如何以类似光纤的速度实现大众市场固定无线接入

由于互联网，社交媒体和在线流媒体服务的迅猛增长，对更高带宽的宽带服务的市场需求正在上升，特别是随着每户宽带用户数量的增加和切断线缆的趋势持续加速。在整个城市，郊区甚至乡村地区，OTT(视频)，云游戏和VR / AR服务将继续以更高分辨率的内容激增，以满足消费者的需求。根据最新的《思科VNI预测》[1]，预计互联网视频总流量将从2016年的67%增长到2022年的82%。然而，全球只有44%的宽带连接速度高于50Mbps。根据最近的FCC Internet访问服务报告[2]在美国，仍有3350万家庭的下行速度低于25Mbps的固网连接，主要是铜缆基础设施老化所致。

使用铜缆，电缆或光纤的固定宽带网络通常是提供宽带服务的首选。升级或扩展固网覆盖范围的成本和复杂性不断挑战推出，因为货币化通常超过10年。固定无线访问(FWA)利用无线介质提供与安装在建筑物屋顶或现有街道家具上的访问点(AP)的最后一英里宽带连接，并具有缩短产品上市时间并降低部署复杂性和成本的基本优势。为了满足不断增长的消费者对跨区域更高带宽的需求，FWA已成为运营商通过增值服务扩展其宽带网络的一种非常有吸引力的选择。

运营商的FWA商业案例

尽管FWA传统上将重点放在没有服务或服务不足的农村地区，这些地区没有固定电话部署的经济意义，但是FWA技术，网络设备和频谱可用性(无执照，公民宽带无线电服务和mmWave频段)的进步是开放的同时也增加了城市和郊区的市场机会，将FWA定位为具有FTTH(光纤到户)，电缆或DSL(数字用户线)的传统固定电话选项的有利替代方案，从而提供了等效于光纤的速度和更低的价格跨地区。

图1：不同的FWA市场细分

FWA的竞争优势在于，它允许运营商创造新的商机并根据运营商的业务概况来驱动新的收入。移动运营商可以通过补充现有移动服务的固定宽带服务来扩展其竞争产品。固网宽带运营商可以在人口稠密的城市地区部署FWA作为光纤的补充，那里没有及时且经济高效的方式来部署光纤或升级DSL。

除了提供更快的部署和更低的成本，以及无执照频段和毫米波频段的可用性，FWA还使运营商可以扩展规模，以解决人口密集的城市和农村地区。FWA的商业案例在人口稠密的城市市场特别有吸引力，那里只有一个或没有高速宽带提供商，和/或FTTH建设不足，例如美国和西欧的某些地区。一些雄心勃勃的初创企业和无线ISP(如Starry)也计划与使用固定无线技术的主要运营商竞争。像Google和Facebook这样的互联网公司也投资开发了自己的固定无线技术和网络。

基于Wi-Fi的FWA技术

过去，像WiMax和4G LTE这样的蜂窝技术在FWA网络中发挥了重要作用，但在商业上的成功很少。其中一些问题是CPE(客户驻地设备)成本高和网络容量不足以提供预期的服务。由于没有针对固定无线接入的官方标准，运营商会采用专有的供应商解决方案，其中结合了不同的频谱和缓解干扰技术，以实现容量目标并降低每位成本。

尽管与4G相比，5G技术有望带来更大的容量和技术进步，但考虑到FWA带来的额外流量负载的潜在影响，希望利用5G基础设施进行FWA运营的移动运营商将采取更为谨慎的方法。过量的移动容量将根据地区以及移动应用程序随时间演变的方式而变化。

基于Wi-Fi的解决方案也已广泛用于利用大众市场芯片组的FWA。凭借802.11ax的新功能(称为Wi-Fi 6)，它进行了许多增强，并已被越来越多地采用，以提供类似光纤的速度，并在提高规模经济性的同时显着提高网络效率和容量。庞大的Wi-Fi生态系统和供应链。这导致实现了与光纤相当的容量，并为每位用户提供100 Mbps至1 Gbps +的速度，并降低了CPE成本，从而使该技术可扩展到使用mmWave频段和/或非授权频段的密集城市和农村地区。

以下是一些重要的Wi-Fi 6增强功能：

8×8 MIMO和160MHz的容量提升

与上一代具有较低阶MIMO配置的设备相比，从单个AP支持160 MHz信道带宽上的8个同时数据流的能力大大提高了每个扇区的容量。使用1024-QAM，每个数据流现在能够承载超过1 Gbps的数据流量。8×8 MIMO和1024-QAM的组合将单个AP的整体容量提高到接近10 Gbps，接近FTTP功能。这意味着基于50：1的超额预订因子，单个具有8×8 MIMO和1024-QAM的FWA扇区现在可以为每个用户支持200 Mbps。

多用户MIMO(MU-MIMO)

Wi-Fi中的MU-MIMO技术旨在通过同时对不同用户进行波束控制来提高整体网络容量，从而有效地提高每个用户的速度。此外，针对下行链路和上行链路数据流量的协调调度提供了更有效的广播时间分配，从而克服了先前的性能瓶颈和基于竞争的无线访问带来的效率低下的问题。这使FWA能够为大量CPE服务，并大规模降低部署成本。

无执照频谱扩展

随着6 GHz频谱开放给非授权使用，首先是在美国，然后是欧盟和其他地区，高达1.2 GHz的频谱将可用于非授权使用。随着基于更高Wi-Fi连接速度的应用程序的持续增长，这对于更广泛的Wi-Fi行业而言是一个重要的转折点。FWA设备制造商现在将最早在明年就可以大规模利用相同的芯片组进行6GHz的无许可证部署。

图2：基于Wi-Fi 6的FWA容量提升

展望通用高速宽带接入

随着市场对通用和高速宽带接入的需求，FWA将在实现这一愿景中扮演重要角色。基于Wi-Fi的FWA位置独特，可提供可大规模部署的高容量和高效网络。具有802.11be的下一代Wi-Fi希望在802.11ax上构建，以提供30 Gbps或更高的带宽。借助Wi-Fi技术的进步和市场规模，FWA网络将提供显着的性能和成本优势，并缩短上市时间，因为运营商正在寻找可行的方案来挑战或补充现有的固网基础设施。