在中国,任何一个频段都不及700M这样引人瞩目。

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。

700M,到底何德何能,有如此之美誉,承载如此多的期望?

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。

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?

本期,我们就来聊聊700M的那些事儿。

广电的700M为什么被称为黄金频段

一、「黄金频段」也有缺点

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,这种看不见摸不着的神秘物质开始被人类驯服。

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:

C=λf

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。

λ:就是波长,就是电磁波在一个周期内能传播的距离。

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。

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,频率越高。

 

电磁波

 

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。

 

5G两个频率范围

 

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,但较高的频段的缺点也不可忽视。

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,折射和绕射能力越差。我们对此最直观的感受就是穿墙能力差。

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,因此不但穿不了墙,甚至连纸都穿不了。

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。

详解广电的700M为什么被称为黄金频段

 

 

并且,信号的频率高了,对于室内的覆盖,是要难上加难。

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耗,以及室内的传播损耗等五大杀手,需要强者才能生存。

700MHz,正是这样的强者。

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。

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。但要覆盖广大县城和郊区,还需要更多的基站。

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覆盖要达到4G的覆盖程度,还需新建的基站数量可想而知。

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40万个基站,就可以覆盖到全国90%以上的村庄。

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。

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。

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。

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。

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则只能沿用之前的RRU形态加4端口天线。

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。

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则只能同时接收2流数据。

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。

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。

二、700M的频段和带宽

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800MHz这100M的带宽?

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。

 

详解广电的700M为什么被称为黄金频段

 

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。

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,只要某个国家此频段可用,再加上手机支持就行。

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。

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。

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抬高嗓门给3GPP提议。

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带宽是必须的!

这个提议的理由非常充分,3GPP也就接受了。

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用的下行频段是不同的。

不但上下行频段不同,连带宽也可以不同。

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:703-733MHz,或者718-748MHz这两段,你看着挑吧。

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,广电使用的还是上下行各30M,上行使用703-733MHz,下行则是758-788MHz。

 

详解广电的700M为什么被称为黄金频段

 

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,我们也经常使用2x30M来描述,就是上下行各30M带宽,总共使用了60M。

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60:100,即3:5的关系。

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类型都能很好地支持。

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。

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补充下行容量的同时,主攻上行覆盖。

这就是「高低频组网」。

三、700M的「共建共享」

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。

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4.9GHz上还有100M,但频段高覆盖弱,跟电信联通竞争不占上风。

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。

详解广电的700M为什么被称为黄金频段

 

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共建共享呢?

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。

而有了行业大佬中国移动的扶持,一切就都不是事了:

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. 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,各取所需,相得益彰。

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网络建设。

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建设窗口和时代机遇。

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。

四、广电做5G有什么优势?

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务,显然是没法跟前辈进行竞争的。

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。

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,但是由于网络复杂,还需要内容经营,一直没有发展起来。

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来。

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),这正是广电的业务发展目标。

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厚。

详解广电的700M为什么被称为黄金频段

 

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接收视频广播,用于电视,汽车,可穿戴设备统统没有问题。

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,还能实现一次发送,多用户收费的效果。

近期,中国广电副总经理曾庆军就表示:国网致力于在即将到来的2022年冬奥会上,让每部手机都能收看广播电视,既没有网络拥堵,又不怕流量不够!

这一切看起来如此美妙,让我们拭目以待吧!

以上文章来源于无线深海 ,作者蜉蝣采采红松公众号