全世界能做微波的廠家屬于鳳毛麟角,而華為做到了最先進。也確實如任正非所說能把5G基站和最先進的微博技術結合起來成為一個基站的,世界上只有一家公司能做到,就是華為。
在光纖豐富的中、日、韓等國家,基站移動回傳大量采用光纖回傳,然而全球除了中、日、韓外的區域,約70%的基站都是通過微波回傳。光纜的成本確實不高,但鋪設的成本很高,尤其是在歐美等區域,地廣人稀造成鋪設光纜的人工成本高且收益低,而東南亞、印尼等島嶼多的國家,海底光纜成本更高。
四川省“懸崖村”就是采用華為微波回傳的典型案例,這個村僅有70多戶人家,從村里走向外界,需要攀爬落差800米的懸崖上近乎垂直的“天梯”,要想為懸崖村搭建一個“信息天梯”,鋪設光纜無疑是一個難度大、成本高、收益低的工程,而采用微波回傳的方式,短短幾天內就為懸崖村實現了百兆寬帶入戶。
將來5G基站和微波融為一體,基站就不需要光纜就可以用微波超寬帶回傳了。
微波是指波長介于紅外線和無線電波之間的電磁波,波長約為1米到1毫米之間,頻率范圍大約在300Mhz至300GHz。
過去微波最為典型的應用就是軍用通信技術,應用于不便鋪設光纖和電纜的場所,比如在偏遠地區演戲、作戰時通過架設的微波設備進行空中信號的接力。與一般的電臺無線電通信不同,微波通信的帶寬更寬,可以傳遞更多的信息。
微波無線通信信號占用極寬的頻帶,即使是很小的相對帶寬,它可用的頻帶也是很寬的,可以達到數百甚至上千MHz,可與其他通信系統共享頻譜資源,功率譜也可以做到極低而不去干擾其他通信系統。
微波技術的發展簡史
意大利的米蘭不僅僅是世界時尚之都,它還是著名的微波之都。在米蘭每年都有頂尖的高校源源不斷地輸出微波高級人才。正因為米蘭有完整的微波研發、生產等相關的上下游產業鏈,所以業界知名的西門子、阿爾卡特-朗訊、愛立信等大公司都在米蘭設立微波研發和銷售機構,當然也包括了華為。
華為為了Renato Lombardi這個人在米蘭成立了華為微波研究所,原因在于他希望離開西門子加入華為后還在米蘭工作,沒錯他曾是西門子公司的微波專家。他的微波研發團隊僅僅十來年的時間里就把華為的微波技術提升到了世界一流水平。Renato Lombardi現在是華為首席微波專家,也是華為公司Fellow、ETSI毫米波聯盟主席。
在2020年的5G微波亞太峰會上,Renato Lombardi主持了會議并提出了基于IBT(智能波束跟蹤)的大口徑天線,并結合長距E-band和SDB的方案解決E-band微波頻率高雨衰影響大,有效解決亞太大量“P”雨區(雨量最大的區域)微波傳輸帶寬和距離的瓶頸。
E-Band工作在80GHz附近的微波頻段,實際分配頻段為71~76GHz,可用總頻寬達10GHz,可以滿足10~20Gbps的5G時代基站回傳需求。
微波的理論研究及相關實驗起步于20世紀,但缺乏大功率信號發生器和靈敏的信號接收器導致早期的研究并沒有取得實質性的進展。直到20世紀30年代,高頻率的超外差接收器和半導體混頻器的出現才為微波技術的進一步發展提供了條件。
最早將微波進行遠距離通信的是意大利的科學家馬可尼,1931年馬可尼通過巴克豪森管為信號使用600Mhz的微波來傳輸具有較好質量的話音信號。第二年又通過57厘米的微波,在相距15英里的梵蒂岡和岡多菲堡之間建立了無線電通信,并提供電話和電傳打印機服務,微波技術自此走向了真正的實際應用。
同一時期雷達的相關概念和理論逐漸形成,微波技術發展的黃金時期主要由第二次世界大戰時期軍方對雷達的需求推動,盟軍投入了大量人力物力進行雷達的研究。美國麻省理工學院輻射實驗室雷達相關研究的人員在1945年達到了4000余人,后來有9人因此而獲得了諾貝爾獎。
二戰后微博技術的研究和應用逐漸從軍用為主轉向民用領域,最具代表性的就是微波爐。但微波加熱技術增長十分有限,原因在于磁控管的成本一直居高不下。
進入21世紀后微波技術繼續在廣播、有線電視、電話、無線通信等領域繼續發揮著巨大的作用。微波回傳可以快速地應用在安防、地鐵、電力、油田等等場景。
總結
隨著5G大規模的組網商用,運營商采用5G微波建網,可以縮短70%的建網時間,降低近40%的TCO。未來5年市場對微波傳輸設備的需求將達到170億美元。有第三方數據顯示在全球的微波傳輸市場,華為市場份額達到近35%,力壓諾基亞和愛立信,可見華為的微波技術確實做到了引領的地步。
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