套投资,但在其RRU端则同样需要采用同轴跳线、射频连接器等天馈产品实现与天线的连接,随着新增LTE基站的建设,也将会对馈线及射频器件的用量有所新增。综上所述在未来的几年时间里,4G基站的建设无论是在技术创新层面上还是在天馈系统等设备需求数量上都将对通信设备生产企业提出更高的要求,面对4G基站建设和改造对天馈系统相关设备的巨大市场需求,以江苏俊知技术有限公司为首的相关知名通信设备生产企业,正不断加大产业创新研发投入,增加4G产业天馈系列产品的产能,为TD-LTE网络建设和TDD/FDD融合组网天馈系统的建设提供设备支持和技术保障。

  铁塔天馈共享

  2014年TD-LTE网络已取得了规模化推广、TDD/FDD融合组网试验也实现规模化运作、4G业务的商业化推广时机成熟,各运营商之间的4G基站建设速度和LTE发展不平衡已经开始制约着4G通信技术的高速发展,为了破解4G建网存在的困境,铁塔公司应运而生。2014年7月18日,由中移动出资40%、中联通出资30.1%、中电信出资29.9%,合计投资100亿元的中国“铁塔公司”正式挂牌成立。铁塔公司是顶层制度设计的产物,是国内电信业改革、转型和市场化的结果,也是发展混合所有制经济的探索。正如铁塔公司总经理所说的“存量铁塔资产注入和资产效用最大化是中国铁塔的价值所在,也是推动中国铁塔今后做强做优的原动力”,铁塔公司的成立对破解4G建网困局,优化整合资源配置,进而推动LTE通信技术高速发展具有重要意义,而目前高速发展的LTE基站建设和天馈系统的共建共享必将成为铁塔公司成立后的首个突破口。

  铁塔公司的成立关键目标是完成建站资源的优化整合,减少重复建设造成的资源浪费,从而达到加速4G通信应用,提升运营商核心竞争力的结果。据相关报道,铁塔公司成立后,建塔速度将提高1/5—1/4,随着铁塔公司全面接收三大运营商存量基础设施资产,逐渐推动基站站址完全共享,拉平三家运营商基站数量的差距,电信业每年节约建塔费用在100亿元左右。而三家电信运营商均拥有统一的TD-LTE制式将为铁塔公司的组建创造了有利条件。铁塔公司进行资源整合,将主要以当前的无线接入网(RAN)设备为主,而目标是实现无线接入网的共建共享。铁塔公司可以通过整合站址资源,从而控制持续走高的建站成本,既能实现网络信号的全面覆盖又能充分优化基站资源配置。尽管运营商现在使用是GSM、CDMA、WCDMA、LTE TDD和LTE FDD等多种制式的通信技术,随着技术的发展,目前已经有很多诸如华为、中兴、俊知技术等天馈系统设备商已经开发出相应的产品来实现这些技术的共站,为同一基站提供多制式的网络通信服务提供了可能性。在未来的移动通信设备云计算时代,无线接入网将虚拟化,铁塔公司若能提供相应的统一云计算平台,必将为运营商带来明显的成本下降。

  然而,铁塔公司业务布局也需要克服许多难题。 首先是三大运营商的4G基站数量和基站部署之间的差异,会对铁搭公司存量资产注入挑战。目前三大运营商都在全力发展4G网络建设,其中中国移动一马当先拥有最多的4G站点,具有先发优势,而4G相比3G需要更多的站点,但三大运营商的基站的现实情况和建设规划以及资金条件均不一样,因而其对铁塔建设需求也不尽相同,如何有效处理,实现各方利益的最大化将是一个难题,在铁塔等基础设施资源的整合过程中也可能会出现三大运营商之间利益纠纷的情况,如何权衡也将是一个挑战。其次,尽管通信设备商已经为WCDMA、LTE TDD和LTE FDD等多制式的网络通信在同一基站上实现共建共享提供了可能性,然而实际生活中的不同地区,不同运营商的不同基站上的不同天馈系统却各有其特点,为此实际操作中不同厂家的不同型号的天馈系统之间的差异让铁塔公司的基站共享在短时间内基本无法实现,部分基站则需要重新构建新的天馈系统才能达到共享的目的。

  综上所述,铁搭公司的建站共建共享将会给整个通信行业带来显著的经济效益,同时也顺应未来移动通信技术的发展趋势。然而,在发展过程中也势必会造成移动通信市场发生结构性的变化,对通信设备供应商也会带来一定的冲击,基站的优化资源配置势必会淘汰一些竞争力小、技术落后的设备供应商,造就一批技术先进、有实力的天馈系统设备供应企业。而此过程也将是挑战与机遇并存的时期,对于通信设备商来说开发制式兼容性更好、容量更大、能够协调多频段的天馈系统将会具有更加广阔的发展创新空间。

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    作者:杨可来源:通信产业网
    责任编辑:婉蓉
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