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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 " s* y# @' S2 ?* `/ O

5 _7 U. V7 J* c* `2 H) M5 v广电的700M为什么被称为黄金频段?& G  t9 n3 E$ }+ f2 `
在中国,任何一个频段都不及700M这样引人瞩目。
5 T% ^6 q8 O1 Q9 Y$ T( ]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。3 M% O1 e2 s  Q0 |, q2 H1 P
700M,到底何德何能,有如此之美誉,承载如此多的期望?9 X8 z* M2 @4 n% p( m
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。2 B! j& `' y$ U1 V1 Y6 T
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?
- b1 b  l& e8 |8 v+ f1 j& o本期,我们就来聊聊700M的那些事儿。
: J  A: I0 Z$ G: Y一、「黄金频段」也有缺点' Q6 g* n8 y( e4 e
130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9 s+ M- G' O% D$ H; d3 f
见摸不着的神秘物质开始被人类驯服。
/ I6 y6 g/ q  x3 F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:1 j* Q, ^! M. U& H, K1 ~
C=λf) f- }5 x4 V- ]& I
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。
- y- y7 b/ j9 T7 O1 i, p8 s3 xλ:就是波长,就是电磁波在一个周期内能传播的距离。. E* }8 R" y. r8 \4 o
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; \5 B" b9 O2 [2 c, v9 ]) \& r
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。
) n+ i/ ^+ Y- ^% u) Z+ J8 G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5 T8 P4 W: e, ?* V$ L. ~8 p
越高。
: M. w8 o& L: W  c7 w! ?- T
) P* {, Z, B6 ?4 o% r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
) ~: L  g# H9 \2 y2 u" _2 Q/ U5 m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。
9 w* e. ~- |! d6 ?  Q 4 c& Q8 o1 ]$ y, ?  ~( ~
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,
# |, ~, E, M2 @7 s+ z但较高的频段的缺点也不可忽视。
, O* l* O# o' g/ d' y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, }5 q& f* y( c, p% ?4 r8 \
差。我们对此最直观的感受就是穿墙能力差。) R: D% K" P2 p, R; r  v2 {/ w
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6 L4 d0 {+ J6 E; f) X! l
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7 L# ^% y/ H# B" p
穿不了墙,甚至连纸都穿不了。" q0 R) t0 n% G- L+ O2 d
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
0 h5 z4 h+ v! z& ~6 ?3 U) Q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。* y9 ~; N  e% Y' G/ j
- [4 r+ y; P9 q6 e( S
* n$ V9 y' w& l
并且,信号的频率高了,对于室内的覆盖,是要难上加难。9 x* H9 w$ O4 _  u  r
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
& G% f5 E9 u3 `9 ^7 a耗,以及室内的传播损耗等五大杀手,需要强者才能生存。4 y. m$ a5 ?$ B0 h% {# l6 c
700MHz,正是这样的强者。: F- X$ r7 f7 r2 z  o7 Y
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。! L& B0 H5 t! t8 Y
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
0 f) J: W- t8 b$ F! c城和郊区,还需要更多的基站。" H# D1 T6 I) C8 v& s- p0 W7 ]
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
1 O+ G& z6 ]7 m% U7 K$ M% B要达到4G的覆盖程度,还需新建的基站数量可想而知。. o; C  ~! w! e9 x
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( b  E; z+ l' W' p: h3 U
基站,就可以覆盖到全国90%以上的村庄。) A* g0 x- J$ R
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。
0 b% s+ ~1 O2 y) }6 a. O) d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。
2 j1 M4 D+ k1 L( n+ |5 v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+ X3 \$ j  V2 X6 s' |
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。
$ u4 w& l% z. @: Y6 K% Y! r4 O- h) p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。
9 _! i* X! `# Q# c( V; Z- ^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# A4 d3 q) a- O# I' ?
沿用之前的RRU形态加4端口天线。
! Q( @, v) J2 _) y$ r' ?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。. p* S$ }! N5 Y) A, ]
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
* q: r# f; `5 ?' T. V6 E: {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/ l5 _' a$ I; Y# i1 e
则只能同时接收2流数据。
- i  s9 ~0 i* t/ J% E7 a5 j4 i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。9 ~. q. G9 _9 P9 t9 i% _
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。
& v: j' O* x4 N$ ~9 ~二、700M的频段和带宽7 ?$ ^4 W% G  \" r0 W# L5 w6 j2 H, Z
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
6 o  U0 ], ~0 H: O  [800MHz这100M的带宽?
6 d$ \  k+ {# y# }2 a! U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。
6 g9 }. U) e4 I
6 _9 ^& U/ Q0 z+ o+ M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
; z% D! g9 c6 W2 ^6 W" ^4 W- 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。
/ f5 G' }% L5 u: [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
, @% @% n7 ~- E5 Z: G某个国家此频段可用,再加上手机支持就行。
2 k1 U* D$ R  w5 ]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。
/ _8 N: P4 {% _) `+ d1 ?$ ~$ a8 f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。& m1 D0 [/ I" W3 w  e! [
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% Z8 k3 x2 H- d
抬高嗓门给3GPP提议。! u% P. i) }( P, T
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% A  L: A$ g6 A! |1 V
宽是必须的!
( ^$ }5 Z) c" i, g+ |这个提议的理由非常充分,3GPP也就接受了。
2 y) O" U; f- ]# [% `* n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
/ f' B6 F& q4 k6 O0 W6 e+ r# p用的下行频段是不同的。$ A, A* C+ L  D
不但上下行频段不同,连带宽也可以不同。
. R. p4 z& s7 q) z% x! K# ^* ]% m& G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-
: u5 J) E1 X7 W6 J8 [! Q733MHz,或者718-748MHz这两段,你看着挑吧。
. g$ O+ }% f$ x! ~9 Z4 M1 g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
5 C$ K" f- o' d. k使用的还是上下行各30M,上行使用703-733MHz,下行则是758-788MHz。
3 o8 a9 `$ V: _/ ]: A0 s3 N) h/ R' n6 p% U. W) O; O
* g) n$ p7 i: k) b2 [
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6 }5 b8 E5 X# U$ i; l3 E
用2x30M来描述,就是上下行各30M带宽,总共使用了60M。
, w$ X9 @* T3 Y- B+ 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) `- l5 G! {- G+ X) S" r. e
60:100,即3:5的关系。0 ]* F+ j$ A+ d. Q8 r; k
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
( w) [+ m  u& j类型都能很好地支持。
% Z4 }( {3 h( C9 T  v  @  J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。
) d: K4 ?" F: j  \6 m! b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
7 B2 j* ]. x: }/ q; L量的同时,主攻上行覆盖。1 b4 S* \0 |" Q, |
这就是「高低频组网」。6 Q/ }" {  F% X3 r$ n
三、700M的「共建共享」& l' I! g: }0 V( T
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
) ]1 S; a9 U1 G! c- S4 W" @* R9 h* M% wTDD,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
, x0 I% K2 n, \4 Y( q  N; c  c2.1GHz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。
+ p$ V& v* V: H0 f/ m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8 K4 _# r1 L; Q# }# g4 v4 o
4.9GHz上还有100M,但频段高覆盖弱,跟电信联通竞争不占上风。
" B  }" I/ k) g5 j; C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。
6 R/ K8 q  ~1 |. I
+ ]+ q4 C* }8 Q) P  U 7 t: B  L5 G1 A  N- k5 G
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
! H* T8 O* d+ e1 H共享呢?5 ^" m; m3 P$ j
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9 f. v- m0 j' u0 [& H
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。
. G! c2 e0 a1 Q- c0 U而有了行业大佬中国移动的扶持,一切就都不是事了:
' b1 B( D! i5 c  a% c8 ^( W1. 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 d* ]6 L/ J, z! o! r2 R2. 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- H" h: t" e* k' {
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,
: w% F" k) k* L8 J& ^5 @  l7 a* F7 c各取所需,相得益彰。; D* M& C3 P$ ]( h
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
/ D" T$ m! C0 k络建设。, {9 \. x0 V/ p
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+ y/ F4 n" [# k
时代机遇。
6 Q/ k9 `" V3 z' q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。4 x# U* T/ [! ^; W( {/ c1 t
四、广电做5G有什么优势?
4 I7 l5 A" W" I$ ^3 p$ N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
& Y& A3 G0 h4 m务,显然是没法跟前辈进行竞争的。3 \& h8 j# i! V! ]( g" O  B- d$ a' I
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。
+ d1 C# N6 r) H( w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,$ j9 N9 w5 ?7 E5 j# T/ G1 r# f$ w$ o
但是由于网络复杂,还需要内容经营,一直没有发展起来。; W: }+ w9 G$ \/ m9 a* }
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6 r! p* j3 R* `! e) M
来。: C1 y2 q5 Y( L6 G( o
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
+ @" p2 H/ Z1 h+ J! p9 r1 _业务发展目标。* ^1 b4 N! Y  H
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
( e+ [* S. [. ?$ `. b# r厚。9 l; c; F3 L; K  o+ k
) L' [/ r8 `) o
/ z4 K( Y* D" u2 P6 Q- i
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7 ]! F. U7 H, |6 i- C6 {
接收视频广播,用于电视,汽车,可穿戴设备统统没有问题。1 D7 R& T: ]" h5 Y/ y
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
7 X9 U; L6 x; L6 f. z: k, [$ `现一次发送,多用户收费的效果。3 o: e( z5 o, _( `7 K+ g$ o0 H

& _3 R5 t/ E4 V+ q5 F
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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。

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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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