O backhaul móvel é um componente crítico de qualquer rede móvel, pois é o hyperlink que suporta o transporte de voz e dados entre a rede principal e os websites da Radio Entry Community (RAN). O backhaul sem fio (ou seja, micro-ondas) continua sendo uma tecnologia essencial — a ABI Analysis estima que cerca de 60% dos websites de células móveis são backhaulizados por micro-ondas hoje — então este artigo examina alguns dos principais desenvolvimentos e inovações na indústria de micro-ondas.
Principais tendências da indústria
- A demanda por capacidade de dados continua a crescer
As assinaturas anuais de 5G dos 30 principais países monitorados pela ABI Analysis atingiram 1,5 bilhão no remaining de 2023 e devem crescer para mais de 4,1 bilhões até o remaining de 2029. Consequentemente, o tráfego de dados 5G também deve aumentar de mais de 340 exabytes em 2023 para 2.100 exabytes em 2029 (a uma Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de 35%) à medida que o crescimento em vídeo de alta resolução, tanto downloads quanto uploads, bem como aplicativos habilitados para Inteligência Synthetic (IA), aumenta.

- Desafios na abordagem da exclusão digital
Além das áreas urbanas, os provedores de serviços de comunicação (CSPs) também enfrentam o desafio de melhorar a qualidade da conectividade móvel em áreas rurais, onde menor densidade populacional geralmente significa menor retorno sobre o investimento (ROI). Esse problema é world, afetando países desenvolvidos e em desenvolvimento. Por exemplo, estudos pela Opensignal mostraram a grande lacuna nas velocidades de obtain de banda larga móvel 5G e taxas de disponibilidade entre áreas urbanas e rurais em vários países europeus. Da mesma forma, desafios também foram relatados em países asiáticos como Malásia, Indonésia e Filipinas.
- Aluguel de torres impõe encargos adicionais aos CSPs
Outra tendência importante observada no mercado é o desinvestimento contínuo de ativos de torres CSP para Tower Corporations (TowerCos). Anúncios de vendas de torres de telecomunicações continuam em mercados desenvolvidos e aceleram em mercados emergentes, com negócios sendo executados em todas as geografias, incluindo Filipinas, África do Sul, Bangladesh, Índia e Egito. Embora as soluções de micro-ondas normalmente tenham custos de implantação mais baixos em comparação com soluções de backhaul com fio, há preocupações crescentes de CSPs em relação ao aumento das Despesas Operacionais (OPEX) devido ao acúmulo de custos de aluguel de equipamentos de telecomunicações relacionados a torres. Como resultado, reduzir a carga de vento, a quantidade e o peso do equipamento de micro-ondas se tornou uma prioridade basic para os Fornecedores de Equipamentos de Rede (NEVs) e CSPs.

- Evolução da topologia de rede para suportar a densificação da rede
As topologias “estrela” representam uma evolução da topologia tradicional “árvore”, onde um transceptor de hub central se conecta a várias células pequenas, com cada célula pequena compartilhando a largura de banda do transceptor de hub. Nessa topologia, para cada hyperlink de micro-ondas N, apenas rádios N+1 são necessários, dando origem a economias de Despesas de Capital (CAPEX) e OPEX sobre a conectividade Ponto a Ponto (PTP) usada em topologias “árvore”. A topologia “estrela” é destinada ao backhaul de websites de tráfego móvel pesado em locais urbanos, onde a densificação de células pequenas está crescendo.

Atendendo aos requisitos de backhaul com micro-ondas
De acordo com o Instituto Europeu de Normas de Telecomunicações (ETSI), as redes de transporte 5G precisarão atender aos requisitos de capacidade de 3 Gigabytes por Segundo (Gbps) para áreas rurais, 5 Gbps para áreas suburbanas, entre 5 e 10 Gbps para áreas urbanas e mais de 10 Gbps para ambientes urbanos densos. Além disso, latências abaixo de 5 milissegundos (ms) e 1 ms também devem ser atendidas para serviços de Banda Larga Móvel Aprimorada (eMBB) e aplicativos de missão crítica de Comunicações de Baixa Latência Ultraconfiáveis (URLLC), respectivamente. Muitas empresas de telecomunicações ainda precisam atender a essas métricas de desempenho.
As redes 5G-Superior também estão começando a ser implantadas. Em junho de 2024, o The third Technology Partnership Challenge (3GPP) anunciou que as especificações do Launch 18 — o primeiro lançamento para a tecnologia 5G-Superior — estavam prontas para serem congeladas, estabelecendo o ambiente necessário para facilitar implementações comerciais em larga escala de soluções compatíveis com 5G-Superior. Muitas operadoras ao redor do mundo, incluindo, mas não se limitando a Optus (Austrália), Maxis (Malásia), du (Emirados Árabes Unidos) e China Unicom (China), começaram os testes da tecnologia 5G-Superior, sinalizando assim o potencial de crescimento da tecnologia. Com a expectativa de que o 5G-Superior suporte velocidades de downlink e uplink ainda maiores de até 10 Gbps e 1 Gbps, respectivamente, os requisitos futuros para backhaul móvel só podem aumentar.
- A E-Band continua a desempenhar um papel importante no suporte a redes avançadas
A banda E é, e continua sendo, uma tecnologia importante para dar suporte ao backhaul móvel sem fio. Primeirooperando em faixas de frequência mais altas entre 71 Gigahertz (GHz) e 86 GHz, e acoplados a tamanhos de canal amplos, os hyperlinks sem fio de banda E podem suportar capacidades de mais de 10 Gbps com baixa latência, tornando-se uma opção splendid para backhaul sem fio em cenários urbanos e suburbanos densos. Segundoos CSPs também podem se beneficiar dos custos de espectro geralmente mais baixos da implantação de hyperlinks de banda E, onde uma estrutura de preços de espectro em camadas para hyperlinks de banda E licenciados é comumente observada. Terceiroas capacidades das soluções de banda E também estão melhorando, com vários fornecedores oferecendo 1) rádios de alta potência e antenas de alto ganho; 2) rastreamento de feixe; 3) Agregação de Banda e Portadora (BCA); 4) Cancelamento de Interferência de Polarização Cruzada (XPIC); e 5) soluções de IA para aumentar a capacidade, a distância do hyperlink e a eficiência energética para a banda E.
Em explicit, o XPIC é visto como uma tecnologia-chave para a banda E. O XPIC é feito propagando dois sinais horizontalmente e verticalmente sobre o mesmo canal, aumentando a reutilização do canal e, portanto, a capacidade geral do hyperlink. Com o uso do XPIC, os hyperlinks da banda E podem fornecer capacidades de até 20 Gbps em ambientes urbanos. A tecnologia XPIC também reduz custos ao remover a necessidade de equipamento de {hardware} adicional e otimiza a eficiência do uso do espectro. Espera-se que essa tecnologia se torne cada vez mais importante para dar suporte a requisitos de alta capacidade, especialmente porque a maioria dos tamanhos de canal da banda E ao redor do mundo são menores ou iguais a 1.000 Megahertz (MHz).
- As bandas de micro-ondas tradicionais continuam sendo essenciais para hyperlinks de backhaul de micro-ondas de longa distância
As bandas de micro-ondas tradicionais continuam a desempenhar um papel importante nas redes de micro-ondas, especialmente no suporte a hyperlinks de longa distância para áreas rurais. Utilizando tecnologias como BCA, que une diferentes portadoras e/ou bandas de frequência, as soluções de micro-ondas podem atingir maior capacidade, alcance e confiabilidade, ao mesmo tempo em que reduzem a quantidade, o tamanho e o consumo de energia do equipamento. No entanto, uma consideração importante aqui continua sendo como introduzir uma pegada mínima para equipamentos na torre que otimizem a taxa de transferência de dados e o alcance, ao mesmo tempo em que mantêm os custos de aluguel da torre baixos.
- Maiores capacidades de agregação em websites de hub para lidar com a densificação do website
Ao contrário das implantações de fibra, os hyperlinks de micro-ondas permitem implantações mais flexíveis devido à complexidade reduzida das instalações e à prevenção de potenciais problemas de direito de passagem. No entanto, para abordar efetivamente a crescente densificação de websites de células em áreas urbanas e urbanas densas, as soluções de hub/agregação de micro-ondas precisam suportar maiores capacidades de agregação de tráfego com menores separações espaciais de hyperlink.
Tendências de evolução da tecnologia de microondas
Para atender adequadamente às preocupações dos CSPs sobre capacidade de backhaul e custos de aluguel de torres, as soluções de micro-ondas continuam a evoluir para atender a essas necessidades em constante mudança.
- Soluções de banda E de alta potência e dupla portadora
Para aumentar as capacidades de dados, soluções de banda E de maior potência estão sendo introduzidas com interfaces de 25 Gigabit Ethernet (GE). Além disso, para superar o limite típico de 1.000 MHz para tamanhos de canal de banda E, houve introduções de soluções de banda E de portadora dupla (2T Out of doors Items (ODUs)) que suportam transferências de dados de até 50 Gbps com o uso de transmissões de canal duplo e polarização dupla, por meio de uma única unidade de equipamento. Essas inovações equilibram efetivamente a necessidade de maior capacidade de dados, ao mesmo tempo em que mantêm baixos os custos de aluguel de torres.
- Inovações sendo desenvolvidas para hyperlinks de backhaul de microondas de longa distância
Embora o BCA não seja um conceito novo, os NEVs continuam a introduzir inovações em suas soluções de backhaul de micro-ondas de longa distância para gerar maior eficiência e economia nos custos de aluguel de torres:
- Antenas multibanda abordar a questão das restrições de espaço e peso da torre, permitindo que uma única antena suporte várias bandas de frequência, em vez de implantar uma antena separada para cada banda de frequência. Inovações recentes de fornecedores de backhaul, como a solução SuperLink da Huawei, demonstraram como uma única antena agora pode suportar até quatro bandas de frequência, reduzindo assim o número complete de antenas necessárias na torre.
- Agregação de operadoras permite que um único rádio suporte múltiplos canais simultaneamente, permitindo assim maior rendimento de dados sem a necessidade de equipamento adicional. Nesse sentido, vários NEVs lançaram Unidades de Radiofrequência de micro-ondas (RFUs) 2T2R que podem suportar até quatro portadoras em uma única unidade de {hardware}.
- Agregação de banda une diferentes bandas de frequência, como a banda E com hyperlinks de banda de micro-ondas tradicionais, para aumentar o alcance e a confiabilidade de bandas de ondas milimétricas (mmWave) de frequência mais alta. Por exemplo, ao unir uma banda de micro-ondas (por exemplo, a banda de 18 GHz) com a banda E, as operadoras móveis podem mais que dobrar o alcance de propagação, com o hyperlink na banda inferior sendo usado para garantir disponibilidade de nível de operadora (ou seja, 99,995%). A introdução de ramos multibanda também ajuda a reduzir a quantidade de equipamento necessário para suportar polarização horizontal e vertical para implantações multibanda.
- Maiores capacidades de agregação em websites de hub para lidar com a densificação do website
Novas soluções de hub/agregação de micro-ondas que suportam a reutilização de frequência em separações espaciais reduzidas — tão baixas quanto 15° — estão sendo introduzidas para suportar topologias “estrela”. Essa separação espacial reduzida permite que os CSPs implantem mais hyperlinks de micro-ondas em mais direções por meio de um único website de hub, reduzindo assim os custos de implantação e aumentando a eficiência do espectro. Além disso, essas soluções de hub também apresentam altas capacidades de comutação e interfaces de 25 GE. Como resultado, os CSPs poderão implantar redes de micro-ondas densas rapidamente para atender à crescente demanda por dados em áreas suburbanas e urbanas densas.
Resumo das conclusões
Concluindo, a tecnologia de micro-ondas continua a evoluir com as mudanças nos requisitos da tecnologia de acesso móvel e espera-se que mantenha um papel importante no fornecimento de conectividade de backhaul móvel confiável, como uma solução autônoma ou como uma opção de redundância para redes de fibra. Com a crescente demanda por dados e o crescente mercado de IA, as soluções modernas de micro-ondas são projetadas não apenas para ajudar os CSPs a atender aos requisitos de maior capacidade de backhaul, mas também para reduzir a carga da torre e o OPEX. Os CSPs precisarão considerar como podem modernizar suas redes de backhaul para atender aos futuros requisitos móveis.