認識室內5G網路部署的挑戰
By Adam Smith
October 9, 2024電信行業已投入超過六年時間部署5G網路。 可以說,5G已相對成熟,如今無處不在,特別是在北美地區。
然而,5G在室內部署方面卻表現不佳。
每當你走進家得寶、沃爾瑪或其他大型零售商時,這個問題便顯而易見。 手機信號通常很差,因為5G主要部署在室外——這意味著手機需要與建築外的基站進行通信。
這一切都源於無線電波的基本物理特性。 5G使用的蜂窩頻段頻率高於舊的4G 700MHz頻段,而5G無線電信號穿透物體和建築物的能力遠不如4G LTE頻段。 這意味著4G LTE提供了更好的覆蓋範圍和距離,但缺乏5G的頻寬——這就是兩者之間的權衡。
中頻段5G的潛力與局限
5G一直被視為一個異構網路。 它已演化為低頻段(低於1GHz)以實現廣泛覆蓋,以及高頻段(毫米波/28-39GHz)以實現更高的數據傳輸速率。
過去兩到四年間,中頻段5G(3.4-3.6GHz)應運而生。
中頻段是室外覆蓋的「黃金頻段」,因為它比毫米波更易於部署,且頻寬遠超低頻段。 對於無線運營商而言,這是一次巨大的升級,因為700MHz頻段只有10-20MHz的頻譜可用,但在3.5GHz頻段,多達100MHz的頻譜被開放,容量提升了多達10倍。
儘管中頻段對運營商非常有用,但在改善室內覆蓋方面卻成效有限。
私有5G蜂窩網路提供解決方案
解決室內覆蓋差距的明顯方法是在室內部署5G基站。 這可以通過“小基站”和“毫微微基站”來實現,它們是緊湊型、短程基站,可以部署在購物中心或大型建築內,以填補室內5G覆蓋空白。
雖然這些小基站可以解決室內覆蓋的技術問題,但現在的問題是,誰來承擔部署費用。 例如,在美國,這可能需要至少為前三大無線運營商——AT&T、T-Mobile和Verizon——各自部署一個室內5G基站,其他國家也面臨類似問題。
為了提供盡可能最佳的用戶體驗,運營商可以投資建立一個中立的網路,以避免基站重複建設,但這需要整個行業圍繞一個共同平臺團結起來——這一問題尚未取得進展。
要實現或多或少「運營商中立」的狀態,可能會無意中推動行業走向私有5G網路之路,即由現有運營商網路之外的組織提供5G覆蓋的基礎設施。
成本難題
雖然私有網路繞開了運營商的問題,但室內小基站部署的挑戰在於成本。 大型零售商不太可能僅因為顧客在室內信號不佳就安裝私有5G網路。 為他們提供中立主機支援的概念根本不在他們的商業模式之中。
然而,諾基亞最近委託進行的一項調查顯示,私有5G網路似乎為部署它們的公司帶來了積極成果,而且部署的數量和規模都在顯著增長。 這是一個有希望的跡象,表明私有網路可以解決5G的室內覆蓋問題。
5G到Wi-Fi的切換能解決室內蜂窩覆蓋問題嗎?
那麼,我們在家中自動連接的Wi-Fi的便利性又如何呢? 在車內使用Wi-Fi也有類似的體驗,它可以無縫地將通話切換到蜂窩網路。
不幸的是,今天的室內服務並不存在這種漫遊概念。 即使像WBA OpenRoaming聯合會這樣的聯盟也要求用戶註冊並登錄服務,這與蜂窩網路的即時點對點移動性相比,給用戶帶來了不便。
移動性的便利是有代價的,最終,大型商店部署Wi-Fi的原因是它相對便宜,而且已經成為消費者期望的便利設施。 蜂窩行業尚未實現的是,確保無處不在的室內5G覆蓋所需的資本成本與私有企業Wi-Fi網路相當。
未來展望
在4G和5G覆蓋都可用但5G信號較弱的地方,使用者可能會發現自己被“降級”到4G服務。 例如,如果他們嘗試使用4G服務流覽一個視覺密集的網頁以瞭解商店的產品,那麼消費者體驗可能會很差。
這正是O-RAN可以通過推動更高的5G集成、更低的功耗和更低的成本來縮小5G和Wi-Fi之間差距的地方。 運營商還可以通過將基站與實際的無線電單元分離來實現這些好處。 想像一下一個集中的核心網路,其中無線電只是一個簡單的光纖或乙太網連接,比將整個基站基礎設施引入室內更便宜。 這幾乎就像電信的數據伺服器一樣。
這就是我們今天的處境。 我們有工具來解決室內5G的技術挑戰,O-RAN有可能為私有網路部署提供有力推動。 然而,室內覆蓋不佳所帶來的痛苦是否足以克服潛在的部署成本,仍有待觀察。
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