• 国际刊号:ISSN1673-1131
  • 国际刊号:42-1739 / TN
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5G收集的经营商安排计谋切磋

择要 :鉴于5G手艺在新一代的信息通讯根本举措措施中的首要性,5G已回升为国度计谋,被视为国度间财产与经济合作手腕。跟着手艺规范的定型,收集安排已被经营商提上议事日程。斟酌到5G手艺的新特色,经营商根据现有电力、传输、根本扶植前提和停业展望的收集周期等身分接纳适合的安排计谋,疾速高效地安排收集是理智的挑选。安排的计谋须要斟酌的身分包含收集架构与装备选型、扶植计谋、收集重耕。

关头词:5G手艺;停业展望;装备选型;收集重耕

 

1 弁言

       据报道,美国无线通讯和互联网协会(CTIA)倡议美国应当加快引进5G手艺,不然可以或许比中国掉队一到两年,将来不再有别的机遇。根据协会的论断,中国和韩国在5G引进方面已跨越美国。美国国度宁静委员会(NSC)也正告称,若是中国占有通讯范畴主导位置,那末他们将不只取得手艺成功,也将取得政治、经济,和军事成功。在我国国度层面,鉴于5G手艺在新一代的信息通讯根本举措措施中的首要性,也已将生长5G回升为国度计谋,被视为国度间财产与经济合作手腕。今后面向物联网的利用、车联网的利用,叠加在下面的各类互联网,乃至产业互联网的利用,都和它紧密亲密相干。作为经营商,5G收集已不是安排不安排的题目,而是接纳何种计谋安排的题目。

 

2 5G生长近况

       5G是3G后通讯根本又一反动性冲破,涵盖加强挪动带宽、海量机械通讯和超高靠得住低时延通讯3个利用场景。2017年,环球5G挪动通讯时期脚步愈来愈近,列国当局纷将5G扶植及利用生长视为国度首要方针,各手艺营垒的5G电信营运商及装备业者亦蓄势待发,5G市场烽火剑拔弩张。2018年6月尾已宣布NR第一个版本(R15),知足eMBB和(局部)URLLC须要(Option 2)R15版本将在2018年12月解冻,2019年底宣布R16版本,知足5G全停业须要 。

2.1 利用场景

       5G时期视频类立异利用引领5G早期eMBB停业生长,而聪明都会,万物互联,融会立异,产业4.0,智能制作的生长,使能行业变更将成为5G新常态。5G收集利用场景如图1所示。

图1 5G收集利用场景

       (1)eMBB场景:高容量大带宽,加强视频、AR/VR等立异利用引领5G生长和须要,eMBB成为5G早期首选场景。

       (2)URLLC场景:超低时延,高靠得住性,使行业变更,驱动车联网、无人机、产业节制、历程匚疗等出格利用成为可以或许。

       (3)mMTC场景:广笼盖、小数据包、低本钱、低功耗,智能家居,聪明都会,物联网停业激增(估计2020年17亿毗连)。

2.2 规范拟定状态

       5G初版本规范靠近完成,根据展望,3GPP有关5G规范鞭策任务停顿打算如图2。

 

图2 5G规范停顿

       (1)焦点网方面,2018年6月已完成NGC第一个版本(R15)拟定,2019年底完成NGC R16版本:撑持多种收集切片,知足5G全停业须要。

       (2)无线网方面,2018年6月已宣布NR第一个版本(R15),知足eMBB和(局部)URLLC须要(Option 2)R15版本将在2018年12月解冻,2019年底宣布R16版本,知足5G全停业须要。

2.3 国际经营商生长状态

       根据GSMA官方预判到2025年环球约12亿5G用户,5G收集笼盖40%生齿,中国将是5G最大的市场经营商意志从命国度意志,行业须要兴旺,须要超越供应,和合作驱动,先发上风将决议5G的扶植和经营计谋。

       (1)中国挪动:停止2017年底,挪动天下4G基站有187万个,笼盖99%的生齿。2018年,挪动将延续稳固现有收集,同时鼎力鞭策5G生长。2018年5G规模尝试打算——在杭州、上海、广州、姑苏、武汉五个都会展开外场测试,每个都会将扶植跨越100个5G基站;将在北京、成都、深圳等12个都会停止5G停业和利用树模。

       (2)中国联通:紧扣生长节拍,聚焦“厚、深、广”三身分,打造高效、优良的中国联通佳构网;支持2I2C再生长1亿用户计谋延续流量经营盈利,延续用户和支出增添;直面深度笼盖休会短板面向5G鞭策数字化转型。今朝在北京、天津、上海、深圳、杭州、南京、雄安等七座都会和地域里展开5G外场测试任务。

       (3)中国电信:以后,电信正鼎力地鞭策VOLTE商用,以4G收集功效周全替换2G和3G收集功效为首要方针。将会为成都、雄安、深圳、上海、姑苏、兰州六座都会和地域展开5G收集相干测试,增进4G与5G收集协同,增进5G手艺利用落地。

       全体下去看,中国挪动在5G收集的后期研讨和手艺储蓄较多,电信在北京、上海、广州研讨院也一向跟进5G的研讨,取得了一些停顿。联通在5G方面的举措也不少,但在5G试点方面全体掉队于别的两家经营商。

 

3 5G安排面对的坚苦

       从后期4G的安排经历来看,5G的安排依然接纳与现有的3/4G共站为首选,再斟酌到笼盖须要停止新补充点的形式停止计划扶植。在与3/4G共站扶植形式下,现有基站的电力容量,天面前提,和传输带宽一定成为影响疾速安排的瓶颈。

3.1 无线装备形状变更

       根据首要装备出产厂家的参考数据,5G收集无线局部的基站装备形状较着有别于4G的BBU RRU组合,首要以BBU AAU形状呈现(4G与5G基站典范形状对照如图3所示)。

 

图3 4G与5G基站形状对照

3.2 电力容量缺乏

       根据首要装备出产厂家的参考数据, 5G的BBU功耗较4G的BBU超越跨越一倍,RRU与天线的组合体AAU约1000W,较4G超越跨越1.5倍,全体单站功耗约5000W,是本来4G的2.5倍。在3/4G共站环境下,叠加5G装备,出格是2G还没有退网环境下,电源容量将严峻缺乏。

       其次,因为AAU必须挂在抱杆上,发生额定的途径耗损,进一步增添了供电压力。同时,AAU绝对RRU较大的功耗,请求更粗的电缆线径,增添了施工的难度。

       根据以后无线收集运转状态来看,4G收集的叠加已给现网带来了极大的挑衅,将来再在现网叠加5G,不停止电力革新和电源扩容几近不可以或许。2G装备老旧,耗电量在基站中占比很是大。斟酌到2G停业根基可以或许由3/4G分管,加快2G收集周全退网成为一定选项,可以或许大大减缓基站电力缺乏的场合排场。

3.3 天馈工程难度增大

       (1)AAU装置须要新增充足的天线包杆和空间,现有站点天面空间遍及缺乏,同时斟酌天面房钱凡是根据天线数目计较,本钱将大大增添。

       (2)因为AAU代替传统天线上塔,分量约莫是传统天线的4倍,从宁静角度斟酌,传统的天线抱杆在布局和强度上都不能知足装置AAU前提。

       (3)斟酌到新增AAU散热和装置空间限定,传统丑化罩大多不能重用,须要定制或革新。

       (4)加快2G收集的周全退网可以或许一定水平减缓天面空间的须要。

3.4 前传光纤须要增添

       前传光纤须要,5G站点光纤须要成倍增添,光纤资本挑衅大。4G时期BBU集合比例约50%,光纤已显缺乏。同时,RRU级联单芯双向,单天面到机房一对或一根纤,尚能节流一些光纤资本。可是,在5G时期AAU不能级联,光纤耗损更多,每AAU需一对纤,BBU集合使光纤须要明显增添。

 

4 安排计谋切磋

       斟酌到每代挪动通讯收集都有其性命周期,若何根据停业展望,经济并高效地安排收集计谋变得很是首要。须要斟酌的计谋包含装备选型,笼盖计谋,容量计谋和旧的收集的重耕计谋。

4.1 收集停业阐生长望

       要阐发收集的性命周期,须要对现实收集运转环境的持久统计察看,从而展望停业生长趋向和收集更替周期,为收集早期扶植和后续扩容供给指点倡议。以下以某都会3/4G停业为例停止阐发。

       (1)收集成持久

       某都会本地网4G收集扶植早期到成持久,3/4G收集停业对照统计环境如图4。

 

图4 某市3/4G收集停业统计

       统计可见,因为4G较3G收集有10倍吞吐率上风,4G收集从建成商用以来,流量最后远低于3G,到月流量正式跨越3G收集,双网流量完成铰剪差,仅仅用了17个月,不到一年半的时候。

       (2)流量井喷期

       跟着4G终真个进步,一系列流量包停业的宣布,鞭策4G流量井喷式的增添,几近均匀每半年流量翻一倍。停业量井喷似的增添,大大超越预期,收集容量受限定,停业感知遭到影响,收集随即由规模扶植期转入规模扩容期(4G收集井喷式增添如图5)。

 

 

图5 4G收集井喷式增添

       (3)停业替换期:

       4G收集自正式商用后,流量从与3G收集旗鼓相称,到数据流量到达3G收集的10倍,从而根基代替收集,成为数据停业支流,仅仅只用了15个月的时候。4G/3G流量比的变更如图6所示。

 

图6 4G/3G流量比变更

       从上述4G收集的生长周期来来看,从收集正式商用,到代替3G,只用了32个月,约莫2.7年的时候。今朝,经营商的计谋,除局部的热门扩容外,根基都是在筹办5G了,5G收集蓄势待发。可以或许预感的是5G收集的扶植和生长周期也将遵守这个周期纪律,也许更短。是以,根据收集生长生长展望周期,捉住投资扶植的黄金时候,若何挑选准确的计谋安排5G收集出格首要。

4.2 组网与装备选型

       (1)SA与NSA的挑选

       5G收集根基架构分NSA(非自力组网) 与SA(自力组网)两大根基范例,

       两种架构差别特色,办事差别安排计谋,办事差别计谋的选配。NSA 与SA 组网好坏对照如表1。

 表1 SA 与NSA架构对照

       对照NSA(非自力组网)SA(自力组网)

       组网架构4G 5G协同5G自力组网

       延续笼盖须要性须要性低须要性高

       速度4G速度 5G速度5G速度

       语音计划3G回落/VoLTEVoLTE

       焦点网利旧EPC新建5Gnew core

       NSA特色适于“一步计划,分步实行”,聚焦重点,投资可控。SA对全网延续笼盖请求高,适于延续笼盖一步到位计谋。斟酌到投资危险,装备利旧,慢慢演进的稳当计谋,倡议优选NSA作为早期扶植计谋。

       (2)无线装备的选型

       5G基站早期安排是挑选64T64R ,32T32R,仍是16T16R也很首要,从商用手艺成熟度,笼盖才能,容量增益,单站本钱,对标友商等几方面斟酌,早期安排64T64R,保证延续笼盖合作力是不错的挑选(64T64R的上风如图7)。

图7 64T64R的上风

       (3)供电节电计谋

       5G基站装备功耗较大,出格是AAU功耗大,并且须要长途供电,线路耗损给工程和保护带来较大的题目,经由过程进步线路电压下降路损是一定选项。为领会决这个题目,一方面要革新基站供电体系,另外一方面,请求厂家供给多种应答计划,包含相干的配套装备,AAU的高压任务才能,交换任务才能,和别的节电计谋。

4.3 扶植计谋

       (1)按需扶植,按部就班。连系上述阐发的4G收集生长周期,展望5G停业生长节拍,根据停业节拍停止扶植。根据利用展望,5G扶植的第一阶段,首要以加强视频、AR/VR,无人机等立异利用为5G生长驱能源, eMBB成为5G早期首选场景。第二阶段,以智能机械人,车联网等利用为主,收集需知足低时延、大带宽须要。第三阶段,各利用智能化、规模化,收集需知足大毗连、低时延、大带宽须要。是以,从投资效益角度动身,5G收集的扶植应根据各阶段停业须要,按需投资。

       (2)从点线面斟酌,首要场景差同化笼盖。5G因为较高的频次,笼盖半径较小,斟酌经济效力,早期扶植非延续笼盖是一定的。接纳分用户分场景差同化笼盖,慢慢实行是首选。从点、线、面三方面来斟酌:

       一是关头的点,首要是分离的首要用户,包含高APRU用户、政企首要用户、VIP用户勾当地区,机场,车站,船埠,口岸,首要景区和停业厅等别的首要点状地区。

       二是首要的线,如首要城际高速、高铁,机场高速等有益于塑造收集口碑的休会场景。

       三是高代价的面,高端生齿麋集的焦点城区,首要贸易区,方针用户麋集,3/4G收集流量较高的,经营代价地区,局部完成延续笼盖是须要的。

4.4 收集重耕

       (1)为了到达eMBB的极致休会,表现速度上的上风,5G收集须要单载波占用100MHz以上的频次资本。根据工信部无线电办理机构相干文件显现,将分派3300-3600MHz和4800-5000MHz作为三大经营商5G收集安排利用,此中3300-3400MHz准绳下限室内利用。是以,从明白分派的资本来看,三大经营上可以或许用于安排5G收集的频次资本很是无限,根基上只能安排单个载波。 

       (2)无线收集合,频次资本一向以来都是稀缺的资本,环绕频次资本的重耕,从2G收集时期的900M/1800M起头,到厥后的3G,再到此刻的4G,一向都在停止重耕,以便用更多更经济的频次资本,出格是频次较低的资本,从深度到广度鞭策新一代收集的生长完美,5G时期依然如斯。提早斟酌现有2/3/4G收集频次的重耕,以便为5G生长供给加倍丰硕的资本。以后各大经营商取得并利用的频次资本如图8所示。

 

图8 三大经营商频次资本

       从下面已分派利用的频次资本来看,联通的存量频谱到达162MHz,远跨越分派给5G的C-band。跟着5G扶植拉开尾声,2G收集将加快退网,现有2/3/4G收集频次全体重耕将延续停止。以联通为例,频次重耕倡议根据两阶段停止:

       第一阶段2G周全退网。为5G安排腾出电力,天馈天面等资本的同时,为4G安排VOLTE,NB-IOT供给可贵的低端频次资本,将4G进一步做深做厚,为慢慢安排VOLTE作筹办。

       第二阶段,3G慢慢退网。5G停业敏捷增添,4G停业慢慢回落,并且VOLTE全笼盖,3G慢慢退网,3G加入的频次加上TD-LTE加入的频次,经由过程整合,终究挤出100MHz用与安排5G第二载波,大大晋升5G笼盖,容量和吞吐率。终究建成1 1极简的高效收集,4G承载全数语音,中低速数据及局部物联网停业,5G承载高速数据停业及大局部物联网停业。两阶段的频次重耕表示如图9。

 

图9 5G阶段频次重耕

       (3)工信局部派给经营商,用于5G收集最低为3300MHz以上,比现有3/4G收集频次高一倍摆布。根据电磁波频次越高,传布耗损越大的特征,象征着要到达不异的笼盖,须要增添数倍的投入。经由过程频次重耕,将较低的频段用于5G扶植,不只有益于晋升收集容量,对收集的深度笼盖也带来不可估计的影响。

 

5 总结与倡议

       5G收集蓄势待发,固然经了3/4G大规模扶植,固然各经营上堆集了很多疾速安排经历,可是因为5G收集在停业须要,收集架谈判形状上全新的特色,依然有很多短板要提早斟酌,才能做到自在应答,经济安排。根据后面的阐发,总结以下:

       (1)加快鞭策2G收集的周全退网任务,减缓基站电力容量和天馈天面安排压力,为5G安排停止后期筹办。

        (2)鞭策VOLTE的扶植和商用,是3G精简和退网的先决前提,为1 1极简收集作好筹办。

        (3)从经济安排计谋斟酌优先接纳NSA(非自力组网)架构,再向SA(自力组网)架构演进。 

       (4)装备选型,综合斟酌手艺成熟度,笼盖才能,容量增益,单站本钱,对标友商等身分,无线装备优先挑选64T64R。

       (5)斟酌单站电力容量须要大幅增添,要提早斟酌革新基站供电体系,另外一方面,请求厂家供给多种应答计划,供给能耗较低的无线装备,下降安排难度和运转本钱。

       (6)根据4G收集生长周期,展望5G停业生长节拍,根据停业节拍停止扶植安排,根据点线面重点安排,慢慢鞭策。

       (7)延续停止收集重耕任务,为5G扶植供给优良的低频资本是完成深度和厚度笼盖的殊途同归。 ★

 

作者简介:

何建:高等技师,硕士毕业于华中科技大学,就任于中国结合收集通讯无限公司深圳市分公司。

苏小文:硕士毕业于华中科技大学,就任于中国结合收集通讯无限公司深圳市分公司。

陈伟:本科毕业于电子科技大学,就任于中国结合收集通讯无限公司深圳市分公司。

来历:《挪动通讯》

 

2019-09-21

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