Frekvensspektrumet för E-band ger tillgång till en värdplattform med hastighet, kapacitet och kostnadseffektivitet för trådlösa nätverk i storstäder. den här artikeln tar upp såväl utveckling som ekonomi.
(Klicka här för större bild)

Den pågående, snabba spridningen av trådlösa enheter och ökande efterfrågan på datatjänster, med krav på stor bandbredd, sätter ökat tryck på punkt-till-punkt-förbindelser i radiostamnät och mobila basstationer. Det gäller framförallt i tätbefolkade storstadsregioner. För att minska den här belastningen går fler och fler mobiloperatörer över till E-bandets frekvensspektrum (71-76 GHz och 81-86 GHz). Därmed får de möjlighet att utöka de trådlösa nätens kapacitet till motsvarande fiberbastigheter.
Hittills har frekvensbanden 6-38 GHz kunnat ge attraktiva möjligheter för aggregerade stamnät för mobiltelefon, men spektrumet inom ett antal av dessa band överbelastas allt mer. Maximalt 56 MHz bandbredd har kunnat tilldelas på dessa låga frekvenser. Därför krävs det flera radioenheter för oavbrutet kunna öka skalningskapacitet. Det innebär naturligtvis ökade kostnader för utrustning och installation, vilket i sin tur förstärker problemet med överbelastning.

Större bandbredd
Frekvensspektrumet för E-band är å andra sidan inte alls lika hårt utnyttjat. Ett 10 GHz brett spektrum har gjort att de som reglerar användningen har tilldelats kanaler med relativt stor bandbredd. Det öppnar upp betydande fördelar vad gäller kapacitet-per-radio och gör det möjligt att skala upp datahastigheterna från dagens 1 Gbit/s till 10 Gbit/s i en inte alltför avlägsen framtid. Med sådan kapacitet i infrastrukturen kommer E-bandet att minska prestandagapet i förhållande till traditionell fiber – och det till en bråkdel av de kapitalutgifter som krävs för fiberutrustning.
Dessutom är licenskostnaderna för E-bandet vanligtvis mycket låga jämfört med spektrum på lägre frekvenser. Det beror i huvudsak på att efterfrågan av spektrum på E-bandet än så länge är relativt liten. Smala överföringslober minimerar risken för interferens inom E-bandet och låter regleringsmyndigheter att en "lindrig" licensplanering. Med den här modellen kan licenser säkras snabbt och till låga kostnader.

Klarar distansen
Även om E-bandet är idealiskt för små mobila nätverk kan den trådlösa infrastrukturen klara länkavstånd på mellan mellan ett och tre engelska mil (1,6 till 4,8 km). Det är ett betydligt längre överföringsavstånd än vad som är möjligt vid 60 GHz och med jämförbara hastigheter, vilket utmärker E-bandet som en övertygande och kostnadseffektiv möjlighet för att fylla tomrummet mellan fiberryggraden och tätbefolkade områden som inte kan nås med fiber.

Ekonomisk effektivitet
Utvecklingen av den trådlösa E-band infrastrukturen hänger naturligtvis intimt samman med de därmed förbundna ekonomiska faktorerna. Försäljning och spridning av E-band sändtagare har hittills varit relativt begränsat, men konstruktionsaktiviteter som fokuserar på E-band ökar snabbt och ordervolymen förväntas att öka mellan 3 och 5 gånger under 2014.
Denna förändring mot större volymer skapar – och skapas av – reducerade kostnader för radiokomponenter. Medan tidigare bara ett begränsat antal säljare försörjde den här marknaden utvidgas konkurrensområdet snabbt och sätter en prissänkande press på komponentpriserna. Som ett resultat av detta förväntas priset, inom ett till två år, för E-bandets sändtagare att ligga i paritet med priset för sändtagare för de lägre banden (38-42 GHz).
Under tiden accelererar hastigheten hos säljarnas innovationsutveckling, delvis inom området med effektförstärkare. Betydande vinster i effektförstärkarnas uteffekt och linearitet producerar överföringshastigheter som är av samma kaliber som hos fiber och gör trådlösa stamnät med E-band så attraktiva. Det amerikanska företaget MACOM har möjliggjort högre kostnadseffektivitet genom den nyligen presenterade effektförstärkare som ger industrins högsta effekt (Psat 25,5 dBm). Tack vare den kan en enda produkt täcka hela E-bandet (71-76 GHz och 81-86 GHz). Konstruktörer av sändtagare för punkt-till-punkt-förbindelser kan därmed optimera konstruktion, utrymme och kostnadseffektivitet genom att inte behöva använda två diskreta förstärkare för att täcka hela E-bandet.
Att antalet komponenter reduceras skapar möjligheter för tillverkningsprocesser och ökad kostnadseffektivitet. Dagens effektförstärkare för E-bandet erbjuds som rena MMIC-brickor. Inom en nära framtid kommer ytterligare effektivisering av tillverkningen att kunna realiseras då komponenterna kommer i kapslar för ytmontering. Med vanlig ytmontering kommer kunderna att kunna minska time-to-market genom att dra nytta av de bästa kommersiella metoderna för volymtillverkning. Det ligger till grund för ytterligare fördelar som förbättrat processutbyte och minskad manuell hantering.

E för exalterade

Det finns andra makrodynamiska krafter som kan komma att påverka utvecklingen, ekonomin och användningen av E-bandets infrastruktur under kommande år.
I utvecklingsländer blir lågfrekvenslänkarna som stöder storstadsnätverk allt mer mättade. Mobiloperatörer i dessa länder, som för det mesta inte belastas av en befintlig nätverksarkitektur, kan komma att välkomna E-bandets infrastruktur för stödja aggregerade stamnät och små mobila stamnät i områden där det är olämpligt att gräva ner fiber.
I regioner världen över där en trådlös infrastruktur redan är etablerad, kan länkar på E-bandet en dag ersätta lågfrekvenslänkar som ett sätt att understödja högre datahastigheter över längre avstånd och samtidigt minimera det antal nätnoder som krävs för att säkerställa tillgängligheten till ”carrier-grade”-tjänster i städer. Den här övergången kan påverka miljoner av redan existerande länkar.
I alla dessa scenarier kan en infrastruktur via E-bandet ge tydliga fördelar när det gäller att understödja dataservice i storstatsmiljöer. De kan ge överskottskapacitet idag och inom den närmaste framtiden. Med tillgång till E-bandets spektrumet befinner vi oss nu i en tidig utvecklingsfas som kommer att utvecklas under de närmaste tio till femton åren. Nu står vi inför en genomgripande omvälvning av trådlös teknik för infrastrukturen och dess marknad.

Filed under: Radimat