4G網(wǎng)絡中的微波傳輸解決方案

    在2013年12月4日，工信部向中國移動、中國聯(lián)通、中國電信頒發(fā)TD-LTE（4G）經(jīng)營許可之后，中國移動通信市場在2014年進入了4G網(wǎng)絡元年。2014年6月27日，工信部進一步向中國聯(lián)通和中國電信發(fā)放了用于混合組網(wǎng)實驗的FD-LTE牌照，標志著中國移動通信4G網(wǎng)絡將進入高速的發(fā)展和建設階段。

4G網(wǎng)絡建設需求

    根據(jù)中國移動2014年4G建設的目標，年底前計劃將建設50萬個TD-LTE基站。截至目前，中國聯(lián)通和中國電信混合組網(wǎng)的城市也分別由各自最初的16個城市發(fā)展到了40個城市。隨著大規(guī)模的4G網(wǎng)絡建設進行，建設過程也面對著越來越多的問題。

    一方面，從4G網(wǎng)絡覆蓋的廣度考慮，由于4G基站的覆蓋范圍要小于3G基站，因此4G網(wǎng)絡中LTE站點將更加密集。其中，為了滿足4G網(wǎng)絡連續(xù)覆蓋，將需要在現(xiàn)有站點的4G覆蓋盲區(qū)中新建站點，而在部分新建站點中，光纖資源短缺。尤其是在超級大城市中，如北京、上海、廣州等，光纖部署的進度和困難程度都無法滿足網(wǎng)絡建設的要求，移動回傳網(wǎng)絡資源面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)。另一方面，從4G網(wǎng)絡覆蓋的深度考慮，對于數(shù)據(jù)熱點區(qū)域和覆蓋邊緣區(qū)域，為了改善用戶的感知和體驗，基于宏基站下的Small Cell小站將在下一階段4G建設中更加廣泛地部署。Small Cell小站的部署將更加靈活、覆蓋范圍更小、部署密度更大，基于Small Cell小站的回傳方案也對網(wǎng)絡建設提出了新的挑戰(zhàn)。

    在上述情況下，國內(nèi)運營商已經(jīng)開始將微波傳輸解決方案正式納入了4G網(wǎng)絡建設規(guī)劃中。微波傳輸產(chǎn)品作為移動回傳的重要解決方案，由于其結構緊湊、部署靈活、安裝快速、維護簡單等特點，在全球運營商的網(wǎng)絡中得到廣泛部署。隨著近年來LTE網(wǎng)絡在全球的大量部署和微波傳輸技術的發(fā)展，微波傳輸產(chǎn)品在4G網(wǎng)絡中起到了更加重要的作用。

大容量大帶寬技術

    隨著移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展和演進，目前在3G和4G網(wǎng)絡中應用的微波主要以分組微波產(chǎn)品為主。得益于芯片工藝和系統(tǒng)技術的發(fā)展，以及更加開放的頻率政策和資源，分組微波產(chǎn)品的傳輸容量已經(jīng)大大超過了上一代TDM微波產(chǎn)品。目前最先進的微波產(chǎn)品的調(diào)制解調(diào)模式已經(jīng)可以最高支持到2048QAM，相比于傳統(tǒng)TDM微波最高256QAM的調(diào)制方式，頻譜的利用效率提高了40%。另外，在傳統(tǒng)頻段開放使用的56MHz或更大的頻率帶寬和近期運營商關注的E-band頻段（80GHz），使微波產(chǎn)品的傳輸容量進一步提升。在傳統(tǒng)頻段上的微波系統(tǒng)在2048QAM調(diào)制方式和56MHz帶寬條件下，通過XPIC技術可以在一個頻點上實現(xiàn)1Gbps以上的空口業(yè)務傳輸容量。在E-band頻段，由于其豐富和干凈的頻譜資源，可以通過分配更大的帶寬（如：250MHz~1.25GHz）實現(xiàn)超大的空口業(yè)務傳輸容量，例如在E-band頻段，256QAM調(diào)制方式和500MHz帶寬條件下，最大實現(xiàn)3.2Gbps的空口業(yè)務傳輸容量。

自適應調(diào)制解調(diào)技術和QoS功能

    針對4G移動網(wǎng)絡的業(yè)務特點，微波傳輸設備通過自適應調(diào)制解調(diào)接收對抗傳輸過程中的各種衰落，在傳輸環(huán)境和條件惡化的時候，通過調(diào)制解調(diào)方式的變化來改變微波系統(tǒng)的性能，從而保證業(yè)務的正常傳輸。調(diào)制解調(diào)變化而引起的帶寬變化，通過微波系統(tǒng)的QoS功能，實現(xiàn)對不同優(yōu)先級業(yè)務的分類處理。微波設備內(nèi)部8個級別的QoS機制，包括分類、調(diào)度、整形、沖突避免機制等可以實現(xiàn)對4G業(yè)務更加精細和靈活地處理。通過對內(nèi)部每個業(yè)務隊列長度的調(diào)整，可以根據(jù)不同業(yè)務的類型和性質，優(yōu)化業(yè)務傳輸?shù)臅r延和吞吐量。

V-Band微波產(chǎn)品應用

    根據(jù)全球的V-Band （60GHz）微波產(chǎn)品部署情況，主要優(yōu)點在于該頻段可免費使用，降低了頻譜占用費用；在256QAM調(diào)制解調(diào)方式下可以支持400Mbps以上業(yè)務吞吐量。另外，由于在V-Band頻段的氧氣衰減非常大，微波傳輸距離非常有限（最大約300m），因此V-Band微波的頻率復用效率非常高，微波傳輸鏈路間的頻率干擾非常有限，非常適用于作為密集部署的Smallcell小站的回傳解決方案。目前，NEC已經(jīng)商用的V-Band微波產(chǎn)品已經(jīng)在5個國家的多個運營商網(wǎng)絡中部署。該產(chǎn)品集成度非常高，采用全室外的產(chǎn)品結構，內(nèi)置高增益平板天線，微波產(chǎn)品總重量僅為5kg，非常適合各種環(huán)境條件下的部署，包括街道、墻面、路桿、公交站、報刊亭等。

高集成、低功耗

    隨著4G網(wǎng)絡的全面部署和快速建設，功耗已經(jīng)成為網(wǎng)絡建設中最大的問題之一，由于設備功耗帶來的網(wǎng)絡運行和維護開支將非常巨大。新一代微波產(chǎn)品在射頻技術和工藝發(fā)展的基礎上，微波系統(tǒng)的集成程度日益提高，結構更加簡單且小型化，以進一步降低微波產(chǎn)品的功耗。其中，NEC以其領先的射頻技術和制造工藝，在2013年在全球發(fā)布了首款超級緊湊和小型化的掌上型微波室外單元(IAG/IAP ODU)，無論從體積、重量還是功耗方面均全面超越目前市場上的同類產(chǎn)品。相比NEC之前的微波產(chǎn)品，該款新型室外單元(ODU)將體積減小三分之一，重量減少二分之一，僅為2kg；功耗節(jié)約至少30%，最低僅為18W。

Fronthaul微波解決方案

    目前新一代的微波產(chǎn)品已經(jīng)可以輕松實現(xiàn)千兆速率的傳輸容量。隨著微波技術的發(fā)展和新頻譜資源的開放，微波產(chǎn)品的傳輸容量將進一步提升，產(chǎn)品的種類更加多樣，微波應用場景也更加廣泛。依靠微波產(chǎn)品穩(wěn)定可靠的性能和大容量的傳輸能力，NEC在2014年發(fā)布了首款E-band頻段的CPRI微波產(chǎn)品，應用于分布式基站的基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠模塊（RRU）之間的無線連接，提供了移動網(wǎng)絡的前程網(wǎng)（Fronthaul）回傳一種全新的室外解決方案。NEC的CPRI微波產(chǎn)品的傳輸容量達到2.5Gbps，可以滿足CPRI Ver5.0 Option-3(2457.6Mbps)的速率要求，提供標準的CPRI業(yè)務接口，可以用于解決BBU+RRU的多通道傳輸方案。CPRI微波產(chǎn)品的引入，使運營商的移動網(wǎng)絡建設更加多樣化，網(wǎng)絡的結構更加靈活。

    多樣化的產(chǎn)品、先進的技術和功能、穩(wěn)定的系統(tǒng)性能、簡單緊湊的結構和超低的功耗、強大的環(huán)境適應能力、部署快速安裝方便，使微波產(chǎn)品在移動傳輸網(wǎng)絡建設過程中作為重要的傳輸手段，受到運營商普遍的重視。在國內(nèi)未來4G網(wǎng)絡建設過程中，微波產(chǎn)品也將日益發(fā)揮重要的作用，為各運營商的網(wǎng)絡建設提供更多的選擇并提高網(wǎng)絡建設的效率。

作者：抒文 來源：人民郵電報