За два года было построено всего 91 базовая станция. Почему же миллиметровый диапазон 5G так сложен для внедрения?

 Если сравнить сеть 5G в диапазоне ниже 6 ГГц с расширением однополосной автомагистрали в старом городе, то миллиметровый диапазон 5G эквивалентен строительству новой четырех- или восьмиполосной автомагистрали в новом городе.      

По сравнению с диапазоном частот ниже 6 ГГц, миллиметровые волны обладают не только преимуществами большой полосы пропускания, высокой пропускной способности и низкой задержки, но и, поскольку они находятся в сверхвысокочастотном диапазоне, представляют собой нетронутую девственную землю для мобильной индустрии, незагрязненную чистую территорию, которую можно свободно использовать, не беспокоясь о беспроводных помехах.    

Миллиметровые волны когда-то считались самым ценным спектральным ресурсом в эпоху 5G. Но в настоящее время, в то время как 5G в диапазоне ниже 6 ГГц быстро развивается по всему миру, развитие 5G в миллиметровом диапазоне идет довольно медленно и даже столкнулось с дилеммой.
   
   

      1       ,Что касается проблем развития 5G в миллиметровом диапазоне, то Южная Корея, как мировой пионер в этой области, является наиболее типичным примером. Южная Корея провела аукцион по продаже частотных диапазонов 3.5 ГГц и 28 ГГц для 5G еще в 2018 году. После приобретения частотных диапазонов 5G три крупнейших южнокорейских оператора представили южнокорейским регуляторам план строительства базовых станций 5G на 3-5 лет. В частности, они пообещали построить 45,215 5 базовых станций 5G в миллиметровом диапазоне 28 ГГц в течение 3 лет (к концу 2021 года).

Однако, несмотря на то, что строительство сети 5G в Южной Корее на частоте 3.5 ГГц идет полным ходом, строительство сети 5G на частоте 28 ГГц продвигается очень медленно. По состоянию на март 2021 года три крупнейших южнокорейских оператора построили всего 91 базовую станцию ​​5G на частоте 28 ГГц, что далеко от первоначального плана.      

Южнокорейские регулирующие органы неоднократно призывали операторов ускорить строительство сетей 5G в миллиметровом диапазоне и даже предупреждали, что если поставленные цели не будут достигнуты к концу 2021 года, частотный диапазон 28 ГГц будет изъят из эксплуатации. Однако корейские операторы лишь размахивали руками и выражали свою беспомощность. Операторы заявили, что модель предоставления услуг в миллиметровом диапазоне неясна, технологии и оборудование недостаточно развиты, а пропускная способность составляет всего 10-15% от 3.5 ГГц. Требуется развертывание очень плотной сети базовых станций. Инвестиционные затраты на сеть выросли в геометрической прогрессии по сравнению с 3.5 ГГц. Этот диапазон не подходит для создания общенациональной сети и может использоваться только для зон повышенного риска и развертывания частных сетей 5G.

     

Корейские операторы также заявили, что Южной Корее нет необходимости конкурировать с США за первое место в строительстве сетей 5G на частоте 28 ГГц. Поскольку уровень проникновения оптоволоконного широкополосного доступа в США низок, они надеются использовать фиксированную беспроводную связь миллиметрового диапазона 5G для замены оптоволокна до дома. Однако уровень проникновения оптоволоконного широкополосного доступа в Южной Корее высок, и диапазон частот миллиметрового диапазона будет в основном использоваться для мобильных услуг и корпоративных частных сетей. Тем не менее, для ориентированных на потребителя мобильных услуг необходимо развернуть большое количество базовых станций, а затраты на развертывание сети слишком высоки. Для частных сетей 2B в вертикальных отраслях текущая бизнес-модель еще не созрела.      

Поскольку стоимость развертывания сети 5G в миллиметровом диапазоне слишком высока, а операторы не желают инвестировать, предлагается совместное строительство и использование этой сети тремя операторами. Учитывая медленный прогресс развертывания сетей 5G в миллиметровом диапазоне, корейская промышленность выдвинула подобные предложения.    

Но проблема возникает снова. С одной стороны, если три оператора совместно строят и используют общедоступную сеть 5G в миллиметровом диапазоне, то из-за слишком малого покрытия беспроводной сети в миллиметровом диапазоне могут возникать перебои связи при перемещении терминала из зоны действия сети одного оператора в зону действия сети другого. С другой стороны, частные сети 5G в будущем станут объектом конкуренции между операторами в сегменте 2B, и операторам будет сложно наладить сотрудничество в области совместного строительства и использования сети.    

Южная Корея не является исключением. Соединенные Штаты коммерциализировали 5G в миллиметровом диапазоне еще в 2019 году. Согласно последним данным тестирования исследовательской компании OpenSignal, уровень доступности их сети 5G в миллиметровом диапазоне в настоящее время составляет менее 1%. По статистике, по состоянию на январь 2021 года только 8 операторов в мире предоставляли услуги 5G в миллиметровом диапазоне. Эти данные свидетельствуют о медленном прогрессе глобального развития 5G в миллиметровом диапазоне.    

2,Что случилось с миллиметровыми волнами 5G? Почему разработка идёт так медленно? Ниже мы используем таблицу для иллюстрации.    
   
   

Возможность покрытия

Преимущества миллиметровых волн заключаются в большой полосе пропускания и высокой пропускной способности. Однако из-за высокой частоты, короткой длины волны, потерь при распространении в свободном пространстве, потерь на проникновение и дифракционных потерь, зона покрытия одной соты очень мала. Фактические измерения показывают, что даже если терминал находится в зоне прямой видимости (LoS), зона покрытия миллиметровой соты составляет всего около 100 метров, что почти совпадает с зоной покрытия Wi-Fi. По сравнению с диапазоном частот ниже 6 ГГц, чем хуже дифракционная способность миллиметровых волн, тем хуже их проникающая способность, что затрудняет прохождение сигнала через препятствия, такие как стены, двери и мебель в помещении. Поэтому в городских районах с плотной застройкой операторам необходимо строить больше базовых станций и обеспечивать прямую видимость базовых станций и терминалов для достижения стабильной и высокоскоростной связи.

     

Даже если частные сети 5G будут развернуты в местах, соответствующих сценариям 2B, с одной стороны, потребуется построить больше базовых станций на крупных территориях, заводах и т. д.; с другой стороны, поскольку в помещениях, таких как заводы, офисные здания и больницы, присутствуют различные препятствия, такие как стены, двери, оборудование и т. д., необходимо поддерживать прямую видимость между терминалами и базовыми станциями для обеспечения высокоскоростной и стабильной связи. Также потребуется развернуть больше базовых станций в нескольких точках, что приведет к увеличению затрат на развертывание сети.

Решение заключается в расширении зоны покрытия за счет формирования луча Massive MIMO+, но это приведет к увеличению количества антенных блоков, усилителей мощности, малошумящих усилителей и других компонентов, а также к увеличению стоимости оборудования. Кроме того, зону покрытия в миллиметровом диапазоне можно расширить за счет установки ретрансляторов и отражателей.    

Цена за единицу базовой станции    

По сравнению с диапазоном частот ниже 6 ГГц, миллиметровые волны не только требуют строительства большего количества базовых станций, но и представляют собой более серьезную проблему, поскольку удельная стоимость базовых станций миллиметрового диапазона примерно на 30-40% выше, чем у станций диапазона ниже 6 ГГц.    

Основными причинами являются:
1) Большинство операторов по всему миру развернули сети 5G в диапазоне частот ниже 6 ГГц, что имеет преимущество масштабируемости. Однако в мире очень мало базовых станций миллиметрового диапазона, и их цена за единицу выше;
2) В базовой станции диапазона ниже 6 ГГц блоки DU и RU разделены, и блок DU может быть размещен централизованно, в то время как в базовой станции миллиметрового диапазона блоки RU и DU расположены совместно, поэтому цена выше;
3) Существуют внутренние архитектурные различия между базовыми станциями миллиметрового диапазона и базовыми станциями диапазона ниже 6 ГГц (например, базовые станции миллиметрового диапазона имеют больше антенных блоков).    

Завершающая экология    

Что касается экосистемы терминалов в диапазоне ниже 6 ГГц, то в настоящее время появляется все больше типов смартфонов, 5G CPE и 5G-модулей, и экосистема терминалов растет. Однако экосистема терминалов в миллиметровом диапазоне все еще находится на очень ранней стадии развития, особенно в сегменте 2B. В то же время мировые производители чипов для терминалов более оптимистично оценивают экосистему в диапазоне ниже 6 ГГц и не планируют разрабатывать модемы, использующие только миллиметровые волны. Это означает, что не будет частной сети 5G, которая бы самостоятельно использовала миллиметровые волны.    

затраты на строительство и эксплуатацию    

Как уже упоминалось, при использовании миллиметровых волн для построения общедоступной сети 5G необходимо развертывать большое количество базовых станций. Затраты на строительство и эксплуатацию будут расти экспоненциально по сравнению с сетями на частотах ниже 6 ГГц. А что, если использовать миллиметровые волны для развертывания частной сети 5G? В настоящее время одним из самых больших препятствий для развития частных сетей 5G 2B является их более высокая стоимость по сравнению с Wi-Fi. Стоимость развертывания частных сетей 5G с использованием миллиметровых волн выше, чем с использованием частот ниже 6 ГГц. Очевидно, это еще больше повышает порог для развертывания частных сетей 5G в корпоративной среде.    

Этот контент взят из интернета./Интернет-наёмникДанный сайт предоставляет возможность только перепечатки. Мнения, позиция, используемые технологии и т.д. в этой статье не имеют никакого отношения к данному сайту. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации!