通过网络致密化提升网络容量

微信、微博、手机视频、在线音乐……这些新时代移动互联网应用的出现，给运营商出了一个不大不小的难题。

当移动互联网应用已经成为一种必然趋势，电信运营商扩展网络规模已经势在必行，无论3G还是4G时代，无论是FDD-LTE还是TD-LTE都是一样。看起来，运营商正处于被动花钱升级网络的尴尬境地，但是实际上，由于他们把持着未来所有移动互联网应用的必经“管道”，因此其并不用担心缺乏业务模式。反过来说，移动互联网的普及，对于运营商来说也是一个机会。

套用一句已经被用俗了的狄更斯小说《双城记》中的名句：这是一个最好的时代，也是一个最坏的时代。

升级网络容量的四种途径

在这一背景下，全球运营商都在进行网络容量的升级和改造。这也被很多人视为是通信行业采购复苏的征兆。但是具体的扩容方法却千差万别。

归纳起来，一般认为业界有四种途径可提高网络容量，其中包括采用更高效的空中接口（Air Interface）技术、购买额外射频频谱、提高回程（Backhaul）吞吐量，以及更密集地部署蜂窝基站。

理论上来说，我们应该期待更高效空中接口技术的出现。在OSI模型中，空中接口处于Layer 1和Layer 2，高效的空中接口技术可以从底层提升网络容量。然而，正是由于其是一种物理和数据层标准，因此必须要有通行的标准。新空中接口标准的制定往往需要很长的时间，这对于急于扩容的运营商来说是无法接受的，因此，空中接口并非理想的扩容途径。

购买额外频谱毫无疑问是可以提供更高网络带宽的。但是其花费着实不菲。荷兰运营商近期所竞拍下的LTE频谱花费掉其38亿欧元的费用，而英国运营商在2013年2月为类似的4G许可证支付了23亿英镑。

第三种方案是通过提高回程吞吐量，防止其阻碍总体网络容量的提升。毕竟，移动运营商可以在其现有蜂窝基站基础设施中简单地部署LTE基站，以解决无线接入网（RAN）部分的实施。但在大多数情况下，由于所需容量较大，因此回程需要从铜缆切换到光纤或微波。这直接导致了部署成本的上升。当然，我们也可以看到，其实铜缆的价格也在上涨。

考虑上述几种因素，从历史上来看蜂窝致密化无疑是扩容和支持强大数据服务的最有效方式。在过去20年内，超过90%的网络扩容基本是通过这种方式实现的。蜂窝致密化看似是有效的方法，但其实仍面临着不少挑战。

网络容量的“蛋糕理论”

移动娱乐、视频与流媒体需要越来越高的无线带宽，这给运营商网络带来了挑战。我们知道，在单位时间内某个移动蜂窝的覆盖范围里，这个蜂窝基站只能传输有限字的数据，因此一个蜂窝中所有工作用户都将共享该蜂窝的传输带宽。

缩减基站的覆盖范围是运营商正在考虑的主流方式。比如说，有运营商就提出了这样的计划：在每个宏蜂窝中将4G/LTE与3G相结合，将宏蜂窝当前16到48公里的名义半径缩短到8至24公里，缩短一半，通过减少该蜂窝里的用户数目来为每个用户分配更多的带宽。不过很显然，事情进展到这里是治标不治本的。举个不恰当的例子，这就如同多人分一个蛋糕一样，随着每名用餐者食量的加大，餐馆不得不减少对食客的餐具供应，虽然因此蛋糕能够满足一部分人的胃口，不过剩下的人却要一直饿着肚子。更好的方式是，餐馆能够做出几个新的蛋糕以满足食客们不断膨胀的胃。当然，这些蛋糕可以是一人一份的茶点，也可以是多人分吃的24寸生日蛋糕。

与之相对应的，当宏蜂窝基站的覆盖面积缩减，通信网络出现缝隙的时候，运营商就需要部署新的基站来“填空”。因此，运营商发现他们处于一种尴尬的境地：他们需要在拥挤的城区获得更多蜂窝基站，但合适的新基站场地又极其有限和昂贵。因此，为在城区提供更多容量，运营商正日益转向在街道装置和建筑物上安装小蜂窝（或被称为城市蜂窝）。

如今，已经有越来越多的人开始认识到，在人口密集的区域中，使用小蜂窝基站解决方案是唯一能够对大量用户提供容量和覆盖的方式，特别是在人口稠密的城市中。其已经成为4G LTE解决方案中不可缺少的一部分。来自多家调研机构的统计数据显示，包括室外型Microcell、Picocell、Femtocell和电信级Wi-Fi热点在内的室外型小蜂窝的全球出货量已经超过宏蜂窝。调研机构ABI Research的最新预测认为，到2017年，室外小蜂窝的市场规模将达到143亿美元。基于这种看法，小蜂窝基站解决方案已经受到了国内三大运营商——中国移动、中国联通以及中国电信不约而同的青睐。

当提到小蜂窝时，许多人立即会想到毫微微蜂窝（femtocell）或微微蜂窝（picocell），但这实际上是对此的狭义定义。小蜂窝可更好地定义为解决包含许多不同技术的容量问题的一种广义方式。更技术化的定义是，小蜂窝通常是安装在街道层的单扇区解决方案，以低于传统宏蜂窝功率电平（.25-5 W范围）传输。其倾向于提高网络覆盖，而并非容量。

提高网络容量的另一种方式是部署分布式天线系统（DAS），其工作模式为先接收宏蜂窝（通常是按一个物理地点组织的一定数量的基站，定义为BTS hotel）的反馈，然后通过光纤分发给整个建筑物或外部空间。在许多情况下，DAS是最基本的小蜂窝解决方案。

然而，小蜂窝技术并非完美，其部署会带来三大问题：场地获取、供电和回程。

解决小蜂窝的问题

场地问题是运营商一直以来都在面临的难题。因此，运营商对设备的要求已经趋向于小型化、易部署、更灵活以及可升级性。此外，运营商之间共用的物理场地长期以来也被视为解决拥挤环境下场地问题的一种途径。通过更高效的基础设施最大化网络容量，可以促使运营商通过扇区分割提高其网络密度。

供电是与场地息息相关的另一个问题。部署更节能设备和扇区划分解决方案可降低网络的电力需求，从而大幅降低运营成本。而在电网不可靠的地方，或在根本不能接入电网的偏远地区，运营商可利用氢燃料电池等离网电源，以保障DAS解决方案正常运转。

随着运营商在未来几个月开始应用其新购买的4G频谱，他们需要解决的一个关键问题是如何提供所需的回程容量，以支持小蜂窝日益增长的数据流量。在可用于处理回程容量的多种解决方案中，微波回程在运营商中越来越流行，因为与光纤和电缆解决方案相比，它可以较低成本更迅速地安装。

未来的发展之路：前瞻性的网络扩容措施才能满足未来网络容量的需求
对于运营商而言，创建更密集网络也给运营商带来了众多挑战。在当前情况下，投资新一层网络基础设施的决策不应轻率做出。然而，对运营商来讲，采取必要的前瞻性的网络扩容措施才能满足未来网络容量的需求。而那些未能及时部署足够健壮网络以满足未来容量和带宽需求的运营商也将发现，他们错过了最大的收入机会。

作为业界领先的通信网络厂商，美国康普公司的端到端解决方案包括了客户建立高性能有线和无线网络所要求的一切要素。在无线网络世界，康普解决方案横跨整个射频领域，协助无线运营商管理复杂性逐渐增加的基站，并优化网络规划、容量、覆盖范围和性能。

为了解决小蜂窝方案部署所面临的问题，康普多年来一直在致力于寻求技术突破，并已经获得了卓有成效的成果。现如今，康普拥有完整的覆盖和容量产品组合，包括ION（智能光网络）分布天线系统、Node系列直放站、HELIAX混合光纤和同轴电缆、RADIAX泄漏同轴电缆、CellMax室内天线和其他无源器件等。康普及旗下安德鲁解决方案在为世界各地的轨道铁路、大型建筑、无线电和电信运营商提供设计、安装和管理复杂的无线电信号。其成功应用项目包括德国ICE高速铁路，北京、香港、莫斯科和蒙特利尔的地铁系统，达拉斯牛仔体育场馆和2010年世界杯场馆等重大场馆，以及世界各地的无数机场。目前，康普在美国已经拥有超过2万个ION装置。