盡管目前正在進(jìn)行5G移動(dòng)通信試驗(yàn)，但由于所需投資規(guī)模巨大，大多數(shù)行業(yè)分析師預(yù)計(jì)，全面的網(wǎng)絡(luò)部署還需要幾年時(shí)間，全球移動(dòng)運(yùn)營商必須在未來投資需求和短期現(xiàn)金流之間找到一種平衡。固定無線接入（FWA）雖然是一項(xiàng)既定服務(wù)，但目前正在通過5G技術(shù)進(jìn)行改造，以提供與寬帶光纖連接相當(dāng)?shù)男阅芩疁?zhǔn)。5G FWA具有更高的性能、相對(duì)較低的部署成本和自我配置的潛力，因而成為對(duì)消費(fèi)者非常有吸引力的技術(shù)，許多運(yùn)營商正在抓住機(jī)會(huì)在各自市場中部署5G FWA服務(wù)。本文中，我們將詳細(xì)探討5G FWA技術(shù)。

FWA簡介

FWA定義為通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)客戶端設(shè)備（CPE）提供的寬帶連接，此CPE可以具有多種格式，包括室內(nèi)（桌面和窗口）和室外（屋頂和墻壁安裝）等方式。請(qǐng)注意，此定義不包括移動(dòng)寬帶解決方案，例如通過便攜式、電池供電Wi-Fi路由器和加密狗等提供的連接。

圖1：FWA配置。

FWA已是相當(dāng)成熟的技術(shù)。例如，EE在2018年2月推出了一項(xiàng)服務(wù)，以解決58萬戶英國家庭沒有足夠固定接入的問題。 FWA安裝成本估計(jì)不到固定接入的40％[1]，但卻能夠提供價(jià)格合適且易于安裝的寬帶接入，并具有用戶可以自行安裝CPE的優(yōu)勢。

盡管此項(xiàng)服務(wù)非常方便，但基于4G/LTE技術(shù)的FWA下載速度和延遲卻無法與光纖寬帶連接相抗衡。而隨著網(wǎng)絡(luò)性能的顯著提高，基于5G的FWA有望成為與光纖連接相比具有真正競爭力的技術(shù)，同時(shí)保留其便利性和成本優(yōu)勢。

5G推出正在重塑FWA性能

通過使用高頻頻譜（mmWave），5G可以實(shí)現(xiàn)數(shù)GHz的FWA速度，并且延遲可低至1ms，5G FWA響應(yīng)時(shí)間將會(huì)與固定連接相當(dāng)。的確，最初5G試驗(yàn)結(jié)果顯示下載速度高達(dá)10～25Gbps，而目前英國家庭寬帶的平均速度約為30Mbps。

5G技術(shù)承諾，將通過支持廣泛的現(xiàn)有和尚待定義的應(yīng)用來改變我們的生活，并在多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是，負(fù)責(zé)推出全新網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的全球移動(dòng)運(yùn)營商卻面臨很多挑戰(zhàn)。盡管5G的長期前景看好，但仍需要進(jìn)行大量投資，尤其是需要支持mmWave頻率，以釋放5G技術(shù)的全部潛力。同時(shí)，隨著當(dāng)前服務(wù)的大眾化，許多運(yùn)營商仍致力于4G/LTE服務(wù)，但營收卻趨于平緩甚至下降。因此，對(duì)于大多數(shù)人來說，5G商業(yè)優(yōu)勢并不明顯，他們將優(yōu)先考慮那些能夠產(chǎn)生早期收入的投資。

在這種背景下，5G FWA是運(yùn)營商的理想選擇。一項(xiàng)針對(duì)全球部署計(jì)劃的總結(jié)表明，許多初始的5G部署都是基于3GPP的“非獨(dú)立（non-stand-alone）”選項(xiàng)，即通過利用現(xiàn)有4G/LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施在6GHz以下頻譜中提供5G服務(wù)。在進(jìn)行這些投資后，運(yùn)營商通過這些基礎(chǔ)設(shè)施來提供FWA服務(wù)則相對(duì)簡單，例如，可以為農(nóng)村地區(qū)提供高速，高覆蓋率的服務(wù)。

圖2：非獨(dú)立的5G NR。（來源：Qualcomm）

其他示例表明，Verizon和AT＆T等運(yùn)營商選擇將其最初的5G投資重點(diǎn)放在為利潤豐厚的市場構(gòu)建mmWave基礎(chǔ)設(shè)施層面，以便為人口稠密的城市地區(qū)消費(fèi)者提供FWA服務(wù)。

無論選擇哪種路線，分析人士都認(rèn)為，在全球運(yùn)營商推出的5G服務(wù)中FWA將會(huì)扮演重要角色，愛立信（Ericsson）預(yù)測2019年至2025年間接入數(shù)量將增長三倍。同時(shí)，SNS Telecom預(yù)測，全球FWA收入預(yù)計(jì)從2019年底的10億美元，增長到2025年的超過400億美元，復(fù)合年增長率為84％[2]?。

5G FWA部署場景

FWA可以部署在1GHz和6GHz層之間的5G容量和覆蓋頻譜層（Capacity and Coverage spectrum layer），也可以部署在28GHz的mmWave，甚至更高頻率的超級(jí)數(shù)據(jù)層（Super Data Layer）。在低于6GHz頻率下，盡管數(shù)據(jù)吞吐量低于mmWave，但覆蓋范圍卻足夠大，并且可以通過非獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)施提供FWA。低于6GHz的部署可以提供比當(dāng)前寬帶快100倍的下載速度，對(duì)無法使用光纖的消費(fèi)者和企業(yè)具有很大吸引力。從運(yùn)營商的角度來看，低于6GHz的FWA服務(wù)部署使他們能夠?qū)⒛繕?biāo)鎖定在偏遠(yuǎn)地區(qū)訂戶，而無需構(gòu)建較小的網(wǎng)絡(luò)單元。此外，此頻率的無線電波更能穿透建筑物，從而有利于室內(nèi)用戶自行裝配使用CPE，這是運(yùn)營商考慮提供服務(wù)經(jīng)濟(jì)性的重要因素。

在超級(jí)數(shù)據(jù)層的mmWave頻率下，5G FWA提供的性能水平可與光纖媲美。通過將高級(jí)天線系統(tǒng)（AAS）與高數(shù)量MIMO和波束成形技術(shù)結(jié)合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)窄波束服務(wù)，適用于更高密度用戶而不會(huì)受到干擾。盡管在此級(jí)別上部署5G FWA需要投資以提高網(wǎng)絡(luò)密度，但由于可為更多客戶提供服務(wù)而抵消了這些投入。另一方面，mmWave穿透普通建筑材料的效果很差，這意味著CPE需要一個(gè)外部天線來減輕信號(hào)衰減。盡管這使安裝過程復(fù)雜化，但在許多情況下仍然可以自行安裝。即便客戶不能自行安裝，在城市地區(qū)，由運(yùn)營商管理的安裝既不復(fù)雜，成本也不高，而且，在任何情況下都比固定線路安裝便宜且快捷。

5G服務(wù)需要強(qiáng)大供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)

從連接器到能夠以mmWave頻率運(yùn)行的復(fù)雜RF收發(fā)器，全球市場5G服務(wù)的推出帶動(dòng)了對(duì)各種組件和設(shè)備的需求。依據(jù)現(xiàn)已完全定義的核心5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（3GPP release 15），5G供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)可以放心地開發(fā)支持5G服務(wù)所需的組件、系統(tǒng)和子系統(tǒng)。

Qorvo專門從事5G基礎(chǔ)設(shè)施所需RF IC、晶體管、RF前端模塊、接收和發(fā)射模塊以及低噪聲放大器等專業(yè)RF器件的設(shè)計(jì)和制造。 Qorvo的QPF4001 GaN MMIC等產(chǎn)品能夠解決在5G mmWave頻率下進(jìn)行設(shè)計(jì)的諸多挑戰(zhàn)。

結(jié)論

伴隨5G服務(wù)的啟動(dòng)，全球各地運(yùn)營商正在執(zhí)行一系列市場推廣策略。 5G服務(wù)距離帶來真正的經(jīng)濟(jì)利益還需要幾年時(shí)間，并且也取決于5G網(wǎng)絡(luò)的全面部署，其中需要大量投資。在樂觀看到這一長期前景的同時(shí)，運(yùn)營商也必須平衡未來投資與短期現(xiàn)金流之間的關(guān)系，5G FWA被公認(rèn)為是5G“助推泵（pump primer）”服務(wù)，能夠通過低成本、易于安裝設(shè)備提供光纖級(jí)性能。

而隨著5G部署的加速，5G設(shè)備開發(fā)人員依賴于一個(gè)全面的生態(tài)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)快速的市場進(jìn)入，而能夠提供先進(jìn)技術(shù)的分銷商（例如Mouser Electronics）在該生態(tài)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。

[1]?5G 技術(shù)下的 固定無線接入(FWA): 2017 – 2030 – 機(jī)遇，挑戰(zhàn)，策略和展望, SNS Telecom

[2]?5G 技術(shù)下的 固定無線接入(FWA): 2017 – 2030 – 機(jī)遇，挑戰(zhàn)，策略和展望, SNS Telecom
編輯：hfy