03.05 5G華為為什麼要做那麼多基站?直接做衛星信號不行麼?

李理滑雪旅行


一,現在是低軌道,以前幾萬公里和現在300-600公里不一樣,數量不一樣,現在打上萬顆。大氣層就算10公里吧,再往外就近似真空,信號傳輸阻隔小,也不要腦子馬上想著以前大磚頭長天線的衛星電話。

二,衛星一定程度是代替光纖功能(衛星之間以激光通信),當然室外直接連接沒問題(衛星對地以微波通信連接地面站),偏遠地區室內通過衛星地面站轉換把信號覆蓋。

三,現在衛星成本很低,比當年銥星低,發射成本也在降低(馬斯克的可回收火箭,複用部分節省70%成本,國內目前以搭載為主,總得來說也沒有想的那麼貴),低軌衛星現在採用幾百塊的商業電子原件(宇航級電子元器件價格萬元級別),壽命設計5年。

四,最重要的是,記住說的是全球網絡,不是國內網絡。如果國內通信當然依靠衛星不是主流(我指中國,但包括美國在內大多國家基礎設施並不好,靠衛星彌補是最優選擇),但你要全球高速通信,中國,美國,哪個國家都得靠衛星。這一點是現在很多文章亂比較中國5G和美國所謂6G兩個不同層面的事物的邏輯錯誤。(個人認為媒體把馬斯克星鏈說成6G並不恰當,雖然6G一定會有衛星)

五,至於你說的5G為什麼做那麼多基站,這完全是由無線電頻率,技術標準等系列因素決定的。

六,華為有衛星計劃的,大家可以自己搜,以華為技術能力,當然會想到這一層。

七,基站不是華為做的,是運營商要採購華為設備。

馬斯克這樣解釋他的星鏈計劃:“重點是建立一個全球通信系統。這是一項雄心勃勃的努力。從長遠來看,我們真正要做的是在太空中重建互聯網。我們的目標是讓大部分遠程互聯網流量和大約10%的本地消費者和商業流量,都通過這個網絡傳輸。所以,90%用戶的本地訪問仍然可能通過光纖進行。”






科技也是宗教


應邀回答本行業問題。

5G不是華為非得做這麼多的基站,而是移動通信技術就決定了必須建設很多的5G基站。

5G不是華為的,也不是哪家公司的,現在我們說的5G都是3GPP框架下的5GNR。

5G是第五代移動通信技術,不是哪家公司的技術,沒有哪個公司可以獨立的推出一個國際標準的移動通信技術,這裡邊涉及到各個通信業公司的利益,還有大量的交換和妥協的過程,也不完全是技術因素。

我們現在說的5G,都是3GPP下的5GNR。而3GPP是一個國際性的專利組織,是由多個國家的通信組織組成的,而3GPP的技術標準是移動通信領域被最廣泛部署的技術標準,可以說是移動通信領域裡的絕對霸主。

我國在3G時代加入3GPP,經過多年的努力,現在已經成為了3GPP組織之中和歐洲、美國三足鼎立的重要力量。在3GPP的5GNR之中,由於中國是全球最大的移動通信市場,而且受益於中國移動始終堅持著TDD制式的組網,最終在這次5GNR以TDD為主導的新一代移動通信技術的標準立項之中佔據了主導。

而在5GNR的標準必要專利之中,我國的華為、中興、大唐也有大量的專利被寫入了標準,這使得這次的第五代移動通信技術的專利之爭中,中國佔據了領先的地位。

5GNR引入了新空口、新技術、新頻段,更高的系統性能,更高的無線頻譜,就決定了5G的組網部署,室外的宏基站的密度要大於以往的4G。

我們可以看到5G和4G相比,系統性能大大增加了,速度更快,連接數量更多,時延更低。

而5GNR提出的新的無線頻譜,由於現在低頻的無線頻譜主要被2/3/4G佔據,而這些設備又很難退網,而且低頻頻譜比較零散,也不適合大速率的帶寬要求,所以5G的頻譜相對都是比較高的。

現在國內三大運營商獲得的5G頻譜中國移動獲得是2.6Ghz和4.9Ghz,而中國電信和聯通分別獲得了3.5Ghz附近的無線頻譜。

高頻的繞射能力不強,同等面積覆蓋,需要建設更多的基站,這也是為什麼5G需要建設更多的基站的原因。其實基站也只是一部分原因,手機終端的無線性能的原因可能更大一些,手機和基站之間的數據交互是雙向的,手機的性能更多的決定了需要建設更多的基站。

由於5G的主要工作環境在室內區域,而室外的高頻很難有效的進行覆蓋,所以5G將是超密集組網,引入大量的小基站去覆蓋室內部分,這使得5G的基站數量更是大大的超過了4G。

5G時代,小基站會更多的被運營商部署,這是移動通信發展的必經階段,室外宏基站覆蓋,室內小基站覆蓋,這會是一種趨勢。

這些基站的個頭小,功率也小,覆蓋區域也小,就需要建設的數量更多。

現在的衛星技術,可以做覆蓋,但是很難滿足容量的要求,而且衛星通信對信號的阻擋問題很難解決,終端的要求也更高,無法作為普惠性的移動通信覆蓋。

現在的衛星通信技術,很難滿足大部分用戶需求,尤其是中國這種建築物超密集,人口眾多,而移動通信數據需求大的國家的普及性需求。

可能大家被那些"免費wifi衛星""星鏈"等項目吸引了目光,不過這些項目最終的落地都會面對很大的問題。

衛星信號如果傳輸數據的話,第一個就需要面對的是阻擋的問題,這就使得衛星通信的接收能力要差一些。而我們主要上網是在室內,這是衛星通信很難突破的區域,除非是有專門的衛星天線接收,或者是大量的地面站的轉發,其實就建設難度而言,可以說比5G還大。

衛星通信的容量也是一個比較大的問題,無線頻譜的頻寬決定了容量,越是高頻的,越可能獲得更高的頻寬,但是容量是有限度的,這是無線通信的原理決定的,頻譜效率不可能無限度的增加,而衛星通信由於覆蓋的區域要比基站大,這個容量就勢必不能滿足大量的用戶接入,這也是一個很大的問題。

終端的要求其實也是一個很大的問題,現在我們的智能手機,加載了很大一部分的其他功能,比如遊戲、照相、娛樂等,這使得通信功能被某種意義上削減了不少,而如果衛星通信的話,對於終端的通信性能要求更高,這就使得衛星電話的天線更大,基站更厚,而且手機相對的其他性能就不能太強,這也使得用戶很難接受。

總而言之,5G需要建設大量的基站,這個和華為的關係不大,這是5G本身需求的,其他的設備商,比如中興、諾基亞、愛立信等要滿足5G的要求也得建設很多的基站,至於衛星通信替代5G,這個並不現實,很多"衛星上網工程"其實要做為普惠型通信,現在技術能力還是無法完成的。

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通信一小兵


  先說一下答案,5G網絡信號不能用衛星傳輸。另外,5G網絡需要建更多基站,這是技術決定的,而不是華為決定的,因為華為只是一家網絡設備製造商。


  5G網絡為何需要建更多基站呢?


  與3G和4G網絡相比,5G網絡所使用的頻段更高,中國聯通和中國電信的5G頻段在3.5GHz左右,而移動5G頻段是2.6GHz和4.9GHz。

  眾所周知,5G網絡使用的頻段越高,信號的穿透力越差,覆蓋範圍越小。為此,5G網絡要想實現同樣的覆蓋,必須建設更多的基站。具體來說,2G時代一個基站的覆蓋範圍大約是5公里左右,而5G基站的覆蓋範圍,只有800米左右。


  5G網絡信號為何不能用衛星傳輸?


  有很多人認為,既然5G網絡需要建那麼多基站,為何不用衛星呢?不可否認,衛星高高在上,用衛星傳輸5G信號覆蓋應該會更好。事實恰恰相反,衛星傳輸5G信號,覆蓋更差。

  由於5G網絡信號頻段高,穿透力比較差。如果用衛星傳輸5G信號,那麼人們在室內根本無法接收到5G信號。現在,我們在室內無法接收到GPS定位信號,就是這個道理。


  此外,衛星的頻譜資源更稀缺,帶寬達不到5G網絡的要求,根本不適合用做5G網絡傳輸。所以,5G網絡信號是不能用衛星傳輸的。


賈敬華


5G信號的覆蓋範圍小,導致對基站的需求量更大。

大家都知道5G的速度快。之所以速度快是因為5G信號的頻率高,而高頻信號在單位時間內傳輸的信息量更大。中學物理關於電磁波的知識告訴我們,電磁波的頻率與波長成反比(兩者乘積等於恆定的光速)。因此,高頻的5G信號的波長更短。而短波長電磁波的衍射(繞開障礙物傳播)能力較低,這就導致5G信號的覆蓋範圍較小,因此才需要更多的基站構建更為密集的組網。

但是無論再多的基站,總有一些偏遠、地形複雜的地區,如沙漠、海洋,無法建基站。那這些地區怎麼進行無線通信呢?答案就是衛星通信。衛星通信可以做到全天時全天候。但是由於目前成本太高且衛星信號的穿透力較弱(室內幾乎無法接收到信號),它只能作為移動基站通訊的輔助。關於衛星通信,下面介紹一個願景宏大的項目。

SpaceX的星鏈計劃


早在2015年,美國太空探索技術公司SpaceX就提出了“星鏈計劃”(Starlink) 。在該計劃中,SpaceX將依託自家的可重複使用的“獵鷹”運載火箭,以每年2000顆的速度,陸續向太空發射近12000顆衛星,建立覆蓋全球的衛星互聯網星座。目前“獵鷹9號”的運載能力是一箭60星。就在筆者撰文當天的晚間時候,SpaceX將進行第5次衛星發射,使得該項目入軌衛星數量達到300顆。

星鏈計劃一旦實現,就可以提供覆蓋全球的高速互聯網接入服務。那些在複雜場景通訊服務的成本,如遠洋航行,極地考察,地質考察等,也將大大降低。到那時,連乘坐飛機也可以時刻暢享高速的互聯網了。

Facebook天鷹計劃


除了衛星平臺,航空平臺也可以搭建起通信網絡。比如,Facebook在2015年提出了一個叫做空中網絡基站的計劃-“天鷹”,目的就是利用無人機向全球偏遠沒有網絡的地區的40億用戶提供互聯網接入服務。該項目使用的無人機採用純電池驅動,翼展堪比波音737飛機,重量只有1000磅,機翼上配備4個發動機,還有大量的太陽能電池板,它在空中飛行的續航時間可以達到90天。但無人機飛行到18000米高度時,可以通過激光和毫米波技術向地面發射網絡信號,實現通信。

不過,或許是因為投入產出比太高,2018年6月,Facebook官方宣佈關停了“天鷹”項目。類似的項目谷歌也玩過,幾年前他們就做過一個實驗,通過熱氣球向地面傳輸網絡信號,該熱氣球可在空中停留6個多月,還在非洲地區進行過試探性推廣。不過該項目也同樣夭折了。

暢想一下,或許在不久的將來,我們可以打造一個集地面通信、衛星平臺通信、航空平臺通信於一體的全球通信網絡。到那時,地球上任何一個角落,即便是如今移動通信的“盲區”,如沙漠、海洋、偏遠山區等,都可以實現網絡覆蓋和快速的即時通訊。


前沿科技館


先說結論,這麼多基站是必須要的,5G是不可以用衛星信號的。

首先,5G使用的是毫米波通信,毫米波波長較短,穿透性很差,不可以遠距離傳輸,所以需要大範圍的佈置基站,數量比目前4G使用的基站要多出一個數量級,單個5G基站的覆蓋範圍也就300米左右,也就是說每隔600米就需要有一個5G基站。

再說衛星信號,衛星通信的效率是非常低的,通信成本非常高,其有效帶寬根本無法容納大數據量的長時間通信,再者,衛星通信的波段和5G並不是一個波段的


編程鎮魔司


在4G時代,中國運營商使用的頻率段大致2555-2575MHz。目前,5g的頻段FR2是24GHz~52GHz,很直觀地看到,5G相位比4G頻段高出一個數量級以上。

如果我們把頻率放在光速和波長公式中,我們就能得到非常有趣的結果。以5G的28ghz為例:

波長與28ghz計算為例

然後我們可以看到,5G的波長約為10.7mm(毫米),這是我們常說的5G毫米波。

毫米波能帶來更大的傳輸速度,但毫米波也有致命的缺點——毫米波在空氣中衰減很大,衍射能力較弱。

基站信號覆蓋距離,受以下幾個因素的影響:

頻率和距離:信號的頻率越高,其繞射能力越差,同樣的損耗也就越大,距離越遠,當然損耗也就越大;

基站的發射功率:基站的發射功率越大,其覆蓋的範圍越大;

基站的高度:基站的高度越高,相應的覆蓋範圍也就越大,做到增益越大,損耗越小;

手機的高度:手機的高度越高,相應的信號所要穿過的障礙物也就越少,其損耗也就越小;

 

總之,5G基站的覆蓋密度應該比目前4G的更大。

所以為了讓我們手機用戶能正常地接收信,那就必須設置更多的基站。當然不僅在數量上多加基站,在技術上也也採用了微基站的方式,也就是基站的體積比原來小很多。

 

 5G用衛星作為基站,暫時技術上還有難度,原因如下:

我們開發的衛星硬件本身無論如何跟地面計算機芯片技術對比是有巨大差距的,如今人手一個的手機其運算能力早已超越了5年前的筆記本的運算能力。對於衛星來說,很多新的半導體技術無法在衛星上得以應用,需要為它單獨開發一套系統,這套系統往往在研發定型之後很多年都不會有升級或修改。

眾所周知,傳統地面終端最大的一個優勢就是更新換代的週期短,技術普及的速度很快。

 

衛星通訊一般都採用轉發器模式,就是所謂的透明轉發,其本身並不對信號進行處理,無論是信源編碼還是信道編碼,跟最近5G大會以華為公司為主導的企業主推的Polar Code方案(5G控制信道eMBB場景編碼方案),以及以高通為代表的企業提出的LDPC(碼數據信道的上行和下行短碼方案)相比還是明顯差距的。

 

衛星通訊是否能在信道模型方面做到跟地面一致,畢竟衛星跟地面基站比一個高度高,一個在不斷移動,對波束切換,管控,多普勒效應都提出了考驗,尤其是未來5G網絡將普遍使用SDN技術,衛星通信網是否能使用這種架構也是問題。

24Ghz以上頻率原本就是留給衛星通信使用的,然而5G的波段恰好跟衛星通信的頻段重合了,相信未來衛星基站在不就得將來成為可能。


彩頭哥商業方案


首先,5G是需要建設更多的基站,但是並不能說華為要做那麼多基站,華為只是一家通信設備製造商,非運營商。

那為什麼,5G要建更多的基站呢

移動通信是通過無線電波傳遞的,無線電波屬於電磁波的一種,它的頻率資源是有限的。 隨著移動能信的發展,我們所使用的頻譜是越來越向高頻發展,這就有個問題,一直以來,我們主要是用中頻~超高頻進行手機通信的(5G 主要是用Sub 6Ghz,以及未來毫米波都是超高頻)。
舉個例子經常說的“GSM900”、“CDMA800”,其實意思就是指,工作頻段在900MHz的GSM,和工作頻段在800MHz的CDMA,後面的數字代表使用的頻率。
那麼,5G使用的頻率具體是多少呢?如下圖所示:
5G的頻率範圍,分為兩種:一種是6GHz以下,這個和目前我們的2/3/4G差別不算太大。還有一種,就很高了,在24GHz以上,目前,國際上主要使用28GHz進行試驗。
高頻有什麼好處呢?這主要是因為,頻率越高,能使用的頻率資源越豐富。頻率資源越豐富,能實現的傳輸速率就越高。
好處是有了,但是我們一開始不用呢?因為電磁波的顯著特點:頻率越高,波長越短,越趨近於直線傳播(繞射和穿牆能力越差)。頻率越高,在傳播介質中的衰減也越大。

因此,以往2G 900MHz 一個站點,能覆蓋的站點,現在就需要 3到4個的使用高頻的LTE站點,或者以後的5G 會需要更多了,才能滿足覆蓋,這也是越到5G要建越多的站點的因素。

這下懂了吧,因為5G是超高頻,覆蓋小,需要更多的基站來滿足基礎覆蓋。


直接用衛星信號行嗎?

在目前,這個是不行的,我認為,衛星通信會做為獨立系統做為補充,而不會取代陸地網。

這裡有幾點,我個人看法:


1)首先從通信衛星的製造成本上說起

我們要考慮使用衛星來提供通信的成本。衛星的製作費用與發射費用都是很高的,而且就算髮射出去了,我們需要購買專門的電話才能使用,這個電話的價格,也不是每個人都能接受的,而且現在海事衛星電話,好比很早以前的大哥大,比那還在,在我們平時測試時,有用到過。

 而且就通話費用來說,也是我們現在的幾十倍,這樣高昂的使用費用,就是為什麼我們不用它的原因了。現在通信資費是一降再降,衛星電話那高的資費,是不適應行情的,就算你覺得你用得起,但是你要保證你想要聯繫的所有人都用得起,不然難道給自己打電話嗎?
2)其次從技術層面上談
我們移動通信隨著5G的到來,無線頻率是越來越高,這樣的覆蓋距離上是越來越短,因這高頻穿透差,那如果,用衛星來通信,那這個距離就很遠很遠的,從天上到地面的這麼遠的距離,導致信號不好,而且在一些高樓大廈中,信號就沒辦法實現覆蓋了,就好比,我們平時用GPS在外面還可以接收到衛星,但是一在房子裡就收不到,基站就不同了,雖然不可能做到,完全覆蓋,但是至少信號不會太差。所以說,衛星來接收信號的覆蓋率也沒有基站好。

3)再者,移動通信發展到5G,最重要的一個特點,就是帶寬越來越大,速度越來越大,這無疑是光纖通信發展帶來的,通信行業有這麼一句話“無線永遠是有限,有線永遠是無限”,意思就是說,無線傳輸永遠沒有有線傳輸速度快,帶寬高,那想一想,衛星再怎麼發展,也無法滿足信息科技的需求。

所以說,5G發展,是離不開高傳輸的光纖網絡的。

那衛星通信的有沒有必要性

衛星通信,不是對移動通信沒有幫助的,它可以作為輔助來幫到人類。即使在現在移動基站發展了這麼久的情況下,還是在地勢複雜的地區沒法全面落實,那麼未來這些地方衛星通信就派上用場了。到那個時候它就會成為移動基站的好幫手,有了它偏遠山區就能夠很好的與外界聯絡了。
 總而言之,目前由於成本原因和技術上難實現的原因,衛星通訊不能夠替代移動基站來實現通訊與寬帶的功能。但是在未來,衛星通訊有望成為基站的輔助,在偏遠地區接收信號,不過它始終是輔助的,主要的還是得靠基站。
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所有新技術的應用必須有與之匹配的大量應用場景進行驅動才行,單純的技術水平無法導致大規模商業應用。

與美國不同,我國具有人口多,密度大,GDP貢獻多集中於大城市,城市之間相隔距離遙遠且廣泛依賴路上交通高鐵,規律性大遷徙等特徵,這些特點導致傳統的4G技術難以滿足高密度,高接入數量,高速接入以及高移動性特點,為了滿足上述特點,開發了今天我們看到的由更高頻段,更多基站,更快切換構成的5G技術。

而美國的特點決定了它並沒有如此迫切的需求,美國人口相對中國分佈更廣泛,且規律性長距離遷徙多半依賴飛機,這就從經濟和實用性上註定了美國的5G技術不會依賴地面的基站進行佈設,而是會面向大面積國土和飛機載具,美國的航空航天技術發達,依賴優勢,它選擇的5G方案是打數以千計的低軌通信衛星,並實現組網如星鏈計劃:從而覆蓋整個地球表面,Sat—5G(Satellites for 5G,衛星5G)方案相比我國的重點區域地表建站的不計其數的5G方案,大幅度降低了造價,提高了單顆衛星的覆蓋範圍,同時也支持了NB—IoT(NarrowBand Internet of Things,窄帶物聯網)的星上擴展,同時對於美PNT(Positioning,Navigation and Timing,導航定位和授時)計劃形成強有力的支持,但由於現階段申請如此大規模的近地軌道衛星工作頻率,實現組網和控制需要大量時間,包括中,韓等國家的紛紛推出自己的5G方案和推進時間,美國倍感壓力,因此美國決定將現階段的4G網速調高,作為5G進行過渡,把Sat—5G的計劃正式升級為Sat—6G,進行重點建設。目前Musk的SpaceX,OneWeb,Boeing在政府的支持已經開始大量發射衛星,並於近期在FCC(Federal Communications Commission,美國聯邦通信委員會)開始了在ITU(國際電信聯盟)的頻譜資源的申請。

介於我國和美國之間,歐盟幅員遼闊,各成員國之間距離各異,成員國內部總體人口較少,城市人口密度大,✈️是最常用的長途交通工具,於是小國即可以發展以地表5G,同時也可以發展Sat—5G。

我國的業界敏銳察覺了低軌微小衛星為通信及航空業所帶來的巨大潛力,紛紛加入微小衛星,火箭的研製和發射,其中以航天科技的“鴻雁計劃”,航天科工的“虹雲工程”為代表的眾多近地軌道衛星發射組網計劃紛紛上馬,不少民營企業也加入其中,隨著資本,技術的不斷累積,Sat—6G或者說“衛星互聯網”的機會也漸漸由新的風口落實到行業大發展。


吉米是我


我也在想,建機站雖然造價貴,維修管理,運營成本高。但能控制信息獨立!目新果正為道異善,慈由產業放為地球健康將周。百花齊豔助活人類獻上共產裝備經生!落制地利為意,第五次實地放為全球綠設產業健康革新生命財路!

科研資識制互帶道共發健健領會!物能制宜!

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偷,撮,騙,搶,戰。在原有的資源運作,資源會很快枯竭。到那時一些私享者無法獲取利益!就會自然在原有的基礎上。首先是漲價,變質。在蔓延。偷,撮,騙,搶,戰!

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我就不知道你為啥啥都扣到華為頭上了。

基站是一開始運營商購買然後設置的,現在就變成了中國鐵塔設置的,然後運營商根據使用的量進行付錢。

華為/中興/諾基亞/愛立信等等通訊設備商只不過是根據4G標準/5G標準提供基站等通訊設備。

4G或者是5G都有國際標準的,那就意味著全球都是按照這一套標準來做的。華為/中興/諾基亞/愛立信等等通訊設備商只不過是根據標準來做而已。雖然他們細分技術上有一些不一樣,但是大體的標準是一致的。

直接做衛星通訊,你以為不要錢嗎?衛星通訊的成本相當高,不要說通話計費需要幾塊錢一分鐘,一臺衛星電話動不動就好幾千。

這個價位,衛星通訊是普通人玩的玩兒?要是你通過衛星通訊上網,估計聊完微信你得趕緊關流量,下載一個APP得不見半個月的工資。

你用一個月試試?第二個月你馬上就求著回去使用基站的時代了。

再說,全中國幾億臺手機啊,要是滿足這麼多的手機通訊需求,需要多少衛星啊?現在的衛星根本不可能處理的過來。

衛星還要承擔科研、軍事、商業等需求,他們的需求遠遠比你上網聊微信重要多了。普通的通訊可以通過基站就通過基站好了。


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