淺談廣電在5G 發展中的優勢

陳善杰

（山東廣電網絡有限公司泰安分公司，山東 泰安 271000）

一、5G 的發展是國家戰略

當今世界正經歷百年未有之大變局，中國科技正經歷著突飛猛進的發展，國家也不失時機地提出了網絡強國的概念，而有序推進5G 網絡建設及應用是網絡強國的具體實現。因此在我們國家，5G 的發展已經上升為國家戰略。從2018 年12 月至2020 年三月，國家在中央經濟會議、全國“兩會”、中共中央政治局會議、國務院常委會議、中央全面深化改革委員會會議等8 次會議上，著重部署5G的發展。山東省魯政辦字[2019]187號文（2019年11月）也對加快5G 產業發展制定了實施意見：“2020 年，實現設區市城區有重點應用需求的區域5G 網絡連續覆蓋，在全國率先實現5G 規模商用。到2023 年，實現縣級以上城區5G 網絡連續覆蓋，網絡規模、用戶規模、流量規模、5G行業應用、產業融合發展居全國前列”。

二、5G 的概念

5G 就是第五代移動通信技術（5th generation mobile networks 或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡稱5G），是最新一代的蜂窩移動通信技術，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統后的延伸。

隨著大數據、云計算、人工智能、物聯網等行業的發展，人們對帶寬、時延、可靠性等要求更高，4G 已經不能滿足要求，在這種大的形勢下，5G應運而生。在剛剛過去的2021 春節聯歡晚會上央視就進行了5G+8K 的現場直播，并在現場使用了XR 技術；現在無人駕駛出租車也已經在北京、長沙、大連等地進行了試運行；5G 手機也正在逐步進入我們的生活，如此等等，5G的應用已經滲透進我們生活的方方面面。

簡單地說5G 有三種典型的應用場景，即：增強型移動寬帶(eMBB)、高可靠低時延連接（URLLC）、海量物聯網（mMTC）。

eMBB（enhanced Mobile BroadBand）即增強型移動寬帶：帶寬可達20Gbps。

主要支持C 端用戶日常使用，應用場景包括8K高清視頻、VR、AR 等需要高帶寬傳輸的應用。在5G 的20Gbps 無線傳輸速率支持下，圖像渲染已經從設備端轉移到云端，在移動應用場景下可以享受VR/AR及超高清視頻、高畫質游戲等應用。大型的演唱會、體育比賽等場景下，能夠實現更加豐富的浸入式互動體驗以及超高清的遠程直播。比如在2021 年春節聯歡晚會中就采用了5G+XR 技術（XR 是擴展現實，是虛擬現實VR、增強虛擬現實AR、混合虛擬現實MR 的統稱），實現了劉德華在香港與內地歌手在晚會上的“同臺”演出。

URLLC（Ultra-Reliable Low Latency Connection）高可靠低時延連接：可靠性高達99.999%；時延低至ms 級。

mMTC（massive Machine Type of Communication）海量物聯網：可以達到每平方公里十萬個以上的連接。

主要應用于物聯網領域，支持萬物互聯，包括超高清的視頻監控、智能家居、智能社區、智能城市、智能農業、可穿戴設備、資產跟蹤等。

三、工信部5G 頻譜分配方案

談到5G 還離不開一個名詞——載波頻率（簡稱載頻），如同船與水、汽車與高速公路的關系一樣，5G 信號的傳輸也需要一個載體，這就是載頻，一個個的載頻就組成了頻譜。對于每個載頻再進行QMA（正交幅度調制）調制來提高頻譜利用率。

5G 信號傳輸所用的頻譜大體分為兩種：高頻、中低頻，如美國，高頻：27.5G－28.35G，37G－38.6G，38.6G－40G，64G－71G；中低頻：2.5G；600M。歐盟，高頻：24.25G－27.5G，31.8G－33.4G，40.5G－43.5G；中低頻3.4G－3.6G，3.6G－3.8G，700M。中國，高頻：24.25G－27.5G，37G－43.5G；中低頻：2.6G，3.3G－3.6G，4.8G－5G，700M。

2019 年6 月6 日，工信部正式宣布我國進入5G 時代，四大運營商（中國廣電、中國聯通、中國電信、中國移動）同時拿到了5G 牌照，下面是工信部5G 頻譜分配方案：

中國廣電：703M－733M,758M－788M，計60M 帶寬；4900M－4960M，計60M 帶寬；

中國聯通：3500M－3600M，計100M 帶寬；

中國電信：3400M－3500M，計100M 帶寬；

中國移動：2515M－2675M，計160M 帶寬；4800M－4900M，計100M 帶寬。

2020 年3 月19 日，3GPP（國際電信標準化組織）發布：廣電700M 正式成為5G 頻譜資源，工信部也正式授權中國廣電使用該頻段用于5G 基站建設。至此，國際上公認的5G“黃金頻段”——700M 落戶中國廣電。

四、廣電在5G 發展中的優勢

從上述工信部的頻譜分配方案中可以看出，工信部給運營商分配的頻譜資源是不同的，而電磁波在自由空間傳播其傳輸損耗隨著載波頻率的降低而降低，傳輸損耗低意味著傳輸距離更遠。廣電700M 的頻率大約是移動（2.6G）的1/4；是電信聯通（3.5G）的1/5。因此廣電700M 在5G 的發展中具有天然的優勢。

700M之所以在國際上稱之為“黃金頻段”，是因為有以下特點：覆蓋面廣、時延低、繞射能力強。我們知道電磁波在自由空間是有損耗的，根據自由空間損耗公式：Ls=20log(F)+20log(D)+32.45=20log(F*D)+32.45

其中F（頻率）：Mhz，D（距離）:公里。由此可以得出如下推論：在同等條件下（空間損耗Ls 一定），距離D 與頻率F 成反比，頻率越低傳輸距離越遠。在不考慮其他因素的情況下可以粗略地得出700M 的傳輸距離是3.5G 的5 倍，是4.9G 的7 倍；覆蓋面積更是達到 25 倍，49 倍。同時因為頻率低，所以波長較長，因而具有超強的繞射能力。還有700M在5G 的應用中與其他頻段相比，所采用的技術不同，700M（且僅有700M）采用的是FDD（頻分雙工）技術，而其他頻段采用TDD（時分雙工）技術，大家知道FDD 技術可以在同一時間段進行上行、下行信號雙向傳輸，使得700M 較其他頻段時延更低，時延可以低至2ms，而3.5G 等是4ms 及以上。因此可以利用700M得天獨厚的優勢，應用于港口、碼頭、內湖、化工園區、林場等需要遠距離傳輸的場合；還可用于自動駕駛、智能制造、遠程醫療等需要低時延高可靠的場合。

事實上，近幾年來，山東廣電一直進行著700M 傳輸5G 信號的探索：

（一）2019 年8 月，在青島“廣電總局光影70 周年”活動中，5G+8K首次進行了展示，驗證了廣電700M+5G 在大帶寬視頻領域中的應用。

（二）2019 年11 年，山東廣電亨TV 平臺，利用5G+4K 對央視4K 超高清節目進行了實時直播，驗證了700M+5G 低時延技術對超高清的支持。

（三）2020 年5 月，在青島智慧碼頭建設中，采用700M 基站覆蓋前灣集裝箱碼頭，驗證了700M+5G 對鋼架結構、集裝箱等的穿透、繞射能力。

（四）2020 年7 月，在青島董家口海事局項目中，進行700M+5G 超遠距離覆蓋實驗，達到創記錄的42 公里超遠距離傳輸。

（五）2020 年7 月，在東營林場項目中，進行了700M+5G 覆蓋林場無人區的實驗，覆蓋面積達到幾十平方公里。

（六）山東氣象局、濟南機場二期智慧機場、東營利津灘羊大數據中心、山東藍劍智慧物流、青島中德智慧園、山東黃金礦井、齊魯交通等700M+5G項目。

在以上項目中，廣電700M 的覆蓋面廣、時延低、繞射能力強等優勢得到了充分展現。事實證明，廣電利用700M 進行5G 覆蓋，可以減少基站數量，提高工程進度，節省客戶投資。

五、結束語

2019年6月6日，工信部宣布中國正式進入5G時代。2021年3月25日，工信部印發《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023 年）》，確定了利用5G 進行千兆傳輸的發展目標：到2023 年底建設100 個千兆城市；用戶數達到3000 萬。

2020 年9 月中國廣電掛牌成立后，就進行了700+5G 在全國的規劃布局：在北京、南京、西安、廣州建設四個大區的5G 核心網，采用分布式架構、云化部署等以覆蓋全國。

5G 時代已經來臨，各地廣電也正在中國廣電的指導下，響應工信部的號召，充分利用700M 的優勢，積極地開展5G 業務。4G 改變生活，5G 改變社會，廣電700M 讓5G 走得更遠！我們有理由相信，廣電在未來5G 的發展中一定會發揮愈來愈重要的作用，為中國5G 的發展作出更大地貢獻。