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4G网络中的微波传输解决方案

2014-9-17

       在2013年12月4日,工信部向中国移动、中国联通、中国电信颁发TD-LTE(4G)经营许可之后,中国移动通信市场在2014年进入了4G网络元年。2014年6月27日,工信部进一步向中国联通和中国电信发放了用于混合组网实验的FD-LTE牌照,标志着中国移动通信4G网络将进入高速的发展和建设阶段。

 

4G网络建设需求

        根据中国移动2014年4G建设的目标,年底前计划将建设50万个TD-LTE基站。截止目前,中国联通和中国电信混合组网的城市也分别由各自最初的16个城市发展到了40个城市。随着大规模的4G网络建设进行,建设过程中的也面对着越来越多的问题。


        一方面,从4G网络覆盖的广度考虑,由于4G基站的覆盖范围要小于3G基站,因此4G网络中LTE站点将更加密集。其中,为了满足4G网络连续覆盖,将需要在现有站点的4G覆盖盲区中新建站点,而在部分新建站点中,光纤资源短缺。尤其是在超级大城市中,如北京、上海、广州等,光纤部署的进度和困难程度都无法满足网络建设的要求,移动回传网络资源面临着巨大的压力和挑战。另一方面,从4G网络覆盖的深度考虑,对于数据热点区域和覆盖边缘区域,为了改善用户的感知和体验,基于宏基站下的Small Cell小站将在下一阶段4G建设中更加广泛的部署。Small Cell小站的部署将更加的灵活、覆盖范围更小、部署密度更大,基于Small Cell小站的回传方案也对网络建设提出了新的挑战。

 
        在上述的情况下,国内运营商已经开始将微波传输解决方案正式纳入了4G网络建设规划中。微波传输产品作为移动回传的重要解决方案,由于其结构紧凑、部署灵活、安装快速、维护简单等特点,在全球运营商的网络中广泛的部署。随着近年来LTE网络在全球的大量部署和微波传输技术的发展,微波传输产品在4G网络中起到了日益更加重要的作用。

 

大容量大带宽技术

        随着移动通信网络的发展和演进,目前在3G和4G网络中应用的微波主要以分组微波产品为主。得益于芯片工艺和系统技术的发展,以及更加开放的频率政策和资源,分组微波产品的传输容量已经大大超过了上一代TDM微波产品。目前最先进的微波产品的调制解调模式已经可以最高支持到2048QAM,相比于传统TDM微波最高256QAM的调制方式,频谱的利用效率提高了40%。另外,在传统频段开放使用的56MHz或更大的频率带宽和近期运营商关注的E-band频段(80GHz),使微波产品的传输容量进一步提升。在传统频段上的微波系统在2048QAM调制方式和56MHz带宽条件下,通过XPIC技术可以在一个频点上实现1Gbps以上的空口业务传输容量。在E-band频段,由于其丰富和干净的频谱资源,可以通过分配更大的带宽(如:250MHz~1.25GHz)实现超大的空口业务传输容量,例如在E-band频段,256QAM调制方式和500MHz带宽条件下,最大实现3.2Gbps的空口业务传输容量。

自适应调制解调技术和QoS功能

        针对4G移动网络的业务特点,微波传输设备通过自适应调制解调接收对抗传输过程中的各种衰落,在传输环境和条件恶化的时候,通过调制解调方式的变化来改变微波系统的性能,从而保证业务的正常传输。调制解调变化而引起的带宽变化,通过微波系统的QoS功能,实现对不同优先级业务的分类处理。微波设备内部8个级别的QoS机制,包括分类、调度、整形、冲突避免机制等可以实现对4G业务更加精细和灵活的处理。通过对内部每个业务队列长度的调整,可以根据不同业务的类型和性质,优化业务传输的时延和吞吐量。

V-Band微波产品应用

        根据全球的V-Band (60GHz)微波产品部署情况,主要优点在于该频段可免费使用,降低了频谱占用费用;在256QAM调制解调方式下可以支持400Mbps以上业务吞吐量。另外,由于在V-Band频段的氧气衰减非常大,微波传输距离非常有限(最大约300m),因此V-Band微波的频率复用效率非常高,微波传输链路间的频率干扰非常有限,非常适用于作为密集部署的Smallcell小站的回传解决方案。目前,NEC已经商用的V-Band微波产品已经在5个国家的多个运营商网络中部署。该产品集成度非常高,采用全室外的产品结构,内置高增益平板天线,微波产品总重量仅为5Kg,非常适合各种环境条件下的部署,包括街道、墙面、路杆、公交站、报刊厅等。

高集成、低功耗

        随着4G网络的全面部署和快速建设,功耗已经成为网络建设中最大的问题之一,由于设备功耗带来的网络运行和维护开支将非常巨大。新一代微波产品在射频技术和工艺发展的基础上,微波系统的集成程度日益提高,结构更加简单且小型化,以进一步降低微波产品的功耗。其中,NEC以其领先的射频技术和制造工艺,在2013年在全球发布了首款超级紧凑和小型化的掌上型微波室外单元(IAG/IAP ODU),无论从体积、重量还是功耗方面均全面超越目前市场上的同类产品。相比NEC之前的微波产品,该款新型室外单元(ODU)将体积减少1/3,重量减少1/2,仅为2公斤;功耗节约至少30%,最低仅为18W。

 

Fronthaul微波解决方案

       目前新一代的微波产品已经可以轻松实现千兆速率的传输容量。随着微波技术的发展和新频谱资源的开放,微波产品的传输容量进一步提升,产品的种类更加多样,微波应用场景也更加广泛。依靠微波产品稳定可靠的性能和大容量的传输能力,NEC在2014年发布了首款E-band频段的CPRI微波产品,应用于分布式基站的基带处理单元(BBU)和射频拉远模块(RRU)之间的无线连接,提供了移动网络的前程网(Fronthaul)回传一种全新的室外解决方案。NEC的CPRI微波产品的传输容量达到2.5Gbps,可以满足CPRI Ver5.0 Option-3(2457.6Mbps)的速率要求,提供标准的CPRI业务接口,可以用于解决BBU+RRU的多通道传输方案。CPRI微波产品的引入,使运营商的移动网络建设更加多样化,网络的结构更加灵活。

        多样化的产品、先进的技术和功能、稳定的系统性能、简单紧凑的结构和超低的功耗、强大的环境适应能力、部署快速安装方便,使微波产品在移动传输网络建设过程中作为重要的传输手段,受到运营商普遍的重视。在国内未来4G网络建设过程中,微波产品也将日益发挥重要的作用,为各运营商的网络建设提供更多的选择并提高网络建设的效率。

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 <媒体联系>
NEC(中国)有限公司
企划部 陈抒
电话:010-59181158
E-mail:chen_shu@nec.cn


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