5G室内基站将发布,有望每家一个小基站,颠覆现有家庭上网方式
本报讯 随着5G牌照发放,各大运营商都在提速5G基站的铺设。未来的5G基站将有什么变化?日前5G室内基站的概念呈现在我们眼前。
2019年世界移动通信大会期间,在O-RAN论坛上,中国电信发布业界首个3.5GHz 5G室内小基站的射频参考设计。中国移动也发布业界首个面向商用的4G/5G O-RAN双模开放设计云化小站方案,并公开硬件原理图及参考设计。
两大运营商不约而同发布5G小基站设计方案透露出一个强烈的信号,那就是以后每个家庭一个小基站或成为趋势,这种网络覆盖方式有望真正打通5G落地的“最后一公里”。
01 为什么运营商青睐5G室内基站?中国电信本次公开的射频参考设计主要内容为两套3.5GHz载频的室内有源小基站射频拉远单元(RRU)原理图。据了解,中国电信已将参考设计(第一版)交付给给O-RAN WG7白盒化硬件组作为种子参考设计,小基站基带加速卡及射频单元等技术的研发与设计工作正在快速完善中。
据电信工作人员透露,本参考设计不仅为设备厂商5G设备研发提供设计参考,还可为未来运营商的业务发展和网络运营提供技术保证,促进产业链的繁荣发展。
可以说,这是中国电信继巴塞罗那MWC5G首展室内5G白盒小基站之后,在推动5G接入网开放方面的又一重要里程碑。
中国移动则展示了业界首个4G/5G O-RAN双模云化白盒小站方案。该整体解决方案支持4G、5G室内双模信号覆盖,由支持软、硬件解耦的基带处理单元和射频拉远单元组成。
对此,中国移动研究院首席科学家易芝玲表示,“中国移动率先在O-RAN内开展接入网侧的硬件参考设计开发工作,通过推动电信专有硬件设备的开放参考设计,实现全产业链成本降低。”
两大运营商纷纷推出5G室内基站设计方案,不难预测,5G时代,室内基站的部署将会增加,以后家家可能都会有一个小基站。
为什么,5G时代,运营商有意加大室内小基站部署?
从数量上说,5G时代基站数量可能是4G的1.5-2倍,这是因为5G基站使用的无线电频率更高,信号衰减更快,要想达到同样的信号覆盖效果,就需要建设更多基站。
中国电信的科技委主任韦乐平之前也进行了一番解读。韦乐平表示,中国电信要满足5G覆盖,可能部署数千万台5G小基站才够。部署5G小基站主要基于两方面考虑。一是一体化小基站低成本、易部署,在室内外热点、弱覆盖区域,成为天然的不二选择。二是小基站能数百倍地提升容量,可解决宏站和室分系统在提升大数据容量方面的限制。
试想一下,如果每家都安装5G室内基站,这样就可为运营商省下很多室外布置5G基站的成本,运营商只要安装几个大功率的小区中心基站就可满足整个小区所需。全国5G网络覆盖的进度也会大大加快。
02
安装5G室内基站优势在哪?
实际上,除了成本和覆盖原因,5G由于使用毫米波段,相比4G穿透能力更弱,所以要想部署5G,就需要更多的接入点,因此,小基站便成了5G部署的“必需品”。
有室内基站展商工作人员表示,5G室内基站可提供家庭网络建设服务,根据不同的房屋面积,可选择不同功率的基站,一般的基站信号可覆盖100平米,基本不会有网络死角。5G时代,我们或许不用担心信号稳定性的问题了。
统计表明,目前4G移动网络中超过70%的业务发生在室内场景。相比4G,5G时代业务种类持续增多,行业边界不断扩展,室内移动网络覆盖将更加重要。
5G室内基站将会把家庭打造成为完整的网络体系。5G时代,万物互联,从密码锁的开启到屋里空调,冰箱等家用电器控制,甚至VR游戏或其他AI智能设备都需要5G网络来支持,有了5G室内基站,这么多家庭网络设备一体化运行就完全没有了问题。
京信通信网络产品事业部总经理罗漫江表示,我们正从后4G时代逐渐过渡到5G时代,信号覆盖也逐渐转变为容量需求覆盖,小基站以其高度灵活性、易部署、可管可控的特点,必将会成为5G时代室分的重要解决方案。
值得一提的是,此次会展上,中国移动两款5G产品。一款是CPE 先行者,5G CPE设备主要用来将5G等移动网络转换成WiFi信号。
另一款是5G BOX先行者,可以提供各类接口,方便用户选择接入各种终端,比如可将5G网络转化成LAN接口网络对外输出。
这几大功能将为我们以后的网络转换带来超出想象带来巨变。业内人士表示,现在是有线网络转WiFi,未来是移动网络也可转WiFi,甚至移动网络转有线网络,用户使用更加方便。
这种变化带来的好处显而易见,有了5G基站,到时候家里有就可以根据实际需求,随意选择直接用5G流量还是宽带网络了,用户可以通过手机在任何地方进行任何游戏,并获得与在家里主机上相同的性能。
03
室内5G基站有危害性辐射吗?
不过,尽管5G室内基站好处多多,但有不少人不免疑问,相比2G、3G、4G基站而言,5G基站建在自己家里,辐射会不会更大呢?事实真的是这样吗?
对此,贵州移动大数据分公司总经理李文华表示,这是一个误解,从2G基站到5G基站,辐射其实是越来越小的。以中国移动为例,在4G时代,大型基站的功率为40瓦,小型基站功率为20瓦,但在5G技术下,微基站的功率仅为10瓦,微微基站功率只有250毫瓦。与此相对应的是,家用照明灯每盏的功率就达到了15瓦到40瓦。
近日,中国工程院院士邬贺铨也对这个问题进行了回应:“很多人会误认为基站有电磁辐射危险,4G基站美国的辐射标准是每平方厘米600微瓦,中国基站电磁辐射标准只有40微瓦,比美国严格10倍”。
未来,5G网络需要建设的基站会更多,但是5G基站的辐射标准并没有变,还是要小于40微瓦/平方厘米。这个辐射量,甚至不如电吹风和电磁炉使用时的辐射量。
对此,在此次会展上,有相关厂商也表示,5G设备都是严格按照国际标准生产的,所有基站辐射强度都在国家标准规定的范围之内,完全不必担心影响健康。
实际上,基站越密集,辐射反而会更小。有专家表示,5G基站密集,手机能轻松获取基站所发射出来的微波信号,手机信号越好,用户实际受到的电磁辐射反而越小。
总的来说,5G室内小基站辐射肯定是有的,但不会对人产生太大影响。
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你知道身边的移动通信基站有多少种吗?
基站包括微蜂窝、宏蜂窝。基站(BS)即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在有限的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元,完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能。
1、 名词解释
微蜂窝( microcell )是在宏蜂窝的基础上发展起来的一门技术。与宏蜂窝相比,它的发射功率较小,一般在 2W 左右;覆盖半径大约为 100m ~ 1km ;基站天线置于相对低的地方,如屋顶下方,高于地面 5m ~ 10m ,无线波束折射、反射、散射于建筑物间或建筑物内,限制在街道内部。微蜂窝最初被用来加大无线覆盖,消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离,每个单元区域的信道数量较多,因此业务密度得到了巨大的增长,将它安置在宏蜂窝的“热点”上,可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。
宏蜂窝式移动电话的建网初期,蜂窝小区的覆盖半径较大,一般在1~2.5千米左右,有的甚至达到20千米以上,因此被称作“宏蜂窝”小区。
直放站(中继器)属于同频放大设备,是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站在下行链路中,由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号,通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离,将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中,覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站,从而达到基地站与手机的信号传递。
RRU(射频拉远模块)和BBU(基带处理单元)之间需要用光纤连接。RRU(Radio Remote Unit)技术特点是将基站分成近端机即无线基带控制(Radio Server)和远端机即射频拉远(RRU)两部分,二者之间通过光纤连接,其接口是基于开放式CPRI或IR接口,可以稳定地与主流厂商的设备进行连接。BBU(Building Base bandUnite)室内基带处理单元
宏蜂窝
微蜂窝
直放站
2、 微蜂窝、基站、宏蜂窝、直放站和BBU+RRU的特点
1)宏基站,直白点,铁塔站,比较大的那种,一个站覆盖几十公里。造价及建设周期更大。
2)微基站,在楼宇中或密集区安装的小型基站,覆盖小,用户量低。
3)直放站,不能单独使用,它将基站信号放大,发射至基站覆盖不到的地方。
4)BBU+RRU,是一种射频拉远技术,3G网络大量使用分布式基站架构,RRU(射频拉远模块)和BBU(基带处理单元)之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。
5)原理及区别:基站都有自己的频点,频率范围,有用户数,网络好,便于规划,当然费用也较高;直放站是借用基站的资源,它的下挂用户数是占用基站资源的,它的价格便宜,便于覆盖,但网络不好,规划困难,信号如果泄露到基站覆盖范围会对其造成影响。
3、 微蜂窝、宏蜂窝和直放站的特征及区别
1)宏蜂窝一般是指机柜,一个小区配置可达到12载波,发射功率也比较大,比如47db,适合城区或者郊区的广覆盖或者正常覆盖,需要建立机房;
2)微蜂窝大小有如一个热水器,一般只有2个载波配置,当然有的可以级联数个微蜂窝增大配置,但功率较小,一般33db,适于城区补点,室内覆盖等,可以不用机房,吊在弱电井就可以搞定;
3)由于城区宏站建设趋于饱和,而覆盖向纵深的发展对微蜂窝和直放站的需求越来越多;
微蜂窝将在室内覆盖占据很大市场地位.目前城市高楼多而密,屏蔽多,室外信号无法很好的渗透到室内.需要在大楼内增加覆盖.现在全国各地都在陆续建设室内覆盖,市场还是比较大的.
宏蜂窝和微蜂窝的区别在于无线资源(载频)配置的高低,前者大于后者.
基站是宏蜂窝,直放站用于企业、大楼、商场内,接收宏蜂窝的无线信号——放大——再覆盖楼内,微蜂窝也用于大楼、商场.
直放站与微蜂窝的区别在于,前者的信号源在远处的基站,它负责接收和放大,它并不增加容量,后者本身就是一个信号源,增加容量
4、 微蜂窝、宏蜂窝和直放站的容量和覆盖范围
1800比900自由空间的传播损耗多6DB,而且绕射能力较差,但是建筑物贯穿损耗两者差别不大,1800稍好。所以宏站方面通常双频网是900保证覆盖,1800吸收话务
传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(macrocell)构成,每小区的覆盖半径大多为1km~25km,基站天线尽可能做得很高。在实际的macrocell内,通常存在着两种特殊的微小区域。一是“盲点”,由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域,该区域通信质量严重低劣;二是“热点”,由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域,它支持macrocell中的大部分业务。以上两“点”问题的解决,往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。除了经济方面的原因外,从原理上讲,这两种方法也不能无限制地使用,因为扩大了系统覆盖,通信质量要下降;提高了通信质量,往往又要牺牲容量。近年来,随着业务需求的剧增,这些方法更显捉襟见时,这样便产生了微蜂窝技术。
——微蜂窝小区(microcell)的覆盖半径为30m~300m,基站天线低于屋顶高度,传播主要沿着街道的视线进行,信号在楼顶的泄露小。因此,microcell最初被用来加大无线电覆盖,消除macrocell中的“盲点”。由于低发射功率的microcell基站允许较小的频率复用距离,每个单元区域的信道数量较多,因此业务密度得到了巨大的增长,且RF干扰很低,将它安置在macrocell的“热点”上,可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。
——实际上,microcell主要安置在macrocell内的“热点”地区。不同尽寸的小区重叠起来,不同发射功率的基站紧邻并同时存在,使得整个通信网络呈现出多层次的结构。相邻microcell的切换都回到所在的macrocell上,macrocell的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络,并作为移动用户在两个microcell区间移动时的“安全网”,而大量的microcell则构成微蜂窝下层网络。随着容量需求的进一步增长,运营者可按同一规则安装第三或第四个microcell层。一个多层次网络,往往是由一个上层宏蜂窝网络和数个下层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系统。
——智能蜂窝是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系统,智能地监测移动台所处的位置,并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。对于上行链路而言,采用自适应天线阵接收技术,可以极大地降低多址干扰,增加系统容量;对于下行链路而言,则可以将信号的有效区域控制在移动台附近半径为100~200 波长的范围内,使同道干扰大小为减小。智能蜂窝小区既可以是macrocell,也可以是microcell。利用智能蜂窝小区的概念进行组网设计,能够显著地提高系统容量,改善系统性能。
室内分布:是覆盖室内的分布系统,应该含信源和天馈系统;信源包括宏站、微蜂窝直放站等
宏蜂窝:宏站,就是一般说的基站,容量相对最大
微蜂窝:相对宏蜂窝而言的,容量和覆盖范围较小
直放站:本质是放大器,不具有基站的功能,只是把基站小区的信号放大,是基站信号的延伸~容量取决于施主小区
微蜂窝不能扩容(2载频),宏蜂窝可根据需要扩容
室内分布系统的信号源有以下几种接入方式:
(1) 宏蜂窝作信源接入信号分布系统;
(2) 微蜂窝作信源接入信号分布系统;
(3) 直放站作信源接入信号分布系统。
5、 室内分布中的微基站,微蜂窝,光纤直放站,有什么相同的地方和不同的地方,都是什么意思~!
所谓的微基站应该是指室内站,室内基站有的是从宏站直接耦合信号,有的则是直接在机房里添加基站,只作室内分布用,而微蜂窝则可以对比宏蜂窝来理解,它的功能和宏站差不多,只是它的功率较小,覆盖范围要小,覆盖距离在100m-1Km之间,它可以增加系统容量,一般结合宏基站使用,安装在话务量密集的地方,可以增加系统容量和质量,它的针对性是用户密度,像北国商城和北国先天下,因用户较多,话务量密集就是安装的微蜂窝来解决的问题,而对于直放站则可理解为信号中继器,首先需要说明的是直放站可以把宏站或微蜂窝的信号拉到弱覆盖区,增加基站信号的利用率,但它不能增加系统容量,因此话务密集的地方不可采用直放站,直放站有很多中,有同频直放站,移频直放站,而光纤直放站是随着光纤技术的成熟而产生的!光纤直放站由近端和远端组成,近端一般安装于机房内,而远端则根据设计需要安装于需要覆盖的区域,采用光纤直放站的好处有,传输距离大但损耗小,比采用同频直放站和馈线损耗要小的多!而且光纤直放站可以采用一拖多的方式,安装灵活,不许增加其他有源器件,因此对系统的干扰要小很多。但效果很好。
室内分布系统有很多种:
1)微蜂窝直接覆盖
2)微蜂窝+干放覆盖方式
3)微蜂窝+光纤直放站覆盖方式
4)宏基站直接覆盖
5)宏基站+干放直接覆盖
6)宏基站+光纤直放站覆盖方式
耦合器与合路器作用正好相反。耦合器用于接收端,合路器用于发射端。耦合器将接收到的无线信号分为几路给不同的接收机,合路器则将几路从不同发射机过来的射频信号合为一路到天线发射。
耦合器和基站合路器是不同的。耦合器是需要对输入信号进行不等份分配,输出端包括一个耦合端,一个直通端。输入端只有一个,输出端有两个。
基站合路器是将基站的两路输入信号合为一路,或者将两路信号混合再输出两路,需要的是大功率,低插损。输入端为两个,输出端口可以为一个,也可以为两个。
电桥是同频合路器件,和耦合器的实现原理也不同。
功分器和合路器的区别:
(一)、功分器和合路器使用区别
1、功分器是实现信号分配的器件。
2、合路器是将同频段及不同频段的信号进行合路。
3、将合路器作为功分器使用没有问题
4、将功分器作为合路器用时需注意其输入的信号要求是等幅。
5、但要注意二者在使用时都要注意功率容量及频段范围。
(二)、功分器和合路器原理区别
双工器和合路器在我看来是不一样的,双工器一般用在设备的输出和输入端,用来隔离不同的频段的信号。比如:移动通信的上下行信号。合路器在硬件电路中一般用在功率合成方面的。比如:要得到一个40dbm的信号,就可以用两个输出功率为20dbm的功率放大器进行合路。他们内部的结构原理也应该不一样的,双工器的内部应该是滤波腔体(大的双工器),合路器内部应该是一个偶合电路。
(三)、功分器和合路器词语区别
“合路器“这个名词已经被用在两个地方,是要区别一下一个就是异频合路器,也叫天线共用器,简单来说就是几个滤波器共用一个端口,节省天线数量。另外一个场合也叫合路器,我更想叫它功率合成器,把功分器”倒“过来用就是功率合成器了吧?请高手鉴定!
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