基于5G FWA的组网技术应用分析

基于5G FWA的组网技术应用分析

薛文怡

联通华盛通信有限公司，北京西城区，100032

摘要：本文阐述了5G FWA组网技术的发展背景，对5G FWA的接入方式和终端类型进行了分类梳理和描述，分析了5G FWA主要技术应用演进趋势，最后对国内5G FWA的应用场景进行了深入分析和讨论。

关键字：5G FWA，5G CPE，千兆网络

一、引言

当前，新一轮科技革命和产业变革在全球深入发展，以5G、千兆光网为代表的“双千兆”网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的“两翼”和“双轮”，在促进信息消费等方面发挥着重要的作用。在5G迅速发展的大背景下，5G FWA（固定无线接入，Fixed Wireless Access）组网借助5G东风迅速开拓市场，助力“双千兆”建设发展。

二、背景

随着近十年我国光纤网络的快速建设和发展，光纤网络布局已经开始逐步放缓，近三年覆盖率稳定在95%左右，部分地区和场景的网络需求无法满足。通过5G FWA组网填补“光纤盲区”，为各类场景提供低成本、灵活的提供宽带接入服务，将会是运营商及终端厂商下一个竞争战场。

三、5G FWA组网介绍

5G FWA在国际运营商市场中非常成熟，有着广阔的市场发展空间，根据5G物联网产业联盟的数据，到2025年，全球5G CPE市场规模将达到1.2亿台，市场规模达到600亿元，中国5G CPE市场规模将达到8000万台，市场规模达到270亿元，发展前景可观。

1、组网方式

5G FWA组网方式，是通过5G CPE（客户终端设备，Customer Premises Equipment）5G CPE将5G信号转换为Wi-Fi或LAN网络连接，允许多个设备在家庭、办公室等环境中接入网络，与光纤接入技术相比无需挖沟埋缆、穿墙打洞，作为一种低成本、易部署的灵活组网解决方案，是许多国家和地区部署宽带的理想选择。同时凭借5G大带宽、低时延、大容量的特性，5G FWA可以提供媲美光纤的用网体验，因而倍受全球各大运营商青睐，成为拓展家庭宽带市场的利器。

图1 典型的家庭5G FWA组网方式

2、终端类型

5G FWA组网方式可应用于个人、家庭、商企和工业等多样化场景。在不同场景中，5G FWA组网终端也根据用网需求和场景特征，呈现出不同形态和特点。

在家庭、商企等场景中，5G CPE通常固定位置使用，按照使用位置分为室内型和室外型。其中，室外型CPE通常由IDU（Indoor Unit，室内单元）和ODU（Outdoor Unit，室外单元）两部分组成。ODU安装在窗外、屋顶等位置，与安装在室内IDU通过有线或无线的方式相连。ODU负责接收运营商基站的5G信号，并完成对信号的变频、放大等作用。IDU在室内实现信号覆盖和路由功能，为各类终端提供网络接入服务。ODU+IDU的5G FWA终端部署方案，能够较好地解决毫米波受到建筑物和遮挡物时衰减的问题，使得5G FWA在室内发挥毫米波最高效的性能。

在工业场景中，衍生出工业级的5G CPE，又称5G DTU或5G工业路由器满足工业应用场景需求，如嵌入集成、边缘计算、数据采集、云端运维、耐恶劣复杂环境、抗电磁干扰、支持三防、支持行业规约协议、支持二次开发等。

在移动场景中，体积小、轻量化的随身MiFi（Mobile Wi-Fi）可通过锂电池供电，随时随地满足终端5G网络接入需求。此外，针对个人用户场景或接入终端较少行业场景，5G UFi（USB Wi-Fi），也称5G Dongle，通过连接其他终端USB供电提供网络连接。

四、5G FWA应用技术及发展趋势

1、毫米波：

目前5G FWA的主要应用Sub-6GHz频段，虽经济优势明显，但频段资源有限，也无法充分发挥5G能力，现阶段5G FWA相较光纤接入仍具有一定劣势。而5G毫米波可以在传输质量、带宽容量上，使得5G FWA在部分场景下完全媲美光纤接入的使用体验，如人口密集、传输距离较近的家庭物联网、交通枢纽和公共场馆等。目前北美的两大电信运营商AT&T和Verizon都把5G毫米波优先应用在了家庭宽带领域，用于替代家庭光纤网络接入。

2、QoS和网络切片：

运营商传统的流量经营模式已经无法满足5G时代多样化场景的用网需求，基于网络切片的差异化服务经营将成为趋势。通过5G FWA组网承载5G网络切片，为各类用网场提供多种端到端逻辑的“专用网络”。一方面可为5G FWA组网提供逻辑专网，满足5G FWA组网在特定场景下对网络隔离的需求；另一方面，可为5G FWA组网提供差异化的网络QoS，满足部分用户和部分移动业务对特定QoS的需求。

3、eSIM：

为保证5G FWA的5G网络使用安全、降低业务风险，通过5G FWA终端内置eSIM模块的方式，实现“机+卡+人+业务+管理平台”深度融合绑定，杜绝业务资源外流，实现5G FWA组网的信息安全可控。在防范电信欺诈、非法访问、二次转售等网络犯罪方面具备突出性优势。

4、RedCap：

RedCap（Reduced Capability，降低能力）作为一种轻量级的5G新技术标准协议，可以使5G模组成本降低60%-70%。5G FWA可聚焦核心用网需求、裁剪冗余功能，从而进一步降低成本、减小尺寸、减少功耗，进而降低5G FWA终端设计生产门槛、降低5G网络业务负担。5G FWA有望通过低成本布局，推动5G应用扩展应用场景、扩大产业规模。

五、国内5G FWA组网应用场景分析

在我国，光纤网络基础建设相对完备，“双千兆”发展行动计划明确了5G和千兆光网发展重点目标任务，要基本建成全面覆盖城市地区和有条件乡镇的“双千兆”网络基础设施，实现固定和移动网络普遍具备“千兆到户”能力。5G FWA在我国的主要应用主要是填补光纤网络难以覆盖的需求。

1、家庭宽带组网

对于部分不具备光纤入户条件的城市、乡村家庭，5G FWA作为光纤网络的补充和替代方案，为租房、公寓、宿舍等住所不固定的人群，提供了随插随用、随拆随走的便利，免去了光纤宽带安装、施工、拆机、移机等问题。尤其是在疫情期间，5G FWA无接触、免安装的部署体验，降低了疫情防控风险，满足了人们居家办公、学习和消费的用网迫切需要。

2、楼宇商企组网

部分中小微企业无法承担楼宇专线及宽带业务用网成本，5GFWA凭借免安装、免施工、快速部署的优势，一体化解决商企客户低成本、多连接、大流量等用网需求。此外，5G FWA还适于展会、路演等临时、紧急需要搭建用网环境的场景。

3、行业需求组网

5G FWA在支撑各行业专业用网需求上具备优势，如某市在开展新冠病毒疫苗全民接种工作时，通过5G FWA搭建5G+VPDN接入组网方案，利用5G接入卫生健康局内网，并逻辑隔离专网与公网用户，短时间内快速实现全市大型临时接种点的网络覆盖。

六、结语

随着5G网络建设、5G技术演进、5G终端研发的进程，5G FWA组网将为千行百业场景提供便捷、高速的网络接入能力。同时5G FWA也将成为在千兆光网之外，运营商的另一个宽带市场必争之地。

参考文献：

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