Small Cell发展现状及未来趋势

Small Cell发展现状及未来趋势 1、Small Cell的应用情况 Small Cell源于最初为家庭场景设计的Femtocell(俗称的“家庭基站”), Small Cell的“小”是相对于传统的宏基站(Macrocell)而言的,其特点体现在:小型化、低发射功率、可控性好、智能化和组网灵活。从发射功率看,典型发射功率在100mW到5W之间;从重量看,普遍重量在2到10kg之间;从组网方式看,支持包括DSL/光纤/WLAN及蜂窝技术在内的多种技术的回传;而且还具备自动邻区发现、自配置等SON功能。 Small Cell具有四类产品形态:第一种称为FemtoCell,主要用于家庭和企业 环境中; 第二种称为PicoCell,应用于室内公共场所如机场、火车站、购物中心等。第三 种称为MicroCell,用于受限于占地无法部署宏基站的市区或农村;最后一种称为MetroCell,主要用于市区热点区域来降低容量瓶颈或农村。 自2007年9月Sprint全球首家部署Femtocell以来,Small Cell已成功在 23个国家的41张网络中部署,目前全球部署量超过380万台,主要以Femtocell 的形态存在(占80%)。而从地区分布来看,主要分布在美国(Sprint部署超过 90万台\AT&T部署约50万台)、欧洲和日韩(日本软银部署12万台)。 从国内三大运营商的情况来看,中国联通早在2009年就推出“3G驿站”品牌,提供于 WCDMA的Femto家庭基站,服务于北方十省;中国移动于2012年2月在江苏正 式开始TD-SCDMA Femto家庭基站的商用放号,截止到2012年9月仅苏州地区实装数超过2万台。 为了迎接未来10年全球移动数据流量增长1000倍的挑战,为了更有效实 现网络容量的均匀覆盖并消除单一宏覆盖造成的空洞,为了降低热点和室内区域站点获取和工程实施的难度,为了解决未来众多LTE网络面临的高频组网穿损的问题, Small Cell成为运营商的不二选择,Small Cell已经处在爆发式发展的前夜。 2、Small Cell未来发展前景 2.1重点部署区域预测 Small Cell的部署场景将比传统的Femto家庭基站要丰富得多。咨询机构Informa Telecoms & Media在2012年进行了一次Small Cell的调研,覆盖了全 球主要运营商和设备厂商。在问及Small Cell未来的重点部署区域时:65%的受访者选择了密集城区,62%的受访者选择了高话务量的公共热点区域(机场,火车站等),48%的受访者选择了企业,而选择家庭的受访者则只有28%。这组调查数据 也反映出业界对Small Cell定位的一个有趣的变迁:从诞生之初定位于解决家庭 覆盖和接入,到现在主要定位于公共热点和企业应用。 2.2 Small Cell市场分布预测 在同一调研中,当受访者被问及哪个地区是未来2年Small Cell最重要的市 场时:31.9%的受访者选择了美国,有22.8%的受访者选择了日本和韩国,15%的受 访者选择了西欧,而选择中国的受访者达到了6.9%。美国、西欧和日韩都是部署 家庭Femto商用网络的先驱,上榜并不足奇,而中国市场引起Small Cell产业链 的关注,则反映出业界一致看好TD-LTE在中国未来2年的发展。随着中国政府正 式宣布把2.6GHz频段全部190MHz都留作TD-LTE,中国市场对LTE Small Cell的 需求更加迫切。 2.3 Small Cell市场规模预测 咨询机构Dell’Oro在2012年7月发布的研究报告中,预测未来5年Small Cell市场将快速增长。不包含家庭Femto市场,到2016年Small Cell在全球RAN 投资中的占比将从3%上升到9%。目前的Small Cell主要用于补盲,未来则更多用于补热。Dell’Oro预计2012年Small Cell的全球收入约为11.4亿美元,而到2016年Small Cell的全球收入将达到34.2亿美元,年均复合增长率超过30%。其中LTE Small Cell的表现尤为突出,2012年预计市场收入只有3千万美元,占整 个Small Cell市场收入的份额不到5%;而到2016年其市场收入将达到18亿美元,占到整个Small Cell市场收入的53%。 而来自咨询机构Infonetics的研究则表明:2013年4G Small Cell的出货量 将占37%,3G Small Cell将占63%;到2015年4G Small Cell的出货量将首次超 过3G;到2016年Small Cell的整体出货量将达到3百万,市场规模达到21亿美元。这和Dell’Oro的研究分析结果基本一致。 2.4 LTE Small Cell市场规模预测 客观上说,3G时代全球Femto或者说Small Cell的发展并没有达到预期。而LTE则为Small Cell的发展带来了新的历史机遇。进入LTE时代,由于全球各国 的LTE频段非常分散,包括了2.6GHz、2.3GHz、2.1GHz、1.8GHz、1.5GHz、 800MHz、700MHz等。根据对50家已经公布频率规划的运营商进行的统计,62%的LTE网络将部署在2.1GHz或更高的频段,而其中41%的网络在2.6GHz或更高频段。众所周知高频段覆盖性能占劣势,而未来数据业务有80%是发生在室内的,仅仅依 靠宏蜂窝网络无法有效进行热点和室内的覆盖,所以Small Cell对于LTE网络的 建设至关重要。 有报告指出:即使不包含家庭Femtocell市场,到2016年,LTE-TDD Small Cell的市场规模将达到7亿美元,而LTE-FDD Small Cell的市场规模将达到11 亿美元。 3、Small Cell技术发展趋势 3.1 与Wi-Fi的融合 Wi-Fi是IEEE 802.11的统称,来自可以和3GPP并驾齐驱的另一组织IEEE,包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n以及后续的802.11ac/ad等, 目前市场上在售的WiFi AP和终端等多已支持802.11n标准并向下兼容。Wi-Fi 的工作频段是2.4GHz 或5GHz,是不需要政府授权使用的频段。对比3GPP蜂窝技术 Wi-Fi组网更加灵活,但同时也带来了干扰不可控的问题。博通、高通和Mavell 等重量级芯片厂商,在今年先后发布了支持802.11ac的芯片,最大支持速率为 1.3Gbps,毫不逊色于LTE蜂窝网络。 Wi-Fi在热点和室内覆盖领域,和Small Cell形成竞争关系。业界进行过 很多的研究,从QoS、切换、安全性等多个角度对Wi-Fi和Small Cell做了比较,最终形成的共识是:Wi-Fi和Small Cell融合是最符合终端用户利益的方案。Wi- Fi和Small Cell的融合产品,不仅可以扩大服务终端范围,实现更好的数据分流,还可以实现更好的切换体验,并通过共享站点或回传等降低建设成本,甚至有望衍生出新的商业模式。 在一些大型展会上,部分主流Small Cell厂商发布展示过一些支持蜂窝技术(WCDMA/LTE等)和Wi-Fi融合的原型产品。中国移动今年新发布了Nanocell白 皮书并和若干厂商签订了合作意向,这对产业链来说是一个利好,我们预计更多的厂商会参与到Wi-Fi与蜂窝技术融合产品的研发中。 3.2 网络与终端协同 在移动互联时代,新的终端和业务层出不穷,如何保障不同终端、不同业务、不同状态下的QoE是运营商面临的挑战。现有移动网络对于用户的信息了解不够,这也造成了无法实现更好的资源调度和保障体制。随着智能手机的处理能力越来越强大,我们预计Small Cell网络和终端的协同是未来发展的技术趋势,终端 通过信息上报增加网络对用户状态等相关信息的了解,从而最终实现改善用户体验、降低信令开销、节省终端能耗的目的。 3.3 可管可控业务本地化 移动数据业务越来越多呈现为多用户交互式业务,例如社区网络、微博、 视频分享等。在这种情况下,如果所有的Small Cell的数据流量都要回传到核心 网络,必然带来额外的时延和传输开销。我们预计Small Cell未来将引入业务本 地化的架构,根据业务属性、用户位置等决策,将适合进行本地化的业务通过小基站直接在接入网内进行疏导,支持同一基站下或相邻基站之间的直接通信,从而大大节省传输资源,降低端到端的通信时延。 3.4 SON技术 因为大量的Small Cell基站并不像传统宏基站一样位于运营商的站点,为 了降低安装、维护成本,SON技术是Small Cell不可或缺的组成部分。SON不仅包括自动物理小区ID配置、自动邻区关系获得、小区间干扰协调等,还应具备自动 IP连接、自动软件升级、发射功率自动调整等。Small Cell面临的重大挑战如宏 微协同、干扰控制等都涉及到SON。虽然目前的SON实现不完美、SON的机制也很 复杂,但是在没有出现其他的可替代性技术前,我们预计SON技术仍将是Small Cell未来最重要的技术发展趋势之一。 4、Small Cell产业链情况 4.1 运营商 目前已经部署Small Cell的运营商包括了中国移动、中国联通、Sprint、Verizon、NTT Docomo、Vodafone、SK Telecom等全球领先的运营商。虽然目前 LTE网络的部署还是以宏网为主,但是运营商们已经开始筹划LTE Small Cell的 部署。韩国SKT是第一个承诺部署LTE Femtocell的运营商,Virgin UK 和 Telefonica也已经开始LTE small cell的测试。 值得一提的是中国移动今年携手TI、Mindspeed等芯片厂商,创造性地提出了Nanocell(LTE/GSM/TD-SCDMA与Wi-Fi的融合产品)的概念,部署场景包括企业、热点、家庭等,并可采用无线方式回传。目前多家设备厂商已经在进行LTE Nanocell的研发,预计明年中多款产品将进行入网测试,到2014年TD-LTE Nanocell产品将在中国移动网络实现规模商用,这和中国移动在2014年建成35 万个TD-LTE基站的时间点规划也是吻合的。 4.2 设备厂商 Small Cell的厂商链条中已经包括了68家公司,除传统的通信设备厂商外, Small Cell的厂商名单中也不乏像Airvana、Cisco这样的新面孔。Small Cell产业链的特点,就是System on Chip技术的引入使得Small Cell基站的行业进入门槛大大降低。在这个意义上,SoC厂商作为Small Cell产业的上游,对整个产业 链影响巨大。 目前Small Cell SoC解决方案的主要厂家是TI(德州仪器)、Mindspeed(敏讯)、Freescale(飞思卡尔)和Qualcomm(高通)等。德州仪器、飞思卡尔和高通都是耳熟能详的传统基站DSP的供应商,而敏讯则是出身于终端芯片的制造和研发,为了提升Small Cell领域的技术实力,敏讯于2012年1月收购了专业做Small Cell SoC解决方案的Picochip。这些SoC厂商目前努力的方向都集中在降低产品的成本和功耗,以及实现多模集成上。 今年10月份在迪拜落幕的ITU国际电信展上,TD-LTE全球发展倡议组织GTI 和部分全球主流设备厂商,发布了支持LTE在内等多种无线制式的Small Cell产品的路标规划;部分厂商还展示了其TD-LTE的Small Cell产品。多家厂商都明确表示其Small Cell产品未来的重点市场在公共热点和企业。