认识室内5G网络部署的挑战
By Adam Smith
October 9, 2024电信行业已投入超过六年时间部署5G网络。可以说,5G已相对成熟,如今无处不在,特别是在北美地区。
然而,5G在室内部署方面却表现不佳。
每当你走进家得宝、沃尔玛或其他大型零售商时,这个问题便显而易见。手机信号通常很差,因为5G主要部署在室外——这意味着手机需要与建筑外的基站进行通信。
这一切都源于无线电波的基本物理特性。5G使用的蜂窝频段频率高于旧的4G 700MHz频段,而5G无线电信号穿透物体和建筑物的能力远不如4G LTE频段。这意味着4G LTE提供了更好的覆盖范围和距离,但缺乏5G的带宽——这就是两者之间的权衡。
中频段5G的潜力与局限
5G一直被视为一个异构网络。它已演化为低频段(低于1GHz)以实现广泛覆盖,以及高频段(毫米波/28-39GHz)以实现更高的数据传输速率。
过去两到四年间,中频段5G(3.4-3.6GHz)应运而生。
中频段是室外覆盖的“黄金频段”,因为它比毫米波更易于部署,且带宽远超低频段。对于无线运营商而言,这是一次巨大的升级,因为700MHz频段只有10-20MHz的频谱可用,但在3.5GHz频段,多达100MHz的频谱被开放,容量提升了多达10倍。
尽管中频段对运营商非常有用,但在改善室内覆盖方面却成效有限。
私有5G蜂窝网络提供解决方案
解决室内覆盖差距的明显方法是在室内部署5G基站。这可以通过“小基站”和“毫微微基站”来实现,它们是紧凑型、短程基站,可以部署在购物中心或大型建筑内,以填补室内5G覆盖空白。
虽然这些小基站可以解决室内覆盖的技术问题,但现在的问题是,谁来承担部署费用。例如,在美国,这可能需要至少为前三大无线运营商——AT&T、T-Mobile和Verizon——各自部署一个室内5G基站,其他国家也面临类似问题。
为了提供尽可能最佳的用户体验,运营商可以投资建立一个中立的网络,以避免基站重复建设,但这需要整个行业围绕一个共同平台团结起来——这一问题尚未取得进展。
要实现或多或少“运营商中立”的状态,可能会无意中推动行业走向私有5G网络之路,即由现有运营商网络之外的组织提供5G覆盖的基础设施。
成本难题
虽然私有网络绕开了运营商的问题,但室内小基站部署的挑战在于成本。大型零售商不太可能仅因为顾客在室内信号不佳就安装私有5G网络。为他们提供中立主机支持的概念根本不在他们的商业模式之中。
然而,诺基亚最近委托进行的一项调查显示,私有5G网络似乎为部署它们的公司带来了积极成果,而且部署的数量和规模都在显著增长。这是一个有希望的迹象,表明私有网络可以解决5G的室内覆盖问题。
5G到Wi-Fi的切换能解决室内蜂窝覆盖问题吗?
那么,我们在家中自动连接的Wi-Fi的便利性又如何呢?在车内使用Wi-Fi也有类似的体验,它可以无缝地将通话切换到蜂窝网络。
不幸的是,今天的室内服务并不存在这种漫游概念。即使像WBA OpenRoaming联合会这样的联盟也要求用户注册并登录服务,这与蜂窝网络的即时点对点移动性相比,给用户带来了不便。
移动性的便利是有代价的,最终,大型商店部署Wi-Fi的原因是它相对便宜,而且已经成为消费者期望的便利设施。蜂窝行业尚未实现的是,确保无处不在的室内5G覆盖所需的资本成本与私有企业Wi-Fi网络相当。
未来展望
在4G和5G覆盖都可用但5G信号较弱的地方,用户可能会发现自己被“降级”到4G服务。例如,如果他们尝试使用4G服务浏览一个视觉密集的网页以了解商店的产品,那么消费者体验可能会很差。
这正是O-RAN可以通过推动更高的5G集成、更低的功耗和更低的成本来缩小5G和Wi-Fi之间差距的地方。运营商还可以通过将基站与实际的无线电单元分离来实现这些好处。想象一下一个集中的核心网络,其中无线电只是一个简单的光纤或以太网连接,比将整个基站基础设施引入室内更便宜。这几乎就像电信的数据服务器一样。
这就是我们今天的处境。我们有工具来解决室内5G的技术挑战,O-RAN有可能为私有网络部署提供有力推动。然而,室内覆盖不佳所带来的痛苦是否足以克服潜在的部署成本,仍有待观察。
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