La FWA à ondes millimétriques gagne du terrain alors que Verizon dévoile un nouvel appareil

Oct 31, 2023

Lentement mais sûrement, les ondes millimétriques font leur chemin dans les services d'accès sans fil fixe (FWA) dans certaines régions, grâce aux progrès de la transmission et de la technologie CPE, ce qui rend cette option rentable pour les opérateurs dans une gamme croissante de scénarios de déploiement.

Parmi les développements récents, citons le lancement du dernier CPE 5G FWA de Verizon au Mobile World Congress Las Vegas, couvrant les ondes millimétriques, milieu de gamme et 4G, conçu pour que les opérateurs combinent différentes options de connectivité de manière rentable pour un service FWA robuste, capable de basculer de manière transparente entre les trois bandes.

Appelé le récepteur Verizon, il est basé sur la dernière plate-forme d'accès sans fil fixe Qualcomm 5G et peut être combiné avec le routeur de l'opérateur pour fournir un accès haut débit basé sur le WiFi à la maison, tout comme un service fixe traditionnel sur fibre, câble ou telco DSL.

Verizon, comme un nombre croissant d'ORM, considère FWA comme la première source la plus probable de revenus significatifs de mmWave, plutôt que les environnements urbains denses pour lesquels il a été initialement proposé. Dans ce scénario dense, la plus grande plage spectrale disponible à des fréquences plus élevées était considérée comme essentielle pour répondre à la demande croissante de capacité à des concentrations d'utilisateurs élevées. Cela pourrait bien s'avérer être le cas, mais pour l'instant, la plupart des ORM constatent que les fréquences de milieu de gamme ont une capacité suffisante, tout en répondant à la demande d'une couverture comparable aux services 4G existants.

Verizon a eu l'œil sur FWA comme une source probable de revenus des déploiements mmWave dès le départ, mais a initialement construit son modèle commercial autour de cas d'utilisation spécifiques et d'environnements urbains denses. Il a investi bien plus d'un milliard de dollars dans mmWave dans trois enchères successives mmWave jusqu'en 2020, dépassant largement ses deux principaux rivaux AT&T et T Mobile.

Verizon est allé encore plus loin avec une série d'acquisitions qui ont apporté le spectre mmWave, entre autres actifs, notamment Straight Path, XO Communications et Nextlink.

Pour ses rivaux, mmWave était considéré à ce stade comme fournissant simplement une avancée rapide vers la 5G pour établir une cloison pour une consolidation ultérieure autour du spectre de la bande médiane. Mais pour Verizon, il devait être le pilier de sa plate-forme de service 5G, avec un spectre à bande moyenne et à bande basse comblant les lacunes de couverture.

Verizon avait sous-estimé le défi de surmonter les obstacles sur le chemin du signal, notamment les arbres et les bâtiments dans les environnements urbains denses. La couverture s'est avérée décevante pour les premiers utilisateurs de ses services mmWave, qui ont constaté que leurs smartphones revenaient la plupart du temps à des fréquences plus basses, même lorsqu'ils étaient assez proches d'une station de base mmWave. Divers tests ont montré que la couverture mmWave ne s'étendait que sur environ 500 pieds (150 mètres) dans de nombreux environnements urbains denses assez typiques.

En revanche, la couverture par ondes millimétriques a dépassé les attentes dans certains essais de FWA en milieu rural, en particulier sur des terrains relativement plats et ouverts sans beaucoup d'arbres. C'est en fait le cinquième MNO des États-Unis, US Cellular, dont le siège est à Chicago, qui a démontré en mai 2021 une vitesse de liaison descendante moyenne soutenue de 1 Gbit/s et un pic d'environ 2 Gbit/s sur une distance de 7 kilomètres. Ceci a été réalisé avec une fonctionnalité à portée étendue ajoutée au système d'antenne avancé AIR 5322 d'Ericsson, combiné à un CPE extérieur Inseego Wavemake 5G FW2010 basé sur la plate-forme 5G FWA de Qualcomm, y compris le système modem-RF Snapdragon X55 5G et le module d'antenne QTM527 mmWave.

Cette portée et cette vitesse ne pouvaient être atteintes qu'avec une ligne de mire (LOS). Presque plus significative était la découverte supplémentaire que des vitesses moyennes soutenues d'environ 730 Mbps vers le bas et 38 Mbps vers le haut pouvaient être atteintes à 1,75 km sans LOS, à condition que le terrain ne soit pas trop vallonné ou encombré d'obstacles. Cela a fourni une estimation réaliste du potentiel de mmWave pour les services AHF ruraux commerciaux.

La gamme beaucoup plus large d'ondes millimétriques dans des environnements moins denses reflète l'avancée de la formation de faisceaux capable de concentrer la puissance dans des canaux étroits pour atténuer la dégradation du signal dans l'air qui a tendance à être plus importante à des fréquences plus élevées. La FWA s'harmonise bien avec la formation de faisceaux car les équipements d'émission et de réception sont fixes, ce qui permet une réorientation continue en temps réel pour optimiser la transmission du signal.

Des essais tels que ceux de US Cellular ont établi que mmWave était au moins un concurrent sérieux pour FWA. Mais ils se posaient toujours la question de la rentabilité de mmWave par rapport aux alternatives filaires, dans différents scénarios.

Cela a incité la GSA à mener une étude approfondie comparant le coût total de possession (TCO) de mmWave avec les trois principales options filaires dans différentes régions et selon différentes hypothèses de déploiement de la fibre sous-jacente.

Les trois options ont toutes une infrastructure de fibre optique au moins pour le backhaul mais diffèrent dans leur dernier kilomètre. L'un est la fibre jusqu'au domicile (FTTH), le deuxième G. Fast, ou VDSL, à base de cuivre, tel que déployé par les opérateurs de télécommunications, et le troisième hybride fibre coaxial (HFC) des câblo-opérateurs. Ceux-ci ont été comparés au réseau 5G FWA sur l'infrastructure 5G existante desservie principalement par mmWave avec un spectre disponible limité à moins de 6 GHz.

La principale conclusion était que dans les petites villes rurales, un réseau 5G mmWave FWA est l'option la plus rentable pour fournir des services à large bande de nouvelle génération à l'épreuve du temps dans les situations où les câbles à fibre ne peuvent pas être déployés sur l'infrastructure physique existante qui peut être louée ou louée. partagé. Une telle infrastructure comprend soit des conduits souterrains, soit des érections telles que des poteaux au-dessus du sol pour acheminer des câbles à fibres jusqu'aux locaux du client.

Dans ce scénario, un réseau 5G mmWave FWA aurait en moyenne 55 % de coût total de propriété en moins en Europe, 45 % de moins aux États-Unis et 65 % de moins en Amérique latine, selon l'étude.

La situation est inversée lorsque la fibre peut être déployée dans des infrastructures aériennes ou souterraines qui peuvent être partagées ou louées, ce qui réduit le coût du FTTH qui peut alors devenir plus rentable que la 5G mmWave dans les villes rurales pour la fourniture du haut débit à haut débit. Mais même dans ces cas, la 5G mmWave a l'avantage du premier moteur car elle peut être déployée plus rapidement que le FTTH, puis évoluer plus facilement.

Comme l'indique l'étude : « Le délai de mise sur le marché plus rapide de la 5G FWA signifie que les opérateurs peuvent déployer des services haut débit améliorés dans les zones mal desservies avant l'arrivée du FTTH, attirant les abonnés potentiels désireux d'améliorer les performances du réseau. La 5G FWA est également une solution agile ; les opérateurs mobiles avec une base d'infrastructure existante peut faire évoluer les services 5G FWA en fonction de la croissance du trafic de données, en ajoutant de la bande passante et des équipements à l'infrastructure existante."

L'étude GSA met également en évidence d'autres facteurs, tels que le potentiel des CPE intérieurs à haute puissance pour faire avancer le cadran en faveur de mmWave pour FWA en permettant l'installation du client sans la visite d'un ingénieur. Les CPE extérieurs ont tendance à permettre une meilleure réception, mais nécessitent l'installation d'un rouleau de camion, tandis que les utilisateurs peuvent déployer leur propre CPE intérieur.

La GSA suggère ensuite qu'une approche hybride pourrait être la plus rentable dans certains cas, en délivrant des abonnés éloignés des stations de base avec des antennes extérieures et des CPE intérieurs aux autres qui sont plus proches.

L'étude fait également allusion à un flou entre le FWA et le service mobile normal dans certains cas. Cela se reflète déjà dans la conception de certains CPE et dans l'approche de certains opérateurs.

Des exemples de tels CPE incluent les routeurs mobiles Netgear Nighthawk M6 et M6 Pro lancés en avril 2022 et distribués par Telstra en Australie, entre autres. Les deux diffèrent principalement en ce que, bien que les deux prennent en charge le WiFi pour l'accès aux services via 5G, seule la version Pro prend en charge le dernier WiFi 6E s'étendant dans la bande 6 GHz. Les appareils ont été déployés aux États-Unis par AT&T pour les points d'accès sans fil mobiles ou fixes. En effet, Netgear affirme que les appareils sont propices aux "modes de vie de travail hybrides et à distance".

Telstra semble le plus intéressé par le potentiel de desserte du haut débit aux foyers dans un forfait flexible. La société a revendiqué un record de vitesse en utilisant le logiciel NR-DC d'Ericsson avec agrégation de porteuses à huit composants en liaison descendante (DL 8CC CA), pour combiner huit porteuses mmWave 100 MHz contiguës avec un seul spectre médian de 100 MHz, atteignant 5,9 Gbps sur la liaison descendante.

Une mise en garde peut être que les routeurs mobiles n'ont pas tout à fait la même portée pour optimiser la transmission du signal mmWave pour FWA sur de plus longues distances. Mais il n'y a aucun doute sur l'attrait potentiel de mmWave dans des environnements plus éloignés pour des applications telles que les jeux qui nécessitent des débits binaires élevés et de faibles latences. Il offre également une voie prometteuse vers la monétisation pour les opérateurs tels que Verizon dont les espoirs initiaux de retour sur les gros investissements dans le spectre mmWave semblaient avoir échoué, du moins pour l'instant, sur une mauvaise couverture. Verizon a freiné la promotion de son service mmWave pour la mobilité mais intensifie ses efforts sur FWA.