浅谈广电在5G 发展中的优势

陈善杰

（山东广电网络有限公司泰安分公司，山东 泰安 271000）

一、5G 的发展是国家战略

当今世界正经历百年未有之大变局，中国科技正经历着突飞猛进的发展，国家也不失时机地提出了网络强国的概念，而有序推进5G 网络建设及应用是网络强国的具体实现。因此在我们国家，5G 的发展已经上升为国家战略。从2018 年12 月至2020 年三月，国家在中央经济会议、全国“两会”、中共中央政治局会议、国务院常委会议、中央全面深化改革委员会会议等8 次会议上，着重部署5G的发展。山东省鲁政办字[2019]187号文（2019年11月）也对加快5G 产业发展制定了实施意见：“2020 年，实现设区市城区有重点应用需求的区域5G 网络连续覆盖，在全国率先实现5G 规模商用。到2023 年，实现县级以上城区5G 网络连续覆盖，网络规模、用户规模、流量规模、5G行业应用、产业融合发展居全国前列”。

二、5G 的概念

5G 就是第五代移动通信技术（5th generation mobile networks 或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G），是最新一代的蜂窝移动通信技术，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统后的延伸。

随着大数据、云计算、人工智能、物联网等行业的发展，人们对带宽、时延、可靠性等要求更高，4G 已经不能满足要求，在这种大的形势下，5G应运而生。在刚刚过去的2021 春节联欢晚会上央视就进行了5G+8K 的现场直播，并在现场使用了XR 技术；现在无人驾驶出租车也已经在北京、长沙、大连等地进行了试运行；5G 手机也正在逐步进入我们的生活，如此等等，5G的应用已经渗透进我们生活的方方面面。

简单地说5G 有三种典型的应用场景，即：增强型移动宽带(eMBB)、高可靠低时延连接（URLLC）、海量物联网（mMTC）。

eMBB（enhanced Mobile BroadBand）即增强型移动宽带：带宽可达20Gbps。

主要支持C 端用户日常使用，应用场景包括8K高清视频、VR、AR 等需要高带宽传输的应用。在5G 的20Gbps 无线传输速率支持下，图像渲染已经从设备端转移到云端，在移动应用场景下可以享受VR/AR及超高清视频、高画质游戏等应用。大型的演唱会、体育比赛等场景下，能够实现更加丰富的浸入式互动体验以及超高清的远程直播。比如在2021 年春节联欢晚会中就采用了5G+XR 技术（XR 是扩展现实，是虚拟现实VR、增强虚拟现实AR、混合虚拟现实MR 的统称），实现了刘德华在香港与内地歌手在晚会上的“同台”演出。

URLLC（Ultra-Reliable Low Latency Connection）高可靠低时延连接：可靠性高达99.999%；时延低至ms 级。

mMTC（massive Machine Type of Communication）海量物联网：可以达到每平方公里十万个以上的连接。

主要应用于物联网领域，支持万物互联，包括超高清的视频监控、智能家居、智能社区、智能城市、智能农业、可穿戴设备、资产跟踪等。

三、工信部5G 频谱分配方案

谈到5G 还离不开一个名词——载波频率（简称载频），如同船与水、汽车与高速公路的关系一样，5G 信号的传输也需要一个载体，这就是载频，一个个的载频就组成了频谱。对于每个载频再进行QMA（正交幅度调制）调制来提高频谱利用率。

5G 信号传输所用的频谱大体分为两种：高频、中低频，如美国，高频：27.5G－28.35G，37G－38.6G，38.6G－40G，64G－71G；中低频：2.5G；600M。欧盟，高频：24.25G－27.5G，31.8G－33.4G，40.5G－43.5G；中低频3.4G－3.6G，3.6G－3.8G，700M。中国，高频：24.25G－27.5G，37G－43.5G；中低频：2.6G，3.3G－3.6G，4.8G－5G，700M。

2019 年6 月6 日，工信部正式宣布我国进入5G 时代，四大运营商（中国广电、中国联通、中国电信、中国移动）同时拿到了5G 牌照，下面是工信部5G 频谱分配方案：

中国广电：703M－733M,758M－788M，计60M 带宽；4900M－4960M，计60M 带宽；

中国联通：3500M－3600M，计100M 带宽；

中国电信：3400M－3500M，计100M 带宽；

中国移动：2515M－2675M，计160M 带宽；4800M－4900M，计100M 带宽。

2020 年3 月19 日，3GPP（国际电信标准化组织）发布：广电700M 正式成为5G 频谱资源，工信部也正式授权中国广电使用该频段用于5G 基站建设。至此，国际上公认的5G“黄金频段”——700M 落户中国广电。

四、广电在5G 发展中的优势

从上述工信部的频谱分配方案中可以看出，工信部给运营商分配的频谱资源是不同的，而电磁波在自由空间传播其传输损耗随着载波频率的降低而降低，传输损耗低意味着传输距离更远。广电700M 的频率大约是移动（2.6G）的1/4；是电信联通（3.5G）的1/5。因此广电700M 在5G 的发展中具有天然的优势。

700M之所以在国际上称之为“黄金频段”，是因为有以下特点：覆盖面广、时延低、绕射能力强。我们知道电磁波在自由空间是有损耗的，根据自由空间损耗公式：Ls=20log(F)+20log(D)+32.45=20log(F*D)+32.45

其中F（频率）：Mhz，D（距离）:公里。由此可以得出如下推论：在同等条件下（空间损耗Ls 一定），距离D 与频率F 成反比，频率越低传输距离越远。在不考虑其他因素的情况下可以粗略地得出700M 的传输距离是3.5G 的5 倍，是4.9G 的7 倍；覆盖面积更是达到 25 倍，49 倍。同时因为频率低，所以波长较长，因而具有超强的绕射能力。还有700M在5G 的应用中与其他频段相比，所采用的技术不同，700M（且仅有700M）采用的是FDD（频分双工）技术，而其他频段采用TDD（时分双工）技术，大家知道FDD 技术可以在同一时间段进行上行、下行信号双向传输，使得700M 较其他频段时延更低，时延可以低至2ms，而3.5G 等是4ms 及以上。因此可以利用700M得天独厚的优势，应用于港口、码头、内湖、化工园区、林场等需要远距离传输的场合；还可用于自动驾驶、智能制造、远程医疗等需要低时延高可靠的场合。

事实上，近几年来，山东广电一直进行着700M 传输5G 信号的探索：

（一）2019 年8 月，在青岛“广电总局光影70 周年”活动中，5G+8K首次进行了展示，验证了广电700M+5G 在大带宽视频领域中的应用。

（二）2019 年11 年，山东广电亨TV 平台，利用5G+4K 对央视4K 超高清节目进行了实时直播，验证了700M+5G 低时延技术对超高清的支持。

（三）2020 年5 月，在青岛智慧码头建设中，采用700M 基站覆盖前湾集装箱码头，验证了700M+5G 对钢架结构、集装箱等的穿透、绕射能力。

（四）2020 年7 月，在青岛董家口海事局项目中，进行700M+5G 超远距离覆盖实验，达到创记录的42 公里超远距离传输。

（五）2020 年7 月，在东营林场项目中，进行了700M+5G 覆盖林场无人区的实验，覆盖面积达到几十平方公里。

（六）山东气象局、济南机场二期智慧机场、东营利津滩羊大数据中心、山东蓝剑智慧物流、青岛中德智慧园、山东黄金矿井、齐鲁交通等700M+5G项目。

在以上项目中，广电700M 的覆盖面广、时延低、绕射能力强等优势得到了充分展现。事实证明，广电利用700M 进行5G 覆盖，可以减少基站数量，提高工程进度，节省客户投资。

五、结束语

2019年6月6日，工信部宣布中国正式进入5G时代。2021年3月25日，工信部印发《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023 年）》，确定了利用5G 进行千兆传输的发展目标：到2023 年底建设100 个千兆城市；用户数达到3000 万。

2020 年9 月中国广电挂牌成立后，就进行了700+5G 在全国的规划布局：在北京、南京、西安、广州建设四个大区的5G 核心网，采用分布式架构、云化部署等以覆盖全国。

5G 时代已经来临，各地广电也正在中国广电的指导下，响应工信部的号召，充分利用700M 的优势，积极地开展5G 业务。4G 改变生活，5G 改变社会，广电700M 让5G 走得更远！我们有理由相信，广电在未来5G 的发展中一定会发挥愈来愈重要的作用，为中国5G 的发展作出更大地贡献。