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當前5G網絡建設痛點與破局

作者:中國儲能網新聞中心 來源:通信世界網 發布時間:2019-11-13 瀏覽:
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中國儲能網訊:隨著5G牌照的發放,運營商加快了5G建設和商用的步伐。國家高度重視5G建設,各地政府紛紛出臺相關政策支持5G建設,力爭建成全國領先的5G網絡,率先實現5G商用。5G比想象中來得更快,除基站外,終端產品也即將規模亮相。然而5G的技術特性決定了其建設難度高,為建設進度帶來了空前挑戰。

5G主要技術特征決定5G網絡建設的根本變化

5G和4G的根本區別是什么?僅僅是網速快一點?這是對5G狹隘的認識。事實上,5G具備三個典型特征。

高速度

網絡速度提升,用戶體驗與感受才會有較大提高,面對VR/超高清視頻業務時網絡才能不受限制,對網絡速度要求很高的業務才能被廣泛推廣和使用。

泛在網

隨著業務的發展,網絡業務需要無所不包、廣泛存在。如此一來才能支持更加豐富的業務,才能在復雜的場景中使用。泛在網在廣泛覆蓋和縱深覆蓋兩個層面給網絡建設帶來了巨大影響。

廣泛是指人類生活的各個地方需要廣覆蓋,如果覆蓋5G,可以大量部署傳感器,進行環境、空氣質量甚至地貌變化、地震的監測,將非常有價值。

縱深是指雖然已經有網絡部署,但是需要進行更高品質的深度覆蓋。5G的到來,可把以前網絡品質不好的衛生間、地下停車庫等區域都用5G網絡深度覆蓋。

一定程度上,泛在網比高速度更重要。單建一個覆蓋面積少、高速的網絡,并不能保證5G的服務與體驗,而泛在網才是5G體驗的根本保證。

低時延

5G應用的新場景包括無人駕駛、工業自動化的高可靠連接。人與人之間進行信息交流,可以接受140ms的時延,但140ms的時延難以滿足無人駕駛、工業自動化的要求。5G對于時延的最低要求是1ms,甚至更低。

因此,5G不僅比4G多了1G,它既繼承了4G移動通信的大部分特質,也在其基礎上有了根本的變革和演進。

制約當前5G建設的主要因素

變革與挑戰:大規模智能天線的應用加大配套改造難度

為實現5G的高帶寬,大規模智能天線成為標配,5G AAU集成了天線和RRU。根據目前發布產品的情況來看,64T64R、192振子的配置將成為運營商主要的設備形態,可為網絡帶來4~32倍的數據提速,但在技術升級變革的同時也給工程建設帶來了巨大的挑戰。相比原有的4G設備,5G AAU在重量和設備的迎風面積上均有所增加,所有主流廠家的AAU重量都在40kg以上,這樣就導致現有70%以上的塔桅不能滿足建設要求,同時由于5G AAU的設備類型會將重量集中在抱桿上部,對于樓頂站的承重建設要求較高,由此增加了配套改造成本,也加長了建設周期。目前主流5G AAU的參數如表1所示。

表1 當前主流5G主設備AAU參數對照表

規劃與現實:超密集組網加大站址獲取難度

由于無線信號頻率越高,傳播損耗越大,覆蓋距離越短,所以5G如果想要達到與4G同樣的覆蓋效果,需要建設更多的基站;同時,考慮到5G重點應用于VR/AR等高帶寬業務,要求網絡速率達到100M甚至更高,業務熱點區域的密集組網將是解決容量需求的主要手段,因此相比原4G組網,整體的站點規模將提升2~4倍。

由于5G基站的數量遠大于4G基站,無論是既有網絡的改造還是新建網絡都需要大量的新站址資源,因此,在5G網絡建設中,站址選擇也成為一大難題。目前三大運營商2G/3G/4G多種資源同時運營,考慮到共建共享,多數桿塔的天面資源已經用完,由于業主協調等因素,現有的部分樓面站址資源也面臨無法利用的情況,基于對站址結構和連續覆蓋需求的考慮,勢必引入大量的新址新建站來彌補覆蓋空洞。從某城市4G一期和5G一期建設規劃站址統計來看,5G新址站的比例明顯提高,如表2所示。

表2  4G/5G新址站建設比例

從上表可以看出5G的新址站是4G的3倍以上,這對物業選址提出了更高的要求,無疑是一個巨大的挑戰。

機會與博弈:如何平衡廣闊的前景和巨大的投入

每一個新技術的到來都會催生一大批新興產業,5G又會給整個移動互聯網帶來哪些影響?據估算,到2030年5G連接將超過10000億個,5G行業產值超過4萬億美元,相當于再造一個日本或德國。5G在智慧醫療、智慧城市、無人駕駛、工業自動化、4K/8K超高清等多個垂直行業將被廣泛應用。5G正以前所未有的速度改變社會,重構我們的想象。

屆時5G發展起來,哪些公司最受益?在這場盛宴中,電信運營商和設備供應商無疑是最大的受益者。然而建設5G的巨額投入與初期業務收入不確定性的矛盾也無法回避。5G網絡想要達到與4G相當的覆蓋效果,則5G基站數量不應少于4G基站的數量。以中國移動為例,當前全國4G基站數約245萬個,按照5G單站投資38萬元估算,如表3所示,建設245萬個基站至少需要投入9310億元,這是一個極其龐大的數字,約相當于中國移動集團9年的凈利潤之和。因此,目前既不能因為目前5G終端及業務應用不成熟而停下5G建設的步伐,也不能盲目地加大5G建設投資,以免造成投資效率低下和資源浪費。

表3  5G單站點投資估算

謊言與真相:5G能效高不等于功耗低

5G要支持大規模物聯網應用,就必須對功耗提出要求。5G技術的泛連接要求5G具備比4G更高的能效,傳送單位信息所消耗的能量比4G低一個數量級,或者說單位能量所傳送的信息增加了一個數量級。能效高是否意味著5G比4G更節能?如果這樣想就大錯特錯。5G基站在發射功率、帶寬、用戶連接數等方面較4G有了很大的提升,相同業務負荷下(5G傳送的信息比4G高一個數量級),5G基站能耗較4G會大幅提升,根據某運營商省公司對主流設備廠家4G/5G設備的基站功耗對比測試,見表4,可以看出,5G基站的單站功耗大約是4G單站的2.5~3.5倍,目前單站滿載功率近3800W,AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。

表4  5G設備功率實測

5G基站功耗和數量急劇增加,電源的供應問題已經成為最大難題,如何低成本地建設低能耗、高可靠和智能化的能源網絡,成為通信能源產業的全新命題。

如何破解當前5G建設困局

政府主導大局:進一步開放公共建筑降低電力成本

抓住政府高度重視5G建設的契機,運營商應與政府相關部門進行溝通協調,及時上報5G基站需求,合理利用政府資源,解決運營商5G基站選址難、進場難、電費貴的問題。具體舉措如下。

公共建筑免費開放:省級機關、事業單位、學校、醫院、國有企業要做表率,除法律法規明確規定不得開放的地方外,公共建筑應當免費開放。省國資委協調國有企業、省教育廳協調學校、省衛生健康委協調醫院、省交通運輸廳協調交通運營企業開放公共基礎設施。

減免通信基站租金:省機場集團、省交通集團、地鐵集團等單位大力支持5G基站建設,盡量減免通信基站租金;整合各類桿塔資源,推進“一桿多用”智慧桿塔建設和改造;加強用電用地等資源要素保障,推動基站直供電改造,降低用電成本;開放公共建筑與物業資源。

轉供電改直供電:省發展改革委同電網等單位抓緊研究制定全省5G基站轉供電改直供電實施方案,出臺降低通信基站用電成本的政策措施。

單位電價優惠:推動全省通信基站用電納入一般商業用電,享受峰谷電價優惠。

加強共建共享:聯合共創未來

各運營商在建立5G基站建設及其配套站址、機房、管道等統籌建設和開放共享機制,編制5G基站建設規劃。

通信配套設施與主體建筑同步建設:5G網絡建設需要更多的通信管廊、站址、機房、電源等配套設施,需要與主體建設同步規劃、同步建設、同步驗收。

加大通信管道共享力度:省通信管理局要進一步探索“共網共用、共建共享”的建設運維模式,推動電信運營企業間加大通信管道共享力度。

加強新產品研發:確保技術領先

用新技術來為工程建設保駕護航,要求主設備廠家開發出更加豐富的產品形態、更先進的技術,給不同場景下5G建設提供更多的選擇,降低建設難度,提升設備能效。

加強參數調控降低能耗:后續可在低話務時段,通過關閉部分射頻通道下行功率的方式來節省能耗。當AAU監測到下行符號發送時刻沒有數據發送時,可臨時關閉PA,節省PA靜態功耗,當監測到有業務時采用智能喚醒的方式,這樣可最大限度優化能耗,提升5G基站能源利用效率。

推進C-RAN組網:以C-RAN為目標,按照一次規劃、分步實施為原則,開展5G組網架構規劃;統籌考慮5G基站建設與4G搬遷改造,實現4G/5G C-RAN組網,可有效降低運營維護成本。

加快雙通道AAU研發:常規64T64R AAU集成了天線和RRU,體積大、重量重使得AAU的安裝場景嚴重受限。為解決排氣管、美化空調、射燈天線等特殊場景覆蓋站點,需要加快推出體積小、易于靈活部署的雙通道AAU產品方案,以滿足日益增加的特殊場景建設需求。

做好4G/5G協同:平衡好4G/5G的資源投放、網絡建設及優化工作,加大推進1800MHz FDD建設力度;強化精細管理,通過現網能力挖潛、資源動態調度、4G/5G共模部署等手段,有效支撐業務發展。

結束語

5G網絡建設不可能一蹴而就,在建網初期可以根據覆蓋地區的實際情況,采用“一步規劃,分步實施”的方案,合理把控建設節奏。5G建設過程中,要充分利用好當前的有利政策,重點攻克選址難、進場難、電費貴等關鍵制約因素,同時運營商還可考慮基站共建共享,以降低5G網絡的站址選取難題和總體費用。

來源: 通信世界網

關鍵字:5G

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