普通路燈也能變身5G毫米波基地台！
2022-06-14
作者
Nitin Dahad
一座小型城市需要950個5G毫米波無線基地台來實現全面覆蓋；而利用100支安裝了5G基地台的路燈和850個中繼器，能將十年的總持有成本減少超過1,300萬美元或35%...
筆者每天散步時常會抬頭看著路燈，思考它們在部署各種技術解決方案時能發揮的潛力，無論是用於環境監測、保全監控或是強化網路基礎設施。最近Movandi和Ubicquia兩家公司就宣佈合作開發和部署毫米波路燈中繼器，以強化5G和固定無線接取網路(FWA)的覆蓋範圍。
根據雙方協議，Ubicquia將利用Movandi的技術打造一款毫米波智慧中繼器，號稱只要花幾分鐘時間就能安裝於路燈的光電池(photocell)插座，且該系統據說與全球現有3.6億支路燈相容，能加速廣泛的5G毫米波覆蓋和FWA部署(參考文章上方大圖)。
這些安裝能在幾分鐘內完成，且自動鎖定主機RAN訊號，以確保中繼器之間的連結，不需要透過光纖連接核心網路。該毫米波智慧中繼器也號稱能與所有主要的RAN/Open RAN技術整合，包括愛立信(Ericsson)、華為(Huawei)、諾基亞(Nokia)、三星(Samsung)等公司的解決方案，並支援全球所有的毫米波頻段。
該路燈中繼器預計於2023年進入測試和部署階段，並符合公用電力、保護、讀表(metering)、重量和風力負荷等相關要求，能透過延伸5G毫米波基地台(gNB)範圍、重新引導障礙物附近的訊號，確保戶外覆蓋和使用者經驗的最佳化。
那些路燈中繼器將配備Movandi的毫米波5G RF技術和參考設計平台，包含有RF半導體元件、客製化相位陣列天線模組、演算法，以及包括用於管理、控制，還有人工智慧/機器學習(AI/ML)資料分析之雲端應用程式介面(API)在內的軟體。
Ubicquia在官網上宣傳的口號是「讓路燈和公有電桿成為傳遞資料導向洞察的智慧資產」，該公司在這方面已經相當有經驗──今年年初，Ubicquia曾宣佈與Ericsson合作，利用美國電器製造商協會(National Electrical Manufacturers Association)的標準化連結器，將Ericsson的街道無線小型基地台安插到現有的路燈上。
該裝置其實在街道上幾乎看不見，它是被放在路燈燈罩上、靠近路燈本身，使其能夠融入現有基礎建設之中。而安裝工作通常可以在15分鐘內完成，讓路燈搖身一變成為低頻段或中頻段5G基地台。
Ubicquia執行長Ian Aaron在宣佈與Movandi的最新合作案時接受《EE Times》訪問表示，「我們是一家獨特的公司，一隻腳在公共事業領域、另一隻腳則在行動通訊領域(我們的工程團隊有許多成員來自Motorola)；」他指出，這使得該公司與Movandi的合作，是在短時間內實現5G毫米波部署的理想聯盟。
市場研究機構Mobile Experts的首席分析師Joe Madden在一份近期發表的白皮書(Streetlight Mounted mmWave Radios Transform Coverage Economics)中指出，相較於建設新的5G基地台、並以光纖連結這些基地台，藉由利用現有路燈和它們持續的電力供應、間隔50公尺的距離，以及8~10公尺的高度，只需要花費少許時間和經費，就實現數以百萬計的可用站點。
他在該報告中強調，安裝於路燈的中繼器代表著「能大幅加速部署時程、簡化許多法規與安裝核准步驟，同時並節省經費的大好機會。」
Madden指出：「根據我們的評估，一座小型城市需要950個5G毫米波無線基地台來實現全面覆蓋；而我們發現，利用100支安裝了5G基地台的路燈和850個中繼器，能將十年的總持有成本減少超過1,300萬美元或35%；相較於僅利用公用電桿配置5G基地台的作法，則可以節省8,900萬美元或80%的支出。」
Ubicquia執行長Aaron則表示：「能讓行動通訊業者在任何合理的時間內實現5G毫米波部署的承諾，利用現有路燈基礎建設是唯一的方法。我們與Movandi合作的目的，是結合彼此的IP和力量，開發可供公有Wi-Fi、公共安全，以及載波小型基地台應用的路燈解決方案，幫助行動通訊業者不僅能為密集的都會區提供5G毫米波服務，也能在各種規模的城市實現5G毫米波服務。」
Movandi執行長暨共同創辦人Maryam Rofougaran在接受《EE Times》訪問時指出，「有多家公司與我們接洽，以協助實現對這類戶外毫米波覆蓋狀況的改善。我們得到的結論是，這個團隊很強大，了解箇中挑戰，也知道如何部署一個容易安裝的解決方案。」
她補充：「我們與Ubicquia的合作利用了Movandi的RF半導體元件與軟體技術，提供創新的、以路燈為基礎的5G毫米波中繼器，這能改變營運商的經濟模式、加速實現廣泛的全球性5G毫米波覆蓋，開啟一系列擴展的高速、低延遲服務組合和使用者體驗。」
路燈中繼器能夠透過延展5G毫米波基地台範圍、重新引導障礙物附近的訊號，以確保最佳的戶外覆蓋和使用者體驗。
(來源：Movandi)
Rofougaran解釋，兩家公司正緊密合作打造裝置與建立新市場，「這將真正地改變遊戲規則，無論是固定無線接取或是熱點覆蓋應用；一旦準備就緒，就會是數量相當龐大的商機。」而Aaron補充：「目前對於固定無線接取的需求是被壓抑的，我認為那在明年之後會真正擴大。」
分析師Madden總結指出：「我們的結論是，路燈部署是一條絕對要走的路，它所帶來的成本節省會相當顯著，更重要的是能非常快速地在空中傳播無線電。而或許最大的優勢是避免那些無聊的市政會議！」他所指的是主管機關程序與花費的時間，其他替代方案若要獲得批准，往往得花費數週時間進行多次會議，路燈中繼器提案則能免除那些規劃與批准程序。
如筆者一開始所說，對於城市來說，路燈具備能帶來更多好處的龐大潛力，Movandi與Ubicquia攜手強化5G毫米波的覆蓋範圍只是其中一個案例，我確信我們將會看到與路燈結合的裝置配備更多功能，不只是感測器，還有許多和連結、視覺與智慧相關的功能…千萬別小看不起眼的路燈！
本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年6月號
責編：Judith Cheng
(參考原文：Streetlights Offer Path to Rapid mmWave 5G，By Nitin Dahad)
