搭建5G“天梯”，微波回传成为利器

2020-06-22 15:09

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作者：赵小飞

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导读

微波回传不可能替代光纤成为主流回传方式，但确实为5G网络和宽带网络快速开通提供了一种低成本、有效的手段。5G的商用不仅仅是4G带宽升级，而在于会催生更多创新业态，届时新的业态或许对微波回传会提出更多需求。

2016年12月，位于四川省凉山彝族自治州昭觉县支尔莫乡的阿土列尔村开通了“100M光纤宽带”。近年来，中国的信息基础设施建设速度冠绝全球，在一个偏远村庄开通光纤或4G网络似乎是稀松平常的事。然而，这个仅有70多户人家的小村并不只是偏远，还有更为恶劣的环境，如下图所示：

这是学生每天上学放学必走的一条路，从村里走向外界，需要攀爬落差800米的悬崖上近乎垂直的天梯，因此该村还有一个名字——“悬崖村”。想要快速为悬崖村70户人家与外界通信搭建一个“信息天梯”，重新铺设光纤是一个难度大、成本高的工程。华为和中国电信最终选择微波回传的方式，在短短几天内就为悬崖村实现了百兆宽带入户。

5G微波回传，减少光纤投资

不论是宽带还是移动通信，用户终端数据都需要传输到服务器或核心网，这个过程涉及到回传。尤其是移动通信，手机和基站之间完成接入，基站之间、基站和服务器之间需要布设专门的回传通道，这个过程可以通过有线光纤实现，也可以通过无线回传实现。其中，微波回传是无线回传的一个主要方式。

虽然说光纤回传的可靠性强于无线，而且目前光纤的成本并不高。但是，当我们需要在非常广袤的土地上部署光纤时，这种基础设施需要大量的人力投入，加上一些地区环境比较恶劣，使得光纤部署的成本大大增加。另外，光纤部署需要占用土地资源，做好地下光纤保护，在海外很多国家，土地资源的私有属性，使得光纤部署租用土地的交易成本居高不下。因而，采用微波这种无线方式回传就非常有效。例如悬崖村的微波回传就解决了恶劣环境带来的挑战。

悬崖村微波回传方案（来源：华为公众号）

从全球范围看，微波回传已成为一种主流的回传方式。

2017年，第三方市场研究机构Sky LightResearch发表了《5G回传，微波超越预期》一文，文中指出目前全球有50％－60％的移动基站通过微波进行回传，随着5G部署步伐的加快，网络容量、复杂性、时延要求更高，移动基站的数量也会增加，微波作为无光纤场景下的重要传输手段，随着5G的演进还会继续扩大。

爱立信在2018年发布的《Ericsson Microwave Outlook》中提到，光纤和微波融合的方案是4G演进和5G回传的主流方式。到2023年，40％基站回传都会基于无线的方式进行，若剔除中国大陆、中国台湾、韩国、日本，则到2023年无线回传的比例高达65％，因为东北亚这几个地区有大量4G基站且其回传主要依赖光纤的方式，因此拉低了全球无线回传的比例。

全球基站回传方式分布（来源：爱立信）

欧洲电信标准化协会（ETSI）于2018年11月发布的《5G无线回传》报告中也提到，无线回传技术已经应用于全球50％的基站连接，无线回传显然已成为5G快速部署和经济化的重要方案。

微波传输方式有一定的不足之处，主要是视距传播，而且当空气中的水分或灰尘太多时，微波信号的质量会降低。当然，这不影响微波回传在海外已占据回传市场一半以上的份额。

可以看出，4G时代微波回传已经是主流的回传方式，5G时代会继续延续这一方式。不过，5G的固有特征，对微波回传提出挑战，如带宽的增加、公共频段的稀缺、网络体验的严苛等。此前，全球微波回传主要采用6－42GHz频段，平均回传容量在50Mbps至500Mbps之间，显然，这是无法满足5G时代的基站回传容量需求的。于是，E波段开始登场，即70GHz－80GHz频段。

E波段确实为5G的回传提供了强有力的支撑。2019年5月，德国电信和爱立信合作首次在1．5公里的E波段微波链路上实现100Gbps回传速率，这是当前商用微波回传速率的10倍，能够达到5G回传的需求。

根据Dell’Oro发布的研究报告，华为占据微波传输市场的最大份额，在2019年第四季度获得了29％的份额。此前，任正非接受媒体采访时曾提到“全世界能做微波的厂家也不多，华为做到最先进”，这也许是华为能领先微波传输市场的主要原因。

全球微波传输市场供应商份额（来源：Dell’Oro）

Dell’Oro预测，由于5G基站需要更好的回传系统，未来5年市场对微波传输设备的需求将达到170亿美元，仅移动回传就将驱动微波传输市场70％的收入，其中E频段系统出货量在未来5年将以36％的年复合增长率增长。

电信普遍服务、5G微波回传的机遇

正如前文所述，海外大部分国家尤其是发达国家，一方面人力成本较高，另一方面土地私有，光纤大范围部署难度很大，因此微波回传比例很高。而中国人力成本相对低且土地为公有，因此光纤部署难度大大降低，形成大规模光纤铺设。是否微波回传在国内就没有场景？不可否认，由于光纤基础设施非常完善，微波回传在国内远远不会达到类似海外一样和光纤平分秋色的态势，但在它仍然能够作为光纤的重要补充有一定的应用场景。

（1）电信普遍服务中无线回传的作用

普遍服务作为全球信息通信业发展的最高宗旨，在中国得到了最好的执行。

根据公开资料，电信普遍服务试点由工信部、财政部于2015年底开始组织实施，前三批试点中央财政资金带动基础电信企业投资累计投入超过400亿元，支持推动13万个行政村光纤网络通达，其中包含4．3万个贫困村。试点工作极大提升了我国农村及偏远地区宽带网络覆盖水平。

2018年6月，新一轮电信普遍服务全面启动，作为电信普遍服务的“升级版”，工信部正式批复确定支持123个地市实施行政村4G基站建设，满足1．2万个行政村4G网络覆盖需求，支持23个地市实施边疆4G基站建设，支持海南省三沙市实施海岛4G基站建设等决议。

在光纤网络基本通达基础上，工信部、财政部继续深化电信普遍服务试点，支持农村及偏远地区4G网络覆盖，力争到2020年实现行政村4G网络覆盖率达到98％以上。

行政村4G覆盖达98％以上，这在全球其他国家是不可能完成的任务。在4G覆盖的同时，大部分地区也实现了光纤覆盖，然而类似本文开头的“悬崖村”那样的恶劣环境，通过微波回传是快速、低成本达到电信普遍服务目的的最好方式。

随着5G的发展，若干年后普遍服务也会扩展到5G覆盖，或许那个时候微波回传将再次发挥其作用，为大量偏远地区和人烟稀少地区送去5G服务。

（2）行业服务中的微波回传

5G赋能千行百业，在很多行业应用场景中，尤其一些光纤基础设施还未完善地方，微波回传可以快速、低成本为行业客户搭建5G网络环境，无需等待光纤铺设。例如，一些视频回传场景，包括公共安全监控、输配电监控、油气生产监控等场景，若处于偏远地区，可以直接采用微波进行回传。

以华为AirFlash 5G企业微波解决方案为例，已经在安防、地铁、电力、油田落地。在河南周口，通过点对多点微波接入视频站点，实现平安城市视频系统快速上线开通；在深圳地铁，车载5G无线监控视频通过微波方式实现快速上传，为智能巡检和客服提供支撑；在秦岭特高压输电监控应用中，通过微波方案为监控系统提供无人区可视化信息回传。

最后，再次强调一下，在国内环境中，微波回传不可能替代光纤成为主流回传方式，但确实为5G网络和宽带网络快速开通提供了一种低成本、有效的手段。5G的商用不仅仅是4G带宽升级，而在于会催生更多创新业态，届时新的业态或许对微波回传会提出更多需求。