تنها ۹۱ ایستگاه پایه در دو سال ساخته شد. چرا موج میلی‌متری ۵G اینقدر دشوار است؟

 اگر شبکه 5G زیر 6 گیگاهرتز را با توسعه یک بزرگراه تک بانده در یک شهر قدیمی مقایسه کنیم، 5G موج میلی‌متری معادل ساخت یک بزرگراه جدید چهار تا هشت بانده در یک شهر جدید است.      

در مقایسه با فرکانس زیر ۶ گیگاهرتز، موج میلی‌متری نه تنها از مزایای پهنای باند وسیع، ظرفیت بالا و تأخیر کم برخوردار است، بلکه به دلیل قرار گرفتن در باند فرکانسی فوق بالا، مانند یک زمین بکر و دست‌نخورده برای صنعت موبایل است، زمینی پاک و عاری از آلودگی که می‌توان آزادانه و بدون نگرانی از تداخل بی‌سیم از آن استفاده کرد.    

موج میلی‌متری زمانی ارزشمندترین منبع طیف فرکانسی در عصر 5G محسوب می‌شد. اما در حال حاضر، در حالی که 5G با فرکانس زیر 6 گیگاهرتز به سرعت در سراسر جهان در حال توسعه است، توسعه 5G موج میلی‌متری بسیار کند است و حتی در یک دوراهی قرار گرفته است.
   
   

      1       ،در مورد معضل توسعه 5G موج میلی‌متری، کره جنوبی، به عنوان یکی از پیشگامان جهانی 5G، باید نمونه بارزترین نمونه باشد. کره جنوبی باندهای فرکانسی 3.5 گیگاهرتز و 28 گیگاهرتز 5G را در اوایل سال 2018 به حراج گذاشت. پس از به دست آوردن باندهای فرکانسی 5G، سه اپراتور اصلی کره جنوبی یک طرح ساخت ایستگاه پایه 5G 3 تا 5 ساله را به رگولاتورهای کره جنوبی ارائه دادند. در میان آنها، آنها قول دادند که 45,215 ایستگاه پایه 5G موج میلی‌متری 28 گیگاهرتز را ظرف 3 سال (تا پایان سال 2021) بسازند.

با این حال، اگرچه ساخت شبکه 5G 3.5 گیگاهرتزی کره جنوبی با سرعت بالایی در حال انجام است، اما ساخت 5G 28 گیگاهرتزی بسیار کند است. تا مارس 2021، سه اپراتور اصلی کره جنوبی در مجموع تنها 91 ایستگاه پایه 5G 28 گیگاهرتزی ساخته‌اند که با برنامه اولیه فاصله زیادی دارد.      

South Korean regulators have repeatedly called on operators to speed up the construction of millimeter wave 5G, and even warned that if the set goals cannot be achieved by the end of 2021, the 28GHz frequency band will be withdrawn. However, the Korean operators' response was just to spread their hands and express their helplessness. Operators said that the millimeter wave service model is unclear, the technology and equipment are not mature, and the coverage capacity is only 10%-15% of 3.5GHz. It requires the deployment of very dense base stations. The network investment cost has increased exponentially compared with 3.5GHz. It is not suitable for building a nationwide network and can only be used for hotspot areas and 5G private network deployment.

     

اپراتورهای کره‌ای همچنین اعلام کردند که نیازی نیست کره جنوبی برای کسب مقام اول در ساخت 5G با فرکانس 28 گیگاهرتز با ایالات متحده رقابت کند. از آنجا که نرخ نفوذ فیبر نوری در ایالات متحده پایین است، آنها امیدوارند از بی‌سیم ثابت موج میلی‌متری 5G برای جایگزینی فیبر به خانه استفاده کنند. با این حال، نرخ نفوذ فیبر نوری در کره جنوبی بالا است و باند فرکانس موج میلی‌متری عمدتاً برای خدمات تلفن همراه و شبکه‌های خصوصی سازمانی استفاده خواهد شد. با این حال، برای خدمات تلفن همراه مصرف‌کننده‌محور، تعداد زیادی ایستگاه پایه باید مستقر شوند و هزینه‌های استقرار شبکه بسیار بالاست. برای شبکه‌های خصوصی 2B در صنایع عمودی، مدل کسب‌وکار فعلی هنوز بالغ نشده است.      

از آنجایی که هزینه استقرار شبکه 5G موج میلی‌متری بسیار بالاست و اپراتورها تمایلی به سرمایه‌گذاری ندارند، اجازه دهید سه اپراتور به طور مشترک آن را بسازند و به اشتراک بگذارند. با توجه به پیشرفت کند استقرار 5G موج میلی‌متری، صنعت کره چنین پیشنهاداتی را ارائه داده است.    

But the problem comes again. On the one hand, if three operators jointly build and share the millimeter wave 5G public network, because the millimeter wave wireless coverage is too small, communication interruptions are prone to occur when the terminal moves from one operator's network area to another operator's area. On the other hand, for 5G private networks, it will be the focus of competition among operators in the 2B field in the future, and it will be difficult for operators to achieve co-construction and sharing cooperation.    

South Korea is not an exception. The United States commercialized 5G millimeter wave as early as 2019. According to the latest test data from market research company OpenSignal, the availability rate of its 5G millimeter wave network is currently less than 1%. According to statistics, as of January 2021, only 8 operators in the world have provided 5G millimeter wave services. These data show the slow progress of global 5G millimeter wave development.    

2،What happened to 5G millimeter wave? Why is development so slow? Below we use a table to illustrate.    
   
   

توانایی پوشش

مزایای موج میلی‌متری پهنای باند وسیع و ظرفیت بالا است. با این حال، به دلیل فرکانس بالا، طول موج کوتاه، تلفات انتشار در فضای آزاد، تلفات نفوذ و تلفات پراش، پوشش یک سلول واحد بسیار کم است. اندازه‌گیری‌های واقعی نشان می‌دهد که حتی اگر ترمینال در محیط خط دید (LoS) باشد، پوشش یک سلول موج میلی‌متری تنها حدود ۱۰۰ متر است که تقریباً مشابه پوشش Wi-Fi است. در مقایسه با فرکانس زیر ۶ گیگاهرتز، هرچه توانایی پراش موج میلی‌متری کمتر باشد، توانایی نفوذ آن نیز کمتر است و نفوذ به موانعی مانند دیوارها، درها و مبلمان اتاق را دشوار می‌کند. بنابراین، در مناطق شهری با ساختمان‌های متراکم، اپراتورها باید ایستگاه‌های پایه بیشتری بسازند و اطمینان حاصل کنند که ایستگاه‌های پایه و ترمینال‌ها در خط دید هستند تا به ارتباطات پایدار و پرسرعت دست یابند.

     

Even if 5G private networks are deployed in spots for 2B scenarios, on the one hand, more base stations need to be built in larger campuses, large factories, etc.; on the other hand, because there are various obstacles such as walls, doors, equipment, etc. in indoor places such as factories, office buildings, and hospitals, it is necessary to maintain a line-of-sight environment between terminals and base stations to maintain high-speed and stable communications. It is also necessary to deploy more base stations at multiple points, which will bring higher network deployment costs.

The solution is to increase the coverage through Massive MIMO+ beamforming, but this will increase the number of antenna units, power amplifiers, low-noise amplification and other components, and the cost of the equipment will also increase. In addition, millimeter wave coverage can also be expanded by installing repeaters and reflectors.    

قیمت واحد ایستگاه پایه    

Compared with sub 6GHz, millimeter wave not only requires the construction of more base stations, but the bigger problem is that the unit price of millimeter wave base stations is about 30% to 40% higher than that of sub 6GHz.    

دلایل اصلی عبارتند از:
۱) اکثر اپراتورها در سراسر جهان شبکه‌های ۵G را از طریق فرکانس زیر ۶ گیگاهرتز مستقر کرده‌اند که مزیت مقیاس‌پذیری را دارد. با این حال، تعداد ایستگاه‌های پایه موج میلی‌متری در جهان بسیار کم است و قیمت واحد آن بالاتر است.
۲) DU و RU ایستگاه پایه زیر ۶ گیگاهرتز از هم جدا هستند و DU می‌تواند به صورت مرکزی مستقر شود، در حالی که RU و DU ایستگاه پایه موج میلی‌متری در کنار هم قرار دارند، بنابراین قیمت گران‌تر است.
۳) تفاوت‌های معماری داخلی بین ایستگاه‌های پایه موج میلی‌متری و ایستگاه‌های پایه زیر ۶ گیگاهرتز وجود دارد (برای مثال، ایستگاه‌های پایه موج میلی‌متری واحدهای آنتن بیشتری دارند).    

Terminal Ecology    

در مورد اکوسیستم ترمینال زیر ۶ گیگاهرتز، در حال حاضر انواع بیشتری از تلفن‌های هوشمند، مودم‌های 5G و ماژول‌های 5G وجود دارد و اکوسیستم ترمینال در حال رشد است. با این حال، اکوسیستم ترمینال موج میلی‌متری هنوز در مراحل بسیار اولیه است، به خصوص در حوزه 2B. در عین حال، تولیدکنندگان جهانی تراشه ترمینال نسبت به اکوسیستم زیر ۶ گیگاهرتز خوش‌بین‌تر هستند و مودم‌هایی را که فقط از امواج میلی‌متری استفاده می‌کنند، توسعه نخواهند داد. این بدان معناست که هیچ شبکه خصوصی 5G که به طور مستقل از امواج میلی‌متری استفاده کند، وجود نخواهد داشت.    

هزینه‌های ساخت و ساز و عملیاتی    

As mentioned before, if you use millimeter waves to build a 5G public network, you need to deploy dense base stations. The construction and operation costs will increase exponentially compared to sub 6GHz. What if you use millimeter waves to deploy a 5G private network? At present, one of the biggest obstacles to the development of 5G 2B private networks is that its cost is higher than that of Wi-Fi. The cost of deploying 5G private networks using millimeter wave is higher than that of sub-6GHz. Obviously, this further raises the threshold for enterprise 5G private network deployment.    

این محتوا از اینترنت گرفته شده است/مزدور اینترنتیاین وب‌سایت فقط امکان چاپ مجدد را فراهم می‌کند. دیدگاه‌ها، موضع، فناوری و غیره این مقاله هیچ ارتباطی با این وب‌سایت ندارد. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید!