Small Cell能否缓解物联网时代频谱短缺压力

    近日，物联网（IoT）成为技术产业的热门话题。这一术语描述的是一种生态体系，在该体系中，消费电子产品与电器可以联网实现相互通信。随着数以亿计的IoT设备之间建立“互联”，诸多权威专家，甚至技术创造者自己都在积极为即将到来的信息与通信基础设施的重大变革做准备。事实上，IDC分析家预测，到2020年年末，全球联网的“物体”装机总量将达2,120亿个，其中将有301亿个为“物”联网。

    尽管这些预测令人惊讶，但是IoT设备的积极影响带来的有关市场增长的乐观情绪也因一种担忧而略打折扣，即：如何在网络中管理这些设备所采集的海量数据。随着技术的不断发展，这种担忧只会加剧，并且这样的推测是有充分理由的。

    在IoT时代，人们可以实现这样一些场景：车辆与沿路安置的内置监视器对话，以便更好地规划交通路线；家用电器与智能电网相连，变得更加高效可靠。但这仅仅是一个方面。另一方面，对于本已压力巨大的网络来说，这些互联设备会进一步加重其负担，加剧现有的频谱“短缺”现象。由此产生了大量引人关注的问题：随着数量日益激增的设备上消费内容的不断增长，IT管理员和数据中心该如何管理严重的网络堵塞，确保用户移动接入服务？另外，服务提供商如何才能解决这一IoT频谱短缺的问题？

    尽管没有能够治愈一切频谱问题的“带宽灵药”，但针对这一困境已有很多解决方案。其中一项目前已经初获成效：Small Cell。这种低功率的无线接入点包括femtocell、picocell和microcell，可支持几米到三公里范围内的语音、视频和数据服务。如果与其它网络管理技术（如更为高效的microcell和Wi-Fi分流）相结合，Small Cell可为最终用户提供更好的蜂窝和无线网络覆盖，同时帮助服务提供商更好地管理数据流量。

    但是，Small Cell究竟能在多大程度上缓解频谱短缺问题呢？答案在于它的无线电技术。它采用本地无线频率，以免干扰大型基站。通过这种方式，这些无线电起到了一种“接入点”的作用，能有助于将数据流量从蜂窝基站无缝分流到本地无线网络。通过流量分流，同一区域内的每个人都能享受到更好的网络连接。这样不仅提升了用户在家中、办公室或公共场所的体验，还减少了用户流失，帮助运营商赢得更大的市场份额。

    因此，运营商已经开始在家庭中配置femtocell，以便将覆盖范围延伸至接入受限或不可用的区域。企业/室内蜂窝基站也非常适合运营商配置：例如，picocell可以为网络提供一定容量，以解决小型企业和零售应用的热点需求。与picocell相似，microcell可为一个有限区域提供网络覆盖，但该区域范围较大（一般为三公里宽），且一般为户外。它们能为高密度公共空间（如购物中心、体育馆、酒店或交通枢纽站）的用户提供容量。

    IoT时代的来临带来了更高的数据流量和蜂窝数据速度，从而给网络带来了更大的压力，服务提供商逐渐开始转向以太网和室内、乡村和户外Small Cell，以提升蜂窝网络的性能但前方并非没有挑战。

    尽管现在超过一半的移动流量是由宏网络处理的（来源：Infonetics，2013年1月），但是假以时日，流量会日益分散到各类Small Cell 网络中去，从而带来巨大的市场机遇。

    在乡村环境中，Small Cell面对的问题是缺乏回程条件和电源，并且电话还处于很高速的运动。在乡村公路上保持通话依然是很不容易的。在都市环境中，户外Small Cell 所面对的问题同样严峻，包括：最挑剔的顾客、缺乏适当场所、大量不同运动速度中的电话以及来自Macro Cell和Small Cell的干扰。

    这些困难中有一部分可以通过综合使用各种无线数据技术来克服，具体做法是利用多种技术来获取各种点滴流量，汇合起来为移动设备提供所需的带宽。这些异构网络（HetNets）在大量许可（3G、LTE）和非许可（802.11x）频谱中均有效，且可将Macro Cell、pico/Small Cell和住宅接入点（femtocell）结合起来。

    Small Cell 关键技术的开发也是同样重要的；这些技术是实现用于无线接入的3G/LTE/Wi-Fi和用于回程的PoE/有线/PON/无线接入的基本构件。包括能将射频接收器与基带调制解调器整合的住宅用Small Cell SoC，用于企业和都市3G/LTE Small Cell 网络的双模Small Cell SoC，甚至用于整合了回程网络的Small Cell的高级平台。这些对于在IoT时代保持人与人之间的互联性都是至关重要的。

    归根结底，没有一家运营商或科技公司能独立解决所有难题。但是，当我们合力为所有公民提升互联服务时，巨大的机遇在等着我们——到2016年，Small Cell技术的开发与配置会带来高达220亿美元的价值。而这一过程才刚刚开始。

    作者简介：Gregory Fischer，博通公司宽带运营商接入事业部副总裁。他负责领导博通为运营商接入半导体提供解决方案，实现接至家庭以及家庭内部的宽带服务。在最终产品和最终市场方面，他着重为高级局端（CO）和客户端设备应用提供完整的xDSL 和 FTTx解决方案。在加入博通之前，他曾在半导体制造商Conexant Systems担任包括市场营销副总裁、视频产品集团副总裁兼总经理在内的多个管理职务。Fischer拥有密尔沃基工程学院的电气工程学士学位和爱荷华大学的工商管理硕士学位。