Bewältigung der Kapazitätsherausforderungen in afrikanischen Mobilfunknetzen mit E

Jun 01, 2023

In den letzten Jahren kam es in vielen großen afrikanischen Märkten wie Nigeria und Kenia zu einem massiven Anstieg des Datenverbrauchs mobiler Breitbandteilnehmer. Die Erfüllung des Kapazitätsbedarfs, der sich aus diesem Datenwachstum ergibt, stellt die Kommunikationsdienstanbieter und ihre Netzwerke vor einzigartige Herausforderungen und Chancen.

Herkömmliche Mikrowellenverbindungen sind weltweit und in Afrika ein Eckpfeiler der Netzwerkinfrastruktur. Da jedoch das von Funkbasisstationen übertragene Datenvolumen immer weiter ansteigt, ist der Bedarf an einer erhöhten Mikrowellenverbindungskapazität wichtiger denn je. Aufgrund der baumartigen Struktur der Mikrowellenverbindungen steigt der Kapazitätsbedarf der Mikrowellenverbindungen tatsächlich schneller als der der Funkzugangsnetze. In diesem Blog konzentrieren wir uns darauf, wie Mikrowellenlösungen mit hoher Kapazität sowohl auf kurzen als auch auf langen Distanzen den steigenden Kapazitätsanforderungen von Mobilfunknetzen in vielen afrikanischen Ländern gerecht werden können.

Das E-Band-Spektrum (70/80 GHz) ist für die Unterstützung der ständig steigenden Anforderungen des RAN für 5G und darüber hinaus unerlässlich. Es bietet faserähnliche Kapazitäten und kann schnell und effizient ausgerollt werden.

Das 70/80-GHz-Spektrum wurde von Regulierungsbehörden in mehreren afrikanischen Ländern für die E-Band-Mikrowellennutzung zugewiesen, beispielsweise von der Communications Authority of Kenya (CA) und der Nigerian Communications Commission (NCC). Betreiber in beiden Ländern profitieren von den Vorteilen von E-Band-Übertragungsverbindungen wie schnellerer Markteinführung, geringeren Gesamtbetriebskosten und geringerer Latenz im Vergleich zu Glasfaser.

Um die größte Entfernung, die kleinste Antennengröße und die höchste Kapazität zu erreichen, ist der Gewinn des E-Band-Mikrowellensystems der wichtigste zu berücksichtigende Entwurfsparameter. Dieser Parameter ist die Summe aus Ausgangsleistung und Empfängerempfindlichkeit. Je höher die Systemverstärkung, desto besser. Die E-Band-Mikrowellenlösung von Ericsson bietet den höchsten Systemgewinn in der Branche. Dies ist besonders wichtig für afrikanische Länder, in denen es saisonal zu starken Regenfällen kommen kann. Je mehr Regen, desto schlechter sind die E-Band-Verbindungen, und unter diesen Bedingungen ist eine hohe Systemverstärkung von entscheidender Bedeutung.

Für E-Band-Verbindungen gibt es noch einen weiteren Freiheitsgrad, der als Verbindungsverfügbarkeit bezeichnet wird. Während wir bei einer normalen Kurzstreckenverbindung eine Verbindungsverfügbarkeit von 99,999 % anstreben, können wir die Kapazität über größere Entfernungen erheblich steigern, wenn wir die Verfügbarkeit auf 99,99 % senken, ohne Auswirkungen auf die Benutzererfahrung, wo ein erheblicher Anteil des mobilen Backhaul-Verkehrs stattfindet bestehend aus paketbasierten Daten. Wir können die Verbindungsverfügbarkeit auch weiter verbessern, indem wir neben der E-Band-Verbindung auch ein herkömmliches Band verwenden. Ericsson nennt diese Konfiguration Multiband-Booster. In solchen Konfigurationen können beide Frequenzen mit nur einer Dualband-Antenne kombiniert werden, wodurch die Anzahl der Antennen am Mast minimiert wird.

Die Senkung des Energieverbrauchs hat für viele Kommunikationsdienstleister in Afrika sowohl aus Kosten- als auch aus Emissionsgründen oberste Priorität. Die E-Band-Lösung von Ericsson weist den branchenweit niedrigsten Energieverbrauch und die geringste Größe auf. Zusammen mit Innovationen wie der Sway Compensation Antenna und dem Ericsson Transport Automation Controller ist es möglich, die Verfügbarkeit zu maximieren und den Betriebs- und Supportaufwand zu minimieren.

Langstrecken-Mikrowellenverbindungen sind ideal für hohe Kapazitäten über größere Entfernungen und passen gut zu den Anforderungen zur Anbindung ländlicher Gebiete in Afrika. Sie werden auch häufig zum Schließen von Glasfaserringen verwendet, um Verbindungsschutz und Inselabdeckung zu gewährleisten. Wenn der Bedarf 2–10 Gbit/s über Entfernungen von 10–120 km beträgt, sind Fernverbindungslösungen eine gute Wahl, da sie über große Entfernungen eine hohe Kapazität liefern können. Viele der recht weit entfernten Mikrowellenverbindungen, bei denen die erwartete Übertragungskapazität relativ gering ist, können problemlos auch mit Kurzstrecken-Mikrowellenlösungen bedient werden.

Moderne Mikrowellen-Langstreckenverbindungen arbeiten im Frequenzbereich von 5–13 GHz. Je niedriger die Frequenz, desto größer ist die Reichweite des HF-Signals. Durch die Verwendung mehrerer Kanäle und mehrerer Frequenzbänder in Kombination mit adaptiver Modulation und Layer 1 (L1) Radio-Link-Bonding ist es möglich, die angestrebte Kapazität zu erreichen und die Anforderungen an die Dienstverfügbarkeit mit Langstrecken-Mikrowellen zu erfüllen.

Da der mobile Datenverbrauch in den Ländern Afrikas weiterhin exponentiell wächst, ist es unerlässlich, den Kapazitätsbedarf zu decken. Die Mikrowellentechnologie, einschließlich E-Band- und Langstreckenlösungen, bietet ein robustes Toolkit, um die Skalierbarkeit, Leistung und Verfügbarkeit des Netzwerks sicherzustellen. Von den leistungsstarken Kurzstreckenvorteilen von E-Band-Verbindungen bis hin zu den Langstreckenfähigkeiten von Langstreckenlösungen sind die Innovationen von Ericsson bereit, die Zukunft der Mobilfunknetze in Afrika zu gestalten, die Konnektivität voranzutreiben, Lücken zu schließen und die Digitalisierung zu ermöglichen Revolution.

Chafic Traboulsi ist Vizepräsident und Leiter Netzwerke bei Ericsson Middle East and Africa.

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