盡管目前正在進行5G移動通信試驗，但由于所需投資規模巨大，大多數行業分析師預計，全面的網絡部署還需要幾年時間，全球移動運營商必須在未來投資需求和短期現金流之間找到一種平衡。固定無線接入（FWA）雖然是一項既定服務，但目前正在通過5G技術進行改造，以提供與寬帶光纖連接相當的性能水準。5G FWA具有更高的性能、相對較低的部署成本和自我配置的潛力，因而成為對消費者非常有吸引力的技術，許多運營商正在抓住機會在各自市場中部署5G FWA服務。本文中，我們將詳細探討5G FWA技術。

FWA簡介

FWA定義為通過移動網絡客戶端設備（CPE）提供的寬帶連接，此CPE可以具有多種格式，包括室內（桌面和窗口）和室外（屋頂和墻壁安裝）等方式。請注意，此定義不包括移動寬帶解決方案，例如通過便攜式、電池供電Wi-Fi路由器和加密狗等提供的連接。

圖1：FWA配置。

FWA已是相當成熟的技術。例如，EE在2018年2月推出了一項服務，以解決58萬戶英國家庭沒有足夠固定接入的問題。 FWA安裝成本估計不到固定接入的40％[1]，但卻能夠提供價格合適且易于安裝的寬帶接入，并具有用戶可以自行安裝CPE的優勢。

盡管此項服務非常方便，但基于4G/LTE技術的FWA下載速度和延遲卻無法與光纖寬帶連接相抗衡。而隨著網絡性能的顯著提高，基于5G的FWA有望成為與光纖連接相比具有真正競爭力的技術，同時保留其便利性和成本優勢。

5G推出正在重塑FWA性能

通過使用高頻頻譜（mmWave），5G可以實現數GHz的FWA速度，并且延遲可低至1ms，5G FWA響應時間將會與固定連接相當。的確，最初5G試驗結果顯示下載速度高達10～25Gbps，而目前英國家庭寬帶的平均速度約為30Mbps。

5G技術承諾，將通過支持廣泛的現有和尚待定義的應用來改變我們的生活，并在多個領域創造巨大的經濟價值。但是，負責推出全新網絡基礎設施的全球移動運營商卻面臨很多挑戰。盡管5G的長期前景看好，但仍需要進行大量投資，尤其是需要支持mmWave頻率，以釋放5G技術的全部潛力。同時，隨著當前服務的大眾化，許多運營商仍致力于4G/LTE服務，但營收卻趨于平緩甚至下降。因此，對于大多數人來說，5G商業優勢并不明顯，他們將優先考慮那些能夠產生早期收入的投資。

在這種背景下，5G FWA是運營商的理想選擇。一項針對全球部署計劃的總結表明，許多初始的5G部署都是基于3GPP的“非獨立（non-stand-alone）”選項，即通過利用現有4G/LTE網絡基礎設施在6GHz以下頻譜中提供5G服務。在進行這些投資后，運營商通過這些基礎設施來提供FWA服務則相對簡單，例如，可以為農村地區提供高速，高覆蓋率的服務。

圖2：非獨立的5G NR。（來源：Qualcomm）

其他示例表明，Verizon和AT＆T等運營商選擇將其最初的5G投資重點放在為利潤豐厚的市場構建mmWave基礎設施層面，以便為人口稠密的城市地區消費者提供FWA服務。

無論選擇哪種路線，分析人士都認為，在全球運營商推出的5G服務中FWA將會扮演重要角色，愛立信（Ericsson）預測2019年至2025年間接入數量將增長三倍。同時，SNS Telecom預測，全球FWA收入預計從2019年底的10億美元，增長到2025年的超過400億美元，復合年增長率為84％[2]?。

5G FWA部署場景

FWA可以部署在1GHz和6GHz層之間的5G容量和覆蓋頻譜層（Capacity and Coverage spectrum layer），也可以部署在28GHz的mmWave，甚至更高頻率的超級數據層（Super Data Layer）。在低于6GHz頻率下，盡管數據吞吐量低于mmWave，但覆蓋范圍卻足夠大，并且可以通過非獨立基礎設施提供FWA。低于6GHz的部署可以提供比當前寬帶快100倍的下載速度，對無法使用光纖的消費者和企業具有很大吸引力。從運營商的角度來看，低于6GHz的FWA服務部署使他們能夠將目標鎖定在偏遠地區訂戶，而無需構建較小的網絡單元。此外，此頻率的無線電波更能穿透建筑物，從而有利于室內用戶自行裝配使用CPE，這是運營商考慮提供服務經濟性的重要因素。

在超級數據層的mmWave頻率下，5G FWA提供的性能水平可與光纖媲美。通過將高級天線系統（AAS）與高數量MIMO和波束成形技術結合使用，能夠實現窄波束服務，適用于更高密度用戶而不會受到干擾。盡管在此級別上部署5G FWA需要投資以提高網絡密度，但由于可為更多客戶提供服務而抵消了這些投入。另一方面，mmWave穿透普通建筑材料的效果很差，這意味著CPE需要一個外部天線來減輕信號衰減。盡管這使安裝過程復雜化，但在許多情況下仍然可以自行安裝。即便客戶不能自行安裝，在城市地區，由運營商管理的安裝既不復雜，成本也不高，而且，在任何情況下都比固定線路安裝便宜且快捷。

5G服務需要強大供應商生態系統

從連接器到能夠以mmWave頻率運行的復雜RF收發器，全球市場5G服務的推出帶動了對各種組件和設備的需求。依據現已完全定義的核心5G網絡標準（3GPP release 15），5G供應商生態系統可以放心地開發支持5G服務所需的組件、系統和子系統。

Qorvo專門從事5G基礎設施所需RF IC、晶體管、RF前端模塊、接收和發射模塊以及低噪聲放大器等專業RF器件的設計和制造。 Qorvo的QPF4001 GaN MMIC等產品能夠解決在5G mmWave頻率下進行設計的諸多挑戰。

結論

伴隨5G服務的啟動，全球各地運營商正在執行一系列市場推廣策略。 5G服務距離帶來真正的經濟利益還需要幾年時間，并且也取決于5G網絡的全面部署，其中需要大量投資。在樂觀看到這一長期前景的同時，運營商也必須平衡未來投資與短期現金流之間的關系，5G FWA被公認為是5G“助推泵（pump primer）”服務，能夠通過低成本、易于安裝設備提供光纖級性能。

而隨著5G部署的加速，5G設備開發人員依賴于一個全面的生態系統來實現快速的市場進入，而能夠提供先進技術的分銷商（例如Mouser Electronics）在該生態系統中扮演著至關重要的角色。

[1]?5G 技術下的 固定無線接入(FWA): 2017 – 2030 – 機遇，挑戰，策略和展望, SNS Telecom

[2]?5G 技術下的 固定無線接入(FWA): 2017 – 2030 – 機遇，挑戰，策略和展望, SNS Telecom
編輯：hfy