本文作者：Betsy Conroy
5G（即第 5 代移动网络）的部署刚刚开始在全球范围内推广，其有望提供比 4G 快 10 倍的速度和支持 10000 倍以上的网络流量和 100 倍以上的设备接入能力，所有这些都只需一个为新兴应用提供近乎实时的数据传输的新的 5G 部署和升级，以向更广泛的区域提供消费者覆盖，但部署更靠近数据源的小型蜂窝（或微基站）和用户将是 5G 部署的关键。
虽然目前仍处于初始阶段，但城市小基站部署现在构成了移动运营商 5G 计划的大部分，预计未来五年小基站市场将以前所未有的速度增长 50% 以上。
虽然需要公共和私有的室外 5G 小型基站来为消费者带来 5G 体验，并支持从智慧城市应用到联网汽车的一切，但企业业务还需要利用室内小型基站解决方案和分布式天线系统(DAS)将5G带入办公楼、工厂、酒店、医院、机场、教室等场所。在支持 5G 的基础设施方面，从宏观和微观层面到内部场所，都将面临各种挑战和潜在机遇。
宏观与微观的鸿沟
5G 与 4G 的根本不同在于，它使用更高的频率在更短的距离内传输更多数据。换句话说，需要更多的信号塔来覆盖相同数量的空间和用户数量。这就是小型蜂窝的用武之地。以美国为例，小型蜂窝与全国各地存在的 200000 多个宏蜂窝站点（那些位于高速公路沿线和农村地区的大型高功率塔，为大面积区域提供低频覆盖）协同工作。尽管围绕通行权、天气条件、缺乏熟练劳动力和成本（宏蜂窝部署的成本通常是微蜂窝的 20 倍左右）仍然存在宏蜂窝部署的现有挑战，但大部分支持性光纤基础设施仍然存在。
光纤连接产品供应商viaPhoton首席执行官 Baber Abbas 说：“回程基础设施对宏蜂窝很重要，但这些蜂窝基站的大部分光纤已经到位，并且光传输方面的进步能够从光纤中获得更多带宽。宏观层面的更大问题是供电。每条上塔的电缆都会产生成本，因此运营商不是增加更多的电缆，而是扩大电线的尺寸以承载更多的电力，这意味着塔运营商必须更多地担心重量和风荷载。”
viaPhoton 提供各种 5G 光纤到天线 (FTTA) 引入电缆和跳线，带有 OptiTap、OptiTip 和 LC 连接器选项，用于连接 5G 基站的基带单元 (BBU) 和远程无线电单元 (RRU)。
虽然宏蜂窝仍将是 5G 网络的主要组成部分，预计还将建造数千个，但与小蜂窝的预测相比，这些数字相形见绌。Verizon 和 AT&T 等移动运营商预计在未来五年内部署的小型蜂窝将比宏蜂窝多 10 倍。在小型蜂窝级别，天线密度增加 10 倍会带来不同的挑战，并且肯定需要更多的光纤回程和基础设施投资。
“微蜂窝不需要像宏站点那么多的电力，而且电力通常可以从当地公用事业公司获得。另一方面，需要将光纤带到微蜂窝极点，同时光纤数量也在增加。设计和部署新的基础设施是一项繁重的工作，因此供应商需要通过双向光学和波分复用等进步来利用现有光纤更具创意，”Baber 说。“微观层面的部署也意味着要处理当地的管辖权以及关于什么样的结构可以去哪里的各种要求。”
为了减少对新光纤部署的需求，许多小型基站将利用最初为家庭和企业构建的现有城域 FTTX 基础设施。许多小型蜂窝部署都在使用传统连接，例如康宁的加固型 OptiTap 和 OptiTip 连接器，Verizon 长期部署用于 FTTH 部署。
“虽然 5G 是一项全球标准，但实施可能因无线运营商而异。由于他们正在拆分现有的大部分光纤回程以支持 5G，因此 Verizon 正在使用与 FTTH 相同的连接。其他人可能会利用 ODC [室外连接器] 或 MPO [多光纤推入式] 连接，”viaPhoton 销售副总裁 Nathan Benton 说，该公司为他们的室外提供 LC、MPO、ODC 等效、OptiTip 和 OptiTap 连接器选项针对 5G 的光纤电缆和连接。“无论连接性如何，室外微电池都需要通过耐候连接性和 IP68 级外壳来抵御恶劣天气。”
室外供电与保护
在为户外小型蜂窝解决方案供电时，他们可以在可用的情况下利用现有的本地电源，例如用于城市灯杆、电线杆和交通信号灯的电源。与宏基站相比，所需的功率更少，一些小型电池也可以利用太阳能。备用电源也是任何关键任务部署的关键考虑因素。
“使用蜂窝回程的有源设备需要电力，而离网的 5G 小型蜂窝提出了独特的挑战。这就是太阳能最理想的地方。它可以是一个位于公园的远程小型基站，用于监控进出车辆，或者部署在田间以传输来自农业传感器的数据。”“我们还看到太阳能被用于为高尔夫锦标赛等活动提供临时远程移动解决方案，或用于飓风或龙卷风破坏地区的应急响应，这些地区通常没有电力，而手机是唯一可用的通信方式。”
带有面板、电池、充电控制器和外壳的 AccelTex 独立太阳能解决方案将非常适合支持没有电源的室外 5G 小型蜂窝解决方案。
例如，用于室外无线的 AccelTex 太阳能解决方案是带有太阳能电池板、电池、充电控制器和外壳的独立单元，具有多个 DC 输出电源选项，这些选项的大小根据设备的总电流消耗、设备每天所需的小时数而定可操作，能够向南安装太阳能电池板，以及避开任何障碍物。AccelTex 还提供 Power-2-Go 便携式套件解决方案，包括集成天线、10 小时电池组、电缆和连接，以创建一个功能齐全的独立 5G 热点，非常适合临时和紧急响应场景。
除了电力之外，那些部署户外小型基站的人员还将面临保护有源设备免受元素影响的挑战。美观、安全、浪涌保护和安装都是考虑因素。在公园、停车场和其他公共和室外区域部署可能需要保护设备免受环境因素和篡改的外壳，包括护柱、柱式外壳和设计用于掩埋的地下外壳。
“每当您将任何设备放在室外时，您都需要保护它免受各种因素的影响，并提供雷电和浪涌保护。安全性也是考虑因素，一些客户不希望暴露在外面，”AccelTex 品牌管理总监 Chris Marco 说。“信号需要如何传播，需要支持的密度，以及它是定向天线还是全向天线，都可以决定解决方案的安装方式。”
将覆盖范围带入室内
虽然室外小型蜂窝通常被视为收入来源，但需要使用多年的室内蜂窝解决方案来支持近 80% 发生在室内的移动流量和新兴的关键业务 5G 应用。尽管室内穿透问题并不新鲜，而5G 的高频无线电波穿透建筑材料的能力比 4G 差。
“尽管有一个学习曲线来找出部署室内 5G 覆盖并将其集成到现有网络中的最佳方法，但制造业和军方等关键垂直行业已经在探索机器对机器通信以及增强和虚拟技术工业自动化和培训的现实，”康普 DAS 和小型蜂窝业务的产品管理总监 Luigi Tarlazzi 说。“还需要根据应用程序的需求评估蜂窝网络与 WiFi。关键驱动因素是移动性，但它也与服务质量和延迟有关。借助获得许可的蜂窝频谱，您可以保证更高的服务水平协议，并使设备能够更快地响应而不会中断。”
AccelTex Power-2-Go 解决方案是应急响应的理想选择，是一个紧凑的套件，包括天线、电缆和电池，可与蜂窝路由器一起使用，以提供独立的、功能齐全的 5G 移动热点。
在已经拥有室内蜂窝解决方案的企业中，5G 尤其是首要考虑因素，许多人想知道升级现有的 3G 和 4G LTE 系统需要什么。虽然一些模块化系统可以升级以支持新的 5G 频率，但这确实取决于系统。“企业客户需要确定他们当前 4G LTE 的足迹是否适用于他们对 5G 的需求。根据已经安装的内容，他们可能需要更换无线电、升级软件或用新天线覆盖系统以支持频谱，”Tarlazzi 说。“他们可能还需要致密化以避免覆盖空白，但这取决于目标覆盖范围和应用程序的要求。”
那些希望部署新的室内解决方案的人还面临在单个小型蜂窝和 DAS 之间进行选择的挑战，其中许多节点连接起来作为单个蜂窝运行。小型蜂窝通常每个都需要自己的回程连接，而 DAS 只需要一个回程。一般而言，对于流量不会出现大峰值的小型设施，小型蜂窝被认为更具成本效益，而 DAS 可以部署以支持更多用户和更高容量。
“这实际上取决于用例，即使部署在一起，小型蜂窝和 DAS 都可以成为 5G 的理想解决方案，”Tarlazzi 说。“我们的ONECELL小基站解决方案主要针对小型到大型企业，而我们的DAS解决方案更针对体育场馆等大型公共场所。这两种解决方案都利用了以太网传输以及铜缆和光纤结构化布线。我们认为，室内蜂窝网络尽可能对 IT 友好是很重要的。”
市场机遇
随着 5G 小型基站部署开始推出，大多数行业专家预计设计人员、集成商和安装人员将有大量机会参与其中——与希望将该技术用于公共和私人用途的市政当局或企业合作，无论是户外还是室内。
“5G 将成为室内蜂窝市场的巨大催化剂，因为它为移动宽带以外的蜂窝技术开辟了各种新的用例。为了使网络部署具有可扩展性，需要一个由供应商、合作伙伴和解决方案提供商组成的强大生态系统，能够将这些解决方案交付给最终客户，”康普的 Tarlazzi 说。
通过软件升级，康普的多载波、多通道小型蜂窝 RP5000 无线电点可以从 LTE 频段转换为 5G 新无线电 (NR)，供 Verizon 的 5G 超宽带网络使用。它还将支持更高的 5G 频率，例如全球 C 波段和美国的 CBRS。他们的单载波、单频 RP2000 系列解决方案是软件可选的，使运营商能够在不访问硬件的情况下更改频段。
AccelTex 的 Marco 认为，在企业客户中部署 5G 及其互补的不断发展的 WiFi 技术，为基于覆盖配置文件设计网络的个人以及将部署基础设施和实际安装解决方案的个人提供了更多机会。“从体育场和校园的私有 5G 的角度来看，安装人员有很多机会，而更多的公共应用和智慧城市机会将流向高端服务提供商承包商，”他说。“借助 5G，可能还会有很多定制工作的机会，这些工作将利用我们的业务集成方面为特定用例提供交钥匙解决方案。”
AccelTex 的 Kierstead 还设想 5G 将推动互补的 WiFi 应用并提供更多机会。“运营商希望将尽可能多的负载转移到 WiFi 上，而且每个设备都直接连接到蜂窝网络是没有意义的。借助 WiFi 6 和 6E 等新标准以及远程、低功耗 WiFi HaLow，企业将构建网状 WiFi 网络，然后可以使用 5G 蜂窝网络进行回程。”
正如 viaPhoton 的 Benton 所指出的，5G 也为数据中心专业人士提供了机会。“5G 为 OSP 设计人员和安装人员提供了重要机会，特别是与部署光纤基础设施的市政当局合作，以利用该技术进行远程学习和智慧城市应用。由于移动性的诸多优势，我们最终将在建筑物外看到大量 5G 无线连接设备，而且它比用电线连接所有这些设备要便宜得多，”
Benton 说：“由于 5G 支持的许多应用，如机器对机器通信、自动驾驶汽车和智能交通系统，延迟变得很重要，这也将是关于如何让计算更靠近用户并实现更快的访问核心。”
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