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广电的700M为什么被称为黄金频段?

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发表于 2023-2-22 10:44 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 RGB_lamp 于 2023-2-22 10:45 编辑
/ O% p( T- x+ [& r% _* G4 z& V5 y1 D% X0 m3 V
广电的700M为什么被称为黄金频段?
& z- r0 ~) Z7 v9 l- Y, @在中国,任何一个频段都不及700M这样引人瞩目。) U$ Y; C6 l1 M' W  ^" L
它被称作移动通信的「黄金频段」,在4G时代就曾引爆过无数的话题。$ y4 }5 d) V4 }3 I, s2 U3 c
700M,到底何德何能,有如此之美誉,承载如此多的期望?
! d& c, x% O* J' _5 y到了5G时代,中国广电携700M在众望所归中正式入局,成为了第四家移动运营商。1 U4 N/ O! d& U) ~9 ~
这位手握重器的新晋玩家,是籍籍无名,亦步亦趋,还是特色鲜明,剑走偏锋?
7 C! @1 \! U; S0 N; C本期,我们就来聊聊700M的那些事儿。
/ z" s2 n( q! L1 @6 K* `一、「黄金频段」也有缺点
; w9 N( U, a% f* {0 B3 x130多年前,随着电火花的微光在赫兹的实验台上的闪烁,人类叩开了电磁波的大门。从此,这种看不5 w+ @& ~) O/ H7 g& p
见摸不着的神秘物质开始被人类驯服。4 o0 H7 w3 }: _+ B; L
电磁波在空间中以正弦波的形式进行传播,这里要引入一个简单而神奇的公式:' r+ J- T- S0 m3 E- }( X# p
C=λf8 C- i* _: s2 ~* k4 C8 [* L, c
C:就是光速,光速是宇宙中的一个基本常量,电磁波正是以光速传播。
" F0 d% S4 U( P' }+ D/ \% q* mλ:就是波长,就是电磁波在一个周期内能传播的距离。7 b- X% G% f% \8 q3 b0 g2 c
f:就是频率,也就是每秒能传播几个波长。单位就以赫兹为名,举例来说,1Hz的含义就是电磁波每秒
* l1 U. a4 B+ V' {, a2 f8 y传播一个波长,1000000Hz(又叫1MHz或者1兆Hz)的含义就是每秒传播一百万个波长。! D4 J0 n  c2 I* B+ J1 Q( A
由于光速恒定,所以波长和频率就是成反比关系,即波长越长,频率越低;反过来就是波长越短,频率) u) z' ^1 O! l& W9 t  J" [
越高。# t6 \1 r! b2 x8 i: N. q% V

! c1 ~, R( i& k  n下图是5G定义的两个频段范围,其中FR1的范围是410MHz到7125MHz,实际上,4G使用的主流频谱6 G) S& c/ W' o5 h
就处于700MHz到3500MHz之间,5G则在继承4G频谱的同时不断向高频段,大带宽拓展。+ V" u6 \4 ~& k9 O/ I- T

7 ?. r, P' Q. b频率越高,可用的频谱带宽也就越大,能提供的峰值速率也就越高。这满足了5G超高下载速率的需求,7 U9 [2 [$ R$ D0 z% W' O% n( |
但较高的频段的缺点也不可忽视。
0 o' D0 C: X# o那就是,频率越高,波长越短,越趋向于直线传播,在复杂环境中的传播损耗越大,折射和绕射能力越* g6 l! z" ]) z/ K( [
差。我们对此最直观的感受就是穿墙能力差。; T  r  c5 o# E( f* z# T
举例来说,WiFi信号和灯光都是电磁波,WiFi信号使用的频率为2.4GHz和5GHz,我们还能讨论下家用" i5 z8 ]+ {( O4 a5 o( c% b0 e$ R
路由器能穿一堵墙还是两堵墙的问题;而可见光的频率非常高,是WiFi所在频率的十几万倍,因此不但! B- Z; v) X4 c, J8 t
穿不了墙,甚至连纸都穿不了。3 @( r+ S" Y0 t7 X, D4 V! T! u
因此,在进行基站建设时,使用的频段越高,基站的覆盖半径就越小,想要达到连续覆盖的话,就必须: U- c0 y9 j. l$ _
把基站建得很密集。也就是说,频段越高,需要建的基站也就越多,成本自然是水涨船高。+ z9 D0 @& p6 ]7 y0 g

7 I0 u2 R0 P4 A6 i* [0 J
$ z, P, b. R2 D1 G并且,信号的频率高了,对于室内的覆盖,是要难上加难。1 P0 b- {+ O8 }4 A! I
如上图所示,基站信号要从基站到达你家,需要经过室外传播损耗,绕射损耗,树木和房屋的穿透损
, s5 u. [( k( h) `* t5 O3 d6 h耗,以及室内的传播损耗等五大杀手,需要强者才能生存。# T( X1 a; x! K$ O4 m% S9 j  L
700MHz,正是这样的强者。" `6 {' I: F8 q" j! U' r6 V7 h
它是移动通信最广泛使用的低频段(小于1GHz,也称Sub1G),传播损耗小,覆盖能力非常强大。
% U# R3 ~+ _' B到2020年底,中国移动已建成5G基站约35万个,才基本实现了大部分地级市的覆盖。但要覆盖广大县
! c$ ]1 a8 h# o# K' g4 p1 Q城和郊区,还需要更多的基站。* I: J$ _6 N& z0 m& `  Q
中国移动使用的5G频谱为2.6GHz,稍高于4G的频谱。目前移动在全国共有315万个4G基站,5G覆盖
7 b& j3 c/ ?: _+ c要达到4G的覆盖程度,还需新建的基站数量可想而知。' g0 X" s9 f& }% o# Z% w! W, Z
据透露,使用700M频段,只需建设45万到50万个基站就可以覆盖全国了。广电计划2021年建40万个
6 |& r. p  f9 q9 l基站,就可以覆盖到全国90%以上的村庄。
" j. E  R* d, p8 r  [, J, W1 D6 @# z由此可见,700M频段的覆盖优势是非常巨大的,这样正是它被称作「黄金频段」的原因。9 z6 x; `  }& H/ l2 E. ^, }
那么,这个「黄金频段」就真的完美无缺么?所谓成也萧何败也萧何,700M的缺点和优点互为因果,不可分割。0 i# Z" {9 m& I/ y1 T& p$ r
由于700M的频率低,所以波长就相对较大,导致信号在发送或者接收时,需要的天线振子的尺寸也必
& N- \. p7 ]0 B' S" ?1 S& P* v' O须相应变大。但天线的面积是有限的,自然容不下太多的振子。
: v- L: p- I# e5 j; y于是,5G的核心技术——大规模天线阵列(Massive MIMO)也就基本跟700M无缘了。2 p& }9 E) X% X& L1 p
目前商用的2600M或者3500M频段下的5G主流产品都是192振子64天线的AAU形态,而700M则只能: B4 H+ [; f% x; h
沿用之前的RRU形态加4端口天线。* W- ~+ N5 [" V0 u( _
并且,手机在2600M或者3500M频段下可以支持4天线接收,而在700M下则只能2天线接收。
% X7 E8 {1 r1 x这样一来,从小区容量角度来说,2600M或者3500M频段可支持16流数据并发,而700M则只能同时  I! ]+ o* w. l0 b1 b
支持4流数据并发。对单个手机来说,用2600M或者3500M频段时,可同时接收4流数据,而用700M
8 ?) t. n, z! I- |# \则只能同时接收2流数据。
' }# m1 f+ V( _; H" r) L" s0 j+ y并且,700M的可用带宽也比动辄数百兆的3500M频段要小得多,这就让容量不足的问题雪上加霜。
; m# r4 H* u- ^7 ^& P, n2 q也就是说,700M从覆盖角度来说是「黄金频段」,但在容量上却是短板。% c; F7 `. V9 a- m, M$ X! ^
二、700M的频段和带宽( k$ ]2 W% D1 \& y  u
既然700M频谱这么炙手可热,我们街头巷尾议论纷纷的700M到底是哪一段?莫非是700MHz到
# f% u3 b! p0 |, u6 ]' n; {8 F, F. C800MHz这100M的带宽?
( K" ^; g2 n* K& A! ?$ T! Z其实,在4G时代,3GPP就定义了一系列的频段列表,早已把700M囊括在内。: @5 y% @) B1 `) P
( a- r/ |+ B- C" F8 J' P
从上图可以看出,4G定义的700M的分为两个系列:北美700和亚太700。其中B12,B13,B14,B17
" Y6 S: Y4 u  }) [$ F属于北美700,顾名思义主要在北美使用;B28则叫做亚太700,主要在亚洲太平洋区域使用。$ X3 \. ^% y; K1 Y. |) v" }; r
实际上,由于亚太700的带宽较大,覆盖也好,在4G时代得到了广泛使用。范围并不局限于亚太,只要
* u2 ?0 u) O/ j8 d8 v8 i) H0 r  r# |某个国家此频段可用,再加上手机支持就行。
* F' }% R0 G4 `* n到了5G时代,北美700由于过于零碎,就只定义了n12和n14。亚太700(n28)则依然是备受青睐。
1 p+ V% E0 g- Z在4G时代,载波带宽最多就20M,但5G为了追求超高速率,信道带宽是越大越好。
; z7 E$ M, z5 |, H4 R那协议到底该给n28定义多大载波带宽呢?首先肯定不能超出45M的最大范围,其次就是谁有需求谁就
4 L% c0 V" N4 Z7 J/ k抬高嗓门给3GPP提议。) c9 |6 j" V; k" [  s9 d# F
于是,中国广电振臂一呼:这个频段我一家独占,就指望着拿来做大带宽的5G呢,支持30M和40M带4 q  C. M/ f  n2 o) z) w6 k7 z
宽是必须的!# p* e% i% c$ _5 L
这个提议的理由非常充分,3GPP也就接受了。* d) `+ V" |) l/ p( ?5 s
由于这个n28属于FDD模式,需要使用不同频率来区分上下行。也就是说手机使用的上行频段和基站使2 \# P! {' S4 m
用的下行频段是不同的。
* \/ R  o/ F# {" X1 _5 X8 [$ w不但上下行频段不同,连带宽也可以不同。/ }7 |4 N5 t4 \9 B4 x  T
基站可以使用最大40M带宽,但手机最多只能用30M带宽,并且这30M带宽已经被定死了:703-: ?8 |7 r4 v; `! t4 K; L2 t
733MHz,或者718-748MHz这两段,你看着挑吧。4 |! M4 l( m5 {7 Z3 Z
虽说工信部已发文将703-743/758-798MHz(上下行各40M带宽)用于4G和5G,但目前看来,广电
9 |7 |1 y6 O) I! x/ w使用的还是上下行各30M,上行使用703-733MHz,下行则是758-788MHz。; k0 d3 ?: Y: S* y  B( O

5 P4 b5 ?0 A6 U4 t3 ]* l % G7 j9 V+ R: [" x6 U7 E4 T
从上图也可以看出FDD的奥义:上下行使用两段分离的频谱。因此对于广电的频段使用,我们也经常使% W3 q7 H7 J5 x
用2x30M来描述,就是上下行各30M带宽,总共使用了60M。: d/ E2 d& E# t4 K
因此如果一定要拿广电FDD 700M载波跟TDD 2600M或者3500M载波来对比频谱资源多寡的话,就是
8 `! h" @% a; M4 z60:100,即3:5的关系。
3 d; Z# u0 w& T$ f: g/ b由于TDD模式可自由调节上下行时隙的比例,因此对于下行为主,上行为主,上下行均衡等不同的业务
* x3 Q: r' O$ J( u, e( G1 U类型都能很好地支持。
: C/ \0 B" D- l! g2 c. |5 a  Z而FDD由于上下行使用的频谱带宽是对称的,更适合于上下行比较平衡的业务。
$ q4 u1 U6 F+ J. S* M- v! \在实际使用中,可以把两者的优势结合起来,2600M或者3500M载波主攻下行容量,700M补充下行容3 @; K6 T7 u9 K/ G% A
量的同时,主攻上行覆盖。( s0 Q/ j- A: G, o; }7 z0 S3 ?
这就是「高低频组网」。
/ G. o" S) U% S# Y) R/ R8 M/ `三、700M的「共建共享」' }4 ]7 _1 J. |5 o0 M0 i
目前广电除了拥有700M之外,还在4.9G上有60MHz的带宽,这俩频段一低一高,一个FDD一个+ u4 L* E* ^; y7 o  j8 ]) K
TDD,覆盖和容量,上下行兼顾,岂不美哉?彼时,中国联通和电信已经决定5G共建共享,这样一来他们就拥有了3.5GHz上的200M带宽,再加上3 h9 d. i( I+ d0 `& s) s0 m+ H
2.1GHz上的45M带宽,也是高低频,FDD加TDD的组合,不但频段宽,覆盖也好。
6 j. M( [) Q4 J6 M$ f8 F! Q" D. B2 w这下中国移动就有些慌。自己在2.6GHz上有160M带宽,相比电信联通在3.5GHz上的带宽小。虽说在, t7 l) x, R8 j: f3 _- ]
4.9GHz上还有100M,但频段高覆盖弱,跟电信联通竞争不占上风。# @/ H3 |8 G+ W% h$ U8 Y
如果能把广电的700M借过来用就好了!两家一谈,就一拍即合,决定也来个共建共享。 - h  F" n% l% K: G9 }* ]! l; f
/ f$ b, c( Y1 u

  U4 C' M) d1 n, f7 w那广电这样拥有700M「黄金频段」再加4.9GHz,频段不缺的天之骄子,为什么要和移动进行5G共建8 j0 |$ \1 \) a. I6 \* ^8 h. C
共享呢?
; |2 G6 y( R% e$ ^. F; {6 M0 z/ y其实想想虽手握重器但白手起家的广电也挺难的:一切从零开始,经验少;建了无线还得建承载,成本+ M* ~4 z0 G* ]5 P* `
高;体量小,对产业链的推动力弱;花大价钱建了网,收入能否维持运营成本都难说。) y9 ]9 n5 G8 `. V
而有了行业大佬中国移动的扶持,一切就都不是事了:
& _5 `4 i& z# e" M7 d5 T8 ?1. 天面共享:700M直接跟中国移动的900M合路,共用天线和铁塔,成本低。2 f8 E7 X% s0 k! b: s
2. 传输共享:中国移动的承载网络非常完备,如果能借用的话,不但成本低,还可快速开通700M的0 A2 w& F2 A4 o) {! I
5G。3. 容量共享:广电共享700M,为中国移动完善网络覆盖的同时,也可享受移动在2.6GHz的容量优势,2 I  J( V4 l0 u0 Y; A% t: _
各取所需,相得益彰。; e" A' a% o' U4 C
4. 降低成本:通过1:1的投资比例共建700M网络,可缓解广电的资金压力,实现低成本,快速的5G网/ X8 R6 q. E% Y7 w$ Y9 D
络建设。* j( l2 v8 R4 q+ ^% Y
5. 产业拉动:中国移动作为全球体量最大的运营商,可快速推进700M产业链成熟,把握5G建设窗口和
2 E6 O1 {& y+ }% _- p时代机遇。' C' g9 V- s& H# ]  c
此外,中国移动和广电的4.9GHz频段也是紧挨着的,也可以进行共建共享,真是天作之合啊。+ m) U+ A' U4 u
四、广电做5G有什么优势?. H  m! _# Z, {1 G6 u" ?
中国传统的三大运营商已深耕多年,用户数众多,广电作为一个5G时代的新玩家,如果只提供同质化业. ?8 D/ c+ v0 F
务,显然是没法跟前辈进行竞争的。: V4 M0 o7 L) O# [+ r
那广电要怎样实现差异化服务呢?自然是自己的老本行:广播电视。0 P! B5 r8 q" O; h) {7 m" c2 @
其实早在3G时代,3GPP就已经支持了多媒体广播多播业务(MBMS),可实现类似手机电视的功能,, m! V0 m8 i: `( S4 O
但是由于网络复杂,还需要内容经营,一直没有发展起来。
$ L  R, L: g' I( |8 I; O. V到了4G时代,原先的MBMS升级成了eMBMS(增强的多媒体广播多播业务),然而依旧没有发展起2 D) b- b- \2 S& T
来。3 m# e$ }; l( V4 B) d* @
到了5G时代,在3GPP协议的R17标准上,将会引入全新的5G广播多播服务(NRMB),这正是广电的
  }/ b6 Y) g& Q% @& Z业务发展目标。7 R! C; W7 |; {0 Z  u2 H: W
广电不但有优质的700M频谱,可以实现5G广域覆盖,还有丰富的广播电视资源,这优势简直是得天独) z5 k; j! w( B# @( ?
厚。
) a  F$ ]3 h4 e' b. Z( S0 K; r# W" V7 }# \& d

* i+ F, `5 r7 |由于广播业务不需要交互,只有下行,不需要上行,因而也就对手机不需要鉴权,只要手机支持就可以0 g$ b6 m' N% f& S' \) ?  L
接收视频广播,用于电视,汽车,可穿戴设备统统没有问题。6 ?: a8 B% @4 R; d7 |+ u4 T
并且,基站只需一个信道发送即可,同时接收广播的用户数不受限制,不但大大节省网络资源,还能实
, s+ ]) t5 G* d, I& {5 F* ?现一次发送,多用户收费的效果。6 W) j. r& i1 Y. y3 ]5 q

2 T+ ]" O0 i* n: i" v8 @4 Y& ]. h9 M, p! A) ?! E. m

该用户从未签到

2#
发表于 2023-2-22 13:25 | 只看该作者
700M的优点是频率低、覆盖距离远、绕射能力强、信号穿墙能力强、组网成本较低。

该用户从未签到

3#
发表于 2023-2-22 14:18 | 只看该作者
700MHz的覆盖能力是3.5GHz的5倍以上,穿墙能力是3.5GHz的5倍。

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4#
发表于 2023-2-22 14:26 | 只看该作者
带宽小、容量小,带宽仅为30/40MHz,相对2.6GHz和3.5GHz(100M)带宽较小,无法作为5G容量主力
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