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深度解讀：無線新世界因小而美

在一個數據洪流時代，運營商都面臨著網絡容量不堪重負、業務收入增長艱難的壓力。而為了緩解這種狀況，運營商需要做的，一是打造一張更加智能更加高效的基礎網絡，二是開發更多能夠創造商業利益的新業務。
萬變不離根本，豐富多彩的高價值業務更是離不開智能高效網絡的支撐。然而，移動通信發展到今天，卻進入了一個新的困境。低頻段頻譜被大量的傳統應用占據，運營商被迫要高頻段進行轉移，覆蓋和容量成為了新的難點。高帶寬低時延永續在線的業務特征也對傳統的室外宏站+室內分布的組網模型提出了挑戰。
同時，由于環境保護、進場費高昂、選址困難及部署成本等原因，宏基站和室內分布系統的建設和運維都面臨諸多限制。是時候進行變革了。通過技術和產品上的革新，打造一個無線新世界。而Small Cell因其自身的特性成為了此次變革的急先鋒。當然，Small Cell也不是十全十美，也面臨著規劃、干擾、回傳、業務承載與應用開發等問題。但可喜的是，產業鏈已經邁出了堅實的第一步。
簡單而美
Small Cell即小型蜂窩基站的統稱（以下簡稱為小型基站），包括Femtocell、Picocell、Metrocell及Microcell四大類。其中，最小的Femtocell主要用戶家庭等室內場所，也被成為家庭基站，Picocell主要用于企業辦公樓等場所，Metrocell與Microcell則主要用于大都市公共場所或農村地區。
當類似流媒體、視頻電話及M2M程序等應用日漸劇增時，運營商在人流集中的公共場所部署小型基站，成本較低又能緩解流量壓力，也是留住用戶的一種方法。與傳統宏蜂窩基站不同的是，小型基站能在室內、遠程戶外等限定區域內提供低功率覆蓋，產生更好的通話質量和更高的數據表現能力。
如今運營商大多傾向于，以小型基站取代室內分布，配合宏蜂窩基站的基礎覆蓋，進行區域化的深度覆蓋。其能自動檢測周圍網絡覆蓋情況，在對熱點區域增強覆蓋的同時，也能對盲點地區進行補充覆蓋，從而有效擴充網絡容量。據Juniper預計，未來的五年內，小型基站以及WiFi設備將能承擔約60%的移動數據流量壓力。
而小型基站比WiFi更有優勢的一點在于，其對手機無特定功能要求，且耗電量也比較低，能大大提高手機的電池壽命，這也是運營商在宣傳商用小型基站業務時的一個賣點。雖然業界已有將WiFi歸入Small Cell家族的傾向，但從小型基站論壇的態度來看，至今未有收歸WiFi的打算。
在眾多運營商和設備商的共同努力下，小型基站的發展可謂如火如荼。據Informa近期統計數據，截止2012年年底，小型基站數量將增至640萬臺，其中約86%為Femtocell，屆時小型基站也將全面超越傳統宏基站的600萬臺規模。
室內先行
在小型基站家族中，Femtocell因其較為成熟的技術優勢，得到率先規模部署，其產品在Small Cell版圖中占據了絕大部分的地盤。
從Small Cell論壇截至2012年2月的統計數據來看，全球運營商所推出的小型基站商用業務中，幾乎均為Femtocell業務。美國運營商Sprint最早于2007年就已推出相關商用品牌業務。其國內另兩大運營商Verizon無線與ATT也已于2009年商用Femtocell業務。
跨國運營商沃達豐從2009年開始，相繼在英國、西班牙、卡塔爾、希臘、新西蘭、意大利、荷蘭等多個國家推出相關業務。而日本、韓國、新加坡、法國、挪威、俄羅斯等國也陸續有運營商推出商用Femtocell業務。中國運營商中，中國聯通較早于2009年推出Femtocell業務，中國移動的TD-Femto業務也于今年2月15日在江蘇展開正式商用。（運營商femtocell商用情況，詳見本文最后的附圖）
而就全球設備商來看，阿朗、愛立信、華為、NEC、諾西、中興、飛思卡爾等設備商都已推出相應的Small Cell解決方案。雖然產品以Femtocell居多，但在Picocell、metrocell及Microcell方面也進行了不遺余力的探索。其中，愛立信、飛思卡爾及Mindspeed等均已有Picocell解決方案，而思科的Microcell解決方案已于2010年3月支持ATT在美國商用。
然而，Femtocell的腳步遠不止于此，據Informa調研報告稱，Telefónica計劃將在其歐洲及南美業務區大規模部署Femtocell基站，而Sprint也已全面擴大Femtocell基站規模，由2011年的25萬臺迅速增至如今的60萬臺，成為全球擁有Femtocell基站數量最多的運營商之一。
在全球41個運營商部署的共計460萬臺小型基站中，Femtocell占據了80%的絕對優勢，而目前傳統的宏基站總數也僅為560萬臺。研究機構Informa預測，Femtocell很快將在2013年第一季度超越傳統宏蜂窩規模。Microcell方面，僅ATT在2010年四月推出了相應的家庭業務。起步相對較晚的Picocell基站目前雖沒有得到大規模部署，但其數量將在2013年增長至36.6萬臺。
場景拓展
當運營商利用小型基站在家庭等室內場所大展拳腳后，眾多移動運營商開始考慮將小型基站的部署擴展到室外公共場所。Informa在其公布的最新一季小型基站市場數據報告里強調，運營商對于在公共場所部署小型基站的興趣越來越高昂。
報告指出，在公共接入市場，除目前SK電訊已開啟LTE小型基站部署外，美國三大運營商態度也非常積極。ATT表示將今年晚些時候推出3G小型基站業務，Sprint計劃在今年年底部署首批LTE小型基站，同時Verizon無線也表達了推出LTE公共接入小型基站業務的意愿。而國內運營商中國移動也緊跟形勢，表示將在日后推出3G小型基站業務。所有這些運營商在家庭Femtocell業務取得階段性成果后，都將目光瞄準了公共接入服務市場。
運營商之所以對在公共場所部署小型基站如此興趣高漲，主要因為其能在鬧市區人流密集處增補網絡容量。此前的一次小型基站論壇研究會議上對這一點進行了驗證，即使保守配置4個小型基站搭配1個宏基站，也能顯著增強網絡信號，使得數據傳輸速率達到原來的300%，有效緩解了56%的數據壓力。
而同時小型基站也將走進農村及新興市場，近日非洲運營商RascomStar-QAF宣布，正在剛果運用衛星回程來測試這項技術。而緊接著沃達豐-英國與日本軟銀也開始展開相關測試，其中軟銀測試主要集中在農村地區。Informa報告同時指出，小型基站將在2014年走入大眾市場，而其背后最大的挑戰就是回程、功率以及選址等問題。
挑戰猶存
小型基站對3G的助推作用不言而喻，而對LTE來說，更是迫切所需。英國監管機構Ofcom就曾指出，小型基站在未來將會被納入4G LTE網絡的基礎設施中，而屆時小型基站的發展也將走向多用途、多功能。
小型基站不僅需要在更廣泛的條件下應用，也給產品設計方提出了不小的難題。為各種各樣的基站設備配置可伸縮的軟件架構，是一些廠商想出的應對策略。據了解，目前信息技術服務供應商Wipro已有相應的軟件架構，能輕松移植到不同類型的小型基站上使用。同時為了使產品擁有極高的性價比，廠商也需要在軟件、硬件、機械設計中實現緊密融合，使之達到最佳系統性能。
隨著技術融合的需求增多，未來將會出現多種移動通信技術集成在一個盒子里，成為一個能支持WiFi/3G/4G技術的多功能小型基站。當然，小型基站的可用性也需要改進，以使其能實現程序自行安裝、并允許組織或個人靈活監控這些設備。
在Small Cell如初升朝陽般形勢一片大好之時，其也面臨著設備選址、回程等各種難題。
站址對于運營商有多重要？最近幾年一些地皮價格坐地起價、急速飛漲，成為了全球運營商需要共同面對的棘手問題。Informa研究總監馬克·紐曼（Mark Newman）曾談到：一些會展中心可能并不希望運營商基站入內，因為他們此前靠出售數據接入權限已經取得了不錯的盈利。
然而，獲得進場權限僅僅是挑戰的開端，與進場權相關的限制也頗為繁雜。比如倫敦小型基站通常會被裝置在路燈上，而路燈的電量沒有相應電表測量電量，為方便電力公司測算其用電量，這個裝置著的小型基站盒子就必須經歷五花八門的嚴格測試。比如Telefónica為實現覆蓋就不得不忍受被敲竹杠的事實，以高價來應對各種限制。
同時，干擾管理也成為研發很重要的一部分。據統計，蜂窩覆蓋區域受室內基站的干擾，從宏基站時代的25%上升到了宏基站搭配小型基站時代的40%。為防止干擾，宏基站和小型基站，必須協調使用。
此外，在今年的世界移動通信大會上，很多運營商及設備商高管曾提醒道，小型基站的標準化仍是一項待研究的課題，其部署可能會有一些隱性成本是目前無法預料的，而這也有可能導致運營商最終放棄選址部署。
雖說小型基站或多或少都給移動通信產業帶來了相當大的潛在刺激作用，但運營商究竟能在多大程度上負擔小型基站的部署成本呢？歐洲電信市場在此方面充其量也只能實現收支持平，更何況其他運營商。盡管小型基站的花費遠低于宏基站設備，但每個小型基站仍需初期安裝流程，并要求實現快速回程連接，這些越來越多的小型基站就意味著，運營商需要布置更多的電纜和提供更大的帶寬。
對于運營商來說，最好的解決方法可能是部署一張智能網絡，其能根據用戶自身條件作出智能決策。比如，用戶在小型基站覆蓋范圍內時，可以使用WiFi、3G或LTE連接網絡，但當他們在行動過程中時，連接小基站網絡已無多大意義，此時智能決策"能使用戶持續保持在移動宏蜂窩網絡上。
小型基站可能是移動運營商應對未來全球網絡容量壓力的給力良藥，但其作為宏基站的延伸，仍然有很多潛能待開發，很多難題待解，預計小型基站要真正起步至少要等到兩三年以后。

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