廣電700M優勢及5G網絡建設方案探討

浙江中通文博服務有限公司 舒誠誠

華信咨詢設計研究院有限公司 施晨霞 顧其源

成立之初就含著三網融合金鑰匙的廣電網絡，天然擁有著視頻/直播業務基因。而從三大運營商5G試商用情況看，5G+視頻成為技術條件最為成熟、市場基礎最為扎實的業務，廣電網絡自然不會放棄這個優勢，一直在發掘5G時代機遇，積極搶占制高點，文章通過分析廣電5G頻段的優勢以及對廣電業務的展望，對廣電網絡的業務規劃和建站方式提出建議。

700MHz頻段由于其頻譜低，無論從覆蓋范圍或建設成本來說都有很大優勢，這個頻段在無線通信制式之中一直被稱為”數字紅利”。相比其他運營商的5G頻段，700MHz同等覆蓋建設的基站數量最少，依據測算，假如用700MHz頻段來建設一張覆蓋全國范圍的5G網絡，大約只需40萬座左右的基站，而其他三大運營商則需建設600萬座左右才行；除此之外，在4G LTE時代700MHz就已經被多國啟用了，而且效果也是非常好，那時候，中國這部分頻譜一直掌握在廣電的手中，用于廣播電視業務(702-798MHz)，沒有投入到無線通信網絡中。

1 背景分析

1.1 700M的前世今生

由于歷史原因，我國很多地區特別是農村在十幾年前是沒有普及閉路電視，傳統的接收信號方法就是天線接收，而700MHz又是非常優秀的無線頻譜資源，在這樣的一個情況下，我國就順理成章把700MHZ分配給了廣電用作模擬廣播電視信號的覆蓋。

然而隨著廣播電視技術的進步，首先，我國農村地區有線電視和數字節目逐漸普及了，能夠接收的信號也越來越清晰，數字電視技術正在逐步地取代傳統的模擬電視技術，其次，根據對國內部分城市的實測顯示，700M頻段存在不同程度的空閑情況，隨著數字化的推進，部分空閑頻段是可以作為移動寬帶業務來使用的，所以乘5G發展東風，我國把700MHz頻率重新分配給廣電用作5G移動通信網絡覆蓋也正是適應了時代發展的要求。

1.2 共建共享

2020年5月20日，中國移動和中國廣電確定了合作關系，并簽署5G網絡共建共享合作框架協議，開始共建共享700Mhz 5G無線接入網，對廣電來說與移動合作可以緊抓時間窗口期，緩解資金壓力、快速的進行5G網絡建設，中國廣電作為一家擔任著“黨媒政網”使命的企業，同時，作為一家擁有700M黃金頻段的新晉移動通信運營商，對于資本市場及相關企業也有著相當程度的吸引力。

考慮到4.9GHz頻段相關產業鏈還不是很成熟，雙方合作暫不涉及4.9GHz 5G網絡，但未來仍有繼續合作的可能性。

2 700M技術優勢

700Mhz頻段被稱為發展移動通信的黃金頻段，最主要的優勢無疑是它具有的空間傳播損耗低、穿透能力強、覆蓋面積大，這也是目前大家最關注700M的特性和能力。

2.1 覆蓋范圍廣

首先，我們知道電磁波在空間中是以正弦波的形式進行傳播，根據公式：C=λf，其中C就是光速，λ是波長，f是頻率，由于光速恒定，所以波長和頻率就是成反比關系，即波長越長，頻率越低；反過來就是波長越短，頻率越高，而波長越短越趨向于直線傳播，在復雜環境中的傳播損耗越大，折射和繞射能力越差，波長越短穿透能力差。

在相同的覆蓋范圍內，700MHz的信號強度要比其他5G頻段的信號強度要好；在不同的覆蓋范圍內，700MHz覆蓋距離要大于其他5G頻段，對于相對廣闊的區域，比如農村、海域等，優勢還是比較明顯的。

2.2 多普勒頻移小

在移動通信中，假如不同的時刻發送相同的信號，在接收端收到的信號卻不相同，這種時變性在移動通信系統中的具體體現之一就是多普勒頻移。

△f=（v/λ）cosθ，其中θ為相對移動速度方向與信號到達方向的夾角。

從上式中可以看出，△f（多普勒頻偏）與v（相對移動速度）成正比；△f（多普勒頻偏）與λ（波長）成反比，所以，如果速度相同，波長小，頻偏大。

由于700MHz波長相對更長如果移動速度相同，入射角相同則多普勒頻偏更小，高速移動的穩定性更好，廣電5G 700M頻段的多普勒頻偏會遠遠小于其他運營商的5G頻段，有助于高速場景如高鐵、高速公路的基站部署。

2.3 繞射能力強

障礙物對于電磁波的阻擋是以波長為長度單位衡量的，同樣物理尺寸的障礙物，信號頻率低，其波長較長則容易繞射過去，而波長越短的高頻則會被反射回來。相比其他運營商的5G頻段，廣電5G的700MHz頻段因其擁有較長的波長所以具有很強的繞射能力，實現非視距傳輸。

2.4 空口時延小

由于FDD是頻分雙工，采用上下兩組對稱頻譜，上行和下行數據的發送或接收可以同時進行，互不干擾；但是TDD是時分雙工，上行和下行數據的發送或接收在同一頻段上，也就是說當上行數據發完之后一定要等到下一個上行時隙才能繼續發送，這樣一來，TDD的平均等待時間要高于FDD。所以，在理想狀態下，FDD空口時延要比TDD時延小。

其他運營商的5G(如2.6G/3.5G/4.9G)都是采用TDD制式，而廣電的700MHz使用的就是FDD制式，所以廣電5G 700MHz的空口時延小。

3 廣電5G建設方案探討

從業界相關資料可以了解到，廣電5G網絡建設基本會采用SA獨立組網模式、極簡架構的方案，用以實現700MHz打底覆蓋+4.9GHz按需建設及3.3-3.4GHz室內覆蓋補盲等的多頻協同、FDD+TDD協同組網策略。

廣電5G網絡架構包括核心網、承載網、無線網等部分。

3.1 核心網

廣電5G核心網的設想是前期5G核心網構建于北京、南京互聯互通云平臺之上，在北京和南京分別部署一套核心網節點；5G基站通過承載網與核心網節點進行連接。

未來中國廣電將打造6-8個核心節點，采用全云化架構，信令控制面全國集中部署，用戶面先期按照分省部署。

3.2 承載網

廣電5G承載網的設想，考慮固移融合、綜合利用有線電視網絡的機房、管道、光纜等資源。因為廣電的光纖到戶網絡覆蓋率一年比一年深入（HFC或FTTH），具備了一定的開展“大帶寬業務”的能力，但目前不具備到室外基站的引入能力，而靠單獨投資，建設成本較大。在網絡建設初期可根據與移動共建共享的協議，有償地借用中國移動的豐富承載網資源，建議采用與移動的異網漫游架構，完全借用移動的網絡通路，如圖1所示。

圖1 異網漫游架構

3.3 無線網

廣電的無線接入網建議采用極簡架構方案，最核心的700MHz頻段用于打造一張以語音+物聯網的廣覆蓋為基礎的打底層，4.9GHz按需建設，在熱點區域建設4.9G基站，作為5G容量的補充，3.3GHz與其他運營商合作進行室分的部署。

在建站方式上，首先，推薦采用全室外站點方案，主要原因是站址資源容易獲取，節省了站址機房的租金，減少了工程量。根據測算，極簡站點“0”機房，無鐵塔機房租金，每站節省費用3500-5000元/年/站（已考慮設備折舊），假設城區樓面站有20萬站，可節省鐵塔租金至少7億/年。極簡站點不需要新建或改造機房，相對于工程交付時間也減少約8天，極簡建站方案如圖2所示。

圖2 極簡建設方案

另外，廣電企業當前有8000-10000個電視大塔，參考現在鐵塔租金每站每年約4萬元，利舊電視大塔可以節省租金至少3.2億元/年。因此，在站址規劃、設計和勘測中，考慮充分利舊廣播電視大塔，當然在實施之前必須核實電視大塔位置、配套情況及改造實施可能性，在具體工程上可考慮在電視塔的半腰30-40m處增加天線平臺，部署無線設備，減少租用鐵塔站點，進一步降低鐵塔租金。廣電大塔的使用方式分析如圖3所示。

圖3 廣電大塔使用分析

結束語：廣電未來的轉型是為了實現基于新技術支持下的業務與服務模式模型的大變革。因此，廣電更應該繼續以維持現有用戶的前提下，積極踐行落實資源整合、新網建設的合作洽談，為后續的正式工作進行做好準備，希望本文對廣電5G網絡的建設者有一定的幫助。