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」,引爆過無數(shù)的話題,無數(shù)人為之垂涎。
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入局,成為了國內(nèi)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」的由來
130多年前,隨著電火花的微光在赫茲的實驗臺上閃爍,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(zhì),開始被人類馴服。
電磁波在空間中自由傳播,離不開一個簡單而神奇的公式:
C=λf
C:光速,宇宙中的一個基本常量,電磁波正是以光速傳播。
λ:波長,電磁波在一個周期內(nèi)能傳播的距離。
f: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就是電磁波每秒傳播一個波長,1000000Hz(1MHz)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(guān)系,即波長越長,頻率越低。
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,但高頻段的缺點也不可忽視。
那就是,頻率越高,波長越短,繞射能力越差,穿透損耗也越大。最直觀的感受,就是穿墻能力差。
因此,在進行基站建設(shè)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,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,成本自然也越多。
對于室內(nèi)的覆蓋,高頻頻段更是難上加難。
如圖所示,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(nèi)的傳播損耗等五大殺手。唯有強者,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Sub-1G),傳播損耗小,覆蓋能力強。
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。如果想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。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,需要新建的基站數(shù)量可想而知。
據(jù)透露,使用700M頻段,只需建設(shè)45萬到50萬個基站,就可以覆蓋全國。廣電計劃2021年建40萬個基站,理論上來說,可以有很不錯的覆蓋率。
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
二、700M的缺陷
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(dǎo)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(yīng)變大。但天線的面積是有限的,容不下太多的振子。
于是,5G的核心技術(shù)——大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO),也就基本跟700M無緣了。
目前商用的2.6G或者3.5G頻段下的5G主流產(chǎn)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2.6G或者3.5G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,2.6G或者3.5G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2.6G或者3.5G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100MHz的3.5G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。
三、700M的頻段和帶寬
700M具體屬于哪個頻段?它是如何進行分配和定義的?
其實,早在4G時代,3GPP就定義了一系列的頻段列表,其中就包括700M。
從上圖可以看出,4G定義的700M,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(別的地區(qū)只要允許,也可使用)。
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)則依然備受青睞。
在4G時代,載波帶寬最多就20MHz,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,就指望拿它來做大帶寬的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30MHz,共60MHz。其中,上行使用703-733MHz,下行則是758-788MHz。
如果拿廣電FDD 700M載波跟TDD 2.6G或3.5G載波進行對比的話,就是60:100,即3:5的關(guān)系。
由于TDD模式可自由調(diào)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(wù)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(wù)。
在實際使用中,可以把兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來,2.6G或3.5G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)」。
四、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(fēng)。
如果能把廣電的700M借過來用就好了!兩家一拍即合,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?
很簡單啊,廣電雖然手捧金飯碗,但是一切從零開始,經(jīng)驗少;建了無線還得建承載,成本高;體量小,對產(chǎn)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(luò)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(luò)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(luò),可緩解廣電的資金壓力,實現(xiàn)低成本,快速的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
5. 產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈成熟,把握5G建設(shè)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。
五、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(zhì)化業(yè)務(wù),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(wù)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(wù)(MBMS),可實現(xiàn)類似手機電視的功能,但是由于網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,還需要內(nèi)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(wù)),然而依舊沒有發(fā)展起來。
到了5G時代,在3GPP協(xié)議的R17標(biāo)準(zhǔn)上,將會引入全新的5G廣播多播服務(wù)(NRMB),這正是廣電的業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)。
廣電不但有優(yōu)質(zhì)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(wù)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(quán),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(shè)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(luò)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(luò)擁堵,又不怕流量不夠!
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