视网膜屏iphonexr| 上海能不能骑马| 可转债下修价格| 股东股票被质押冻结| 济南青岛高铁线路| 王源美职棒球赛开球| 扫黑除恶中央督导组检查| 山竹台风会从厦门登陆吗| 湖南衡阳市发生一起路虎车| 合同无效房屋| 社区支部对党员管理| ihone双卡双待| 中国月饼消费| 欧盟联合美国|

C114通信网: 微博 微信) 论坛(微博) 人才(微博) 百科 | C114客户端 | English | IDC联盟 与风网

技术 - 行业技术 - 无线通信 - 正文 运营商投稿当日通信资讯

5G网络的运营商部署策略探讨

http://www-c114-com-cn.joh3n.com ( 2018/9/12 17:02 )
今天我们试驾的正是秦ProDM版,它的体验如何,试驾之后会不会让人有意外收获呢?本次试驾车型:比亚迪秦ProDM智联锐耀型,由于未正式上市的原因,最终配置以及体验或许会有小幅差异。

摘要

鉴于5G技术在新一代的信息通信基础设施中的重要性,5G已经上升为国家战略,被视为国家间产业与经济竞争手段。随着技术标准的定型,网络部署已经被运营商提上议事日程。考虑到5G技术的新特点,运营商根据现有电力、传输、基础建设条件以及业务预测的网络周期等因素采取合适的部署策略,快速高效地部署网络是明智的选择。部署的策略需要考虑的因素包括网络架构与设备选型、建设策略、网络重耕。

关键词:5G技术;业务预测;设备选型;网络重耕

1   引言

据报道,美国无线通信互联网协会(CTIA)建议美国应该加快引进5G技术,否则可能比中国落后一到两年,未来不再有其它机会。按照协会的结论,中国和韩国在5G引进方面已经超过美国。美国国家安全委员会(NSC)也警告称,如果中国占据通信领域主导地位,那么他们将不仅获得技术胜利,也将获得政治、经济,以及军事胜利。在我国国家层面,鉴于5G技术在新一代的信息通信基础设施中的重要性,也已经将发展5G上升为国家战略,被视为国家间产业与经济竞争手段。今后面向物联网的应用、车联网的应用,叠加在上面的各种互联网+,甚至工业互联网的应用,都和它密切相关。作为运营商,5G网络已经不是部署不部署的问题,而是采取何种策略部署的问题。

2   5G发展现状

5G是3G后通信基础又一革命性突破,涵盖增强移动带宽、海量机器通信和超高可靠低时延通信3个应用场景。2017年,全球5G移动通信时代脚步越来越近,各国政府纷将5G建设及应用发展视为国家重要目标,各技术阵营的5G电信营运商及设备业者亦蓄势待发,5G市场战火一触即发。2018年6月底已经发布NR第一个版本(R15),满足eMBB以及(部分)URLLC需求(Option 2)R15版本将在2018年12月冻结,2019年底发布R16版本,满足5G全业务需求 。

2.1  应用场景

5G时代视频类创新应用引领5G初期eMBB业务发展,而智慧城市,万物互联,融合创新,工业4.0,智能制造的发展,使能行业变革将成为5G新常态。5G网络应用场景如图1所示。

图1    5G网络应用场景

(1)eMBB场景:高容量大带宽,增强视频、AR/VR等创新应用引领5G发展和需求,eMBB成为5G初期首选场景。

(2)URLLC场景:超低时延,高可靠性,使行业变革,驱动车联网、无人机、工业控制、进程匚疗等特殊应用成为可能。

(3)mMTC场景:广覆盖、小数据包、低成本、低功耗,智能家居,智慧城市,物联网业务激增(预计2020年17亿连接)。

2.2  标准制定状况

5G第一版本标准接近完成,根据预测,3GPP有关5G标准推进工作进展计划如图2。

图2    5G标准进展

(1)核心网方面,2018年6月已经完成NGC第一个版本(R15)制定,2019年底完成NGC R16版本:支持多种网络切片,满足5G全业务需求。

(2)无线网方面,2018年6月已经发布NR第一个版本(R15),满足eMBB以及(部分)URLLC需求(Option 2)R15版本将在2018年12月冻结,2019年底发布R16版本,满足5G全业务需求。

2.3  国内运营商发展状况

根据GSMA官方预判到2025年全球约12亿5G用户,5G网络覆盖40%人口,中国将是5G最大的市场运营商意志服从国家意志,行业需求旺盛,需求超越供给,以及竞争驱动,先发优势将决定5G的建设和运营策略。

(1)中国移动:截至2017年末,移动全国4G基站有187万个,覆盖99%的人口。2018年,移动将继续巩固现有网络,同时大力推动5G发展。2018年5G规模实验计划——在杭州、上海、广州、苏州、武汉五个城市开展外场测试,每个城市将建设超过100个5G基站;将在北京、成都、深圳等12个城市进行5G业务和应用示范。

(2)中国联通:紧扣发展节奏,聚焦“厚、深、广”三要素,打造高效、优质的中国联通精品网;支撑2I2C再发展1亿用户战略延续流量经营红利,延续用户和收入增长;直面深度覆盖体验短板面向5G推进数字化转型。目前在北京、天津、上海、深圳、杭州、南京、雄安等七座城市和地区里开展5G外场测试工作。

(3)中国电信:当前,电信正大力地推动VOLTE商用,以4G网络功能全面替代2G和3G网络功能为主要目标。将会为成都、雄安、深圳、上海、苏州、兰州六座城市和地区开展5G网络相关测试,促进4G与5G网络协同,促进5G技术应用落地。

总体上来看,中国移动在5G网络的前期研究和技术储备较多,电信在北京、上海、广州研究院也一直跟进5G的研究,取得了一些进展。联通在5G方面的动作也不少,但在5G试点方面整体落后于其它两家运营商。

3   5G部署面临的困难

从前期4G的部署经验来看,5G的部署仍然采取与现有的3/4G共站为首选,再考虑到覆盖需求进行新增补点的模式进行规划建设。在与3/4G共站建设模式下,现有基站的电力容量,天面条件,以及传输带宽必然成为影响快速部署的瓶颈。

3.1  无线设备形态变化

根据主要设备生产厂家的参考数据,5G网络无线部分的基站设备形态明显有别于4G的BBU+RRU组合,主要以BBU+AAU形态出现(4G与5G基站典型形态对比如图3所示)。

图3    4G与5G基站形态对比

3.2  电力容量不足

根据主要设备生产厂家的参考数据, 5G的BBU功耗较4G的BBU高出一倍,RRU与天线的组合体AAU约1000W,较4G高出1.5倍,整体单站功耗约5000W,是原来4G的2.5倍。在3/4G共站情况下,叠加5G设备,尤其是2G尚未退网情况下,电源容量将严重不足。

其次,由于AAU必须挂在抱杆上,产生额外的路径损耗,进一步增加了供电压力。同时,AAU相对于RRU较大的功耗,要求更粗的电缆线径,增加了施工的难度。

根据当前无线网络运行状况来看,4G网络的叠加已经给现网带来了极大的挑战,未来再在现网叠加5G,不进行电力改造和电源扩容几乎不可能。2G设备老旧,耗电量在基站中占比非常大。考虑到2G业务基本可以由3/4G分担,加速2G网络全面退网成为必然选项,可以大大缓解基站电力不足的局面。

3.3  天馈工程难度增大

(1)AAU安装需要新增足够的天线包杆和空间,现有站点天面空间普遍不足,同时考虑天面租金通常按照天线数量计算,成本将大大增加。

(2)由于AAU取代传统天线上塔,重量大约是传统天线的4倍,从安全角度考虑,传统的天线抱杆在结构和强度上都不能满足安装AAU条件。

(3)考虑到新增AAU散热和安装空间限制,传统美化罩大多不能重用,需要定制或改造。

(4)加快2G网络的全面退网可以一定程度缓解天面空间的需求。

3.4  前传光纤需求增加

前传光纤需求,5G站点光纤需求成倍增加,光纤资源挑战大。4G时代BBU集中比例约50%,光纤已显不足。同时,RRU级联+单芯双向,单天面到机房一对或一根纤,尚能节省一些光纤资源。但是,在5G时代AAU不能级联,光纤消耗更多,每AAU需一对纤,BBU集中使光纤需求显著增加。

4   部署策略探讨

考虑到每一代移动通信网络都有其生命周期,如何根据业务预测,经济并高效地部署网络策略变得非常重要。需要考虑的策略包括设备选型,覆盖策略,容量策略以及旧的网络的重耕策略。

4.1  网络业务分析预测

要分析网络的生命周期,需要对实际网络运行情况的长期统计观察,从而预测业务发展趋势和网络更替周期,为网络初期建设和后续扩容提供指导建议。以下以某城市3/4G业务为例进行分析。

(1)网络成长期

某城市本地网4G网络建设初期到成长期,3/4G网络业务对比统计情况如图4。

图4    某市3/4G网络业务统计

统计可见,由于4G较3G网络有10倍吞吐率优势,4G网络从建成商用以来,流量最初远低于3G,到月流量正式超过3G网络,双网流量实现剪刀差,仅仅用了17个月,不到一年半的时间。

(2)流量井喷期

随着4G终端的普及,一系列流量包业务的发布,推动4G流量井喷式的增长,几乎平均每半年流量翻一倍。业务量井喷似的增长,大大超出预期,网络容量受限制,业务感知受到影响,网络随即由规模建设期转入规模扩容期(4G网络井喷式增长如图5)。

图5    4G网络井喷式增长

(3)业务替代期:

4G网络自正式商用后,流量从与3G网络旗鼓相当,到数据流量达到3G网络的10倍,从而基本取代网络,成为数据业务主流,仅仅只用了15个月的时间。4G/3G流量比的变化如图6所示。

图6    4G/3G流量比变化

从上述4G网络的成长周期来来看,从网络正式商用,到取代3G,只用了32个月,大约2.7年的时间。目前,运营商的策略,除了局部的热点扩容外,基本都是在筹备5G了,5G网络蓄势待发。可以预见的是5G网络的建设和成长周期也将遵循这个周期规律,或许更短。因此,根据网络成长发展预测周期,抓住投资建设的黄金时间,如何选择正确的策略部署5G网络尤为重要。

4.2  组网与设备选型

(1)SA与NSA的选择

5G网络基本架构分NSA(非独立组网) 与SA(独立组网)两大基本类型,

两种架构不同特点,服务不同部署策略,服务不同战略的选配。NSA 与SA 组网优劣对比如表1。

表1    SA 与NSA架构对比

对比NSA(非独立组网)SA(独立组网)

组网架构4G+5G协同5G独立组网

连续覆盖必要性必要性低必要性高

速率4G速率+5G速率5G速率

语音方案3G回落/VoLTEVoLTE

核心网利旧EPC新建5Gnew core

NSA特点适于“一步规划,分步实施”,聚焦重点,投资可控。SA对全网连续覆盖要求高,适于连续覆盖一步到位策略。考虑到投资风险,设备利旧,逐步演进的稳妥策略,建议优选NSA作为初期建设策略。

(2)无线设备的选型

5G基站初期部署是选择64T64R ,32T32R,还是16T16R也很重要,从商用技术成熟度,覆盖能力,容量增益,单站成本,对标友商等几方面考虑,初期部署64T64R,保障连续覆盖竞争力是不错的选择(64T64R的优势如图7)。

图7    64T64R的优势

(3)供电节电策略

5G基站设备功耗较大,尤其是AAU功耗大,而且需要远程供电,线路损耗给工程和维护带来较大的问题,通过提高线路电压降低路损是必然选项。为了解决这个问题,一方面要改造基站供电系统,另一方面,要求厂家提供多种应对方案,包括相关的配套设备,AAU的低压工作能力,交流工作能力,以及其它节电策略。

4.3  建设策略

(1)按需建设,循序渐进。结合上述分析的4G网络成长周期,预测5G业务发展节奏,根据业务节奏进行建设。根据应用预测,5G建设的第一阶段,主要以增强视频、AR/VR,无人机等创新应用为5G发展驱动力, eMBB成为5G初期首选场景。第二阶段,以智能机器人,车联网等应用为主,网络需满足低时延、大带宽需求。第三阶段,各应用智能化、规模化,网络需满足大连接、低时延、大带宽需求。因此,从投资效益角度出发,5G网络的建设应根据各阶段业务需求,按需投资。

(2)从点线面考虑,重要场景差异化覆盖。5G由于较高的频率,覆盖半径较小,考虑经济效率,初期建设非连续覆盖是必然的。采用分用户分场景差异化覆盖,逐步实施是首选。从点、线、面三方面来考虑:

一是关键的点,主要是分散的重要用户,包括高APRU用户、政企重要用户、VIP用户活动区域,机场,车站,码头,港口,重要景区以及营业厅等其它重要点状区域。

二是重要的线,如重要城际高速、高铁,机场高速等有利于塑造网络口碑的体验场景。

三是高价值的面,高端人口密集的核心城区,重要商业区,目标用户密集,3/4G网络流量较高的,运营价值区域,局部实现连续覆盖是必要的。

4.4  网络重耕

(1)为了达到eMBB的极致体验,体现速率上的优势,5G网络需要单载波占用100MHz以上的频率资源。根据工信部无线电管理机构相关文件显示,将分配3300-3600MHz和4800-5000MHz作为三大运营商5G网络部署使用,其中3300-3400MHz原则上限室内使用。因此,从明确分配的资源来看,三大运营上能够用于部署5G网络的频率资源非常有限,基本上只能部署单个载波。

(2)无线网络中,频率资源一直以来都是稀缺的资源,围绕频率资源的重耕,从2G网络时代的900M/1800M开始,到后来的3G,再到现在的4G,一直都在进行重耕,以便用更多更经济的频率资源,特别是频率较低的资源,从深度到广度推进新一代网络的发展完善,5G时代依然如此。提前考虑现有2/3/4G网络频率的重耕,以便为5G发展提供更加丰富的资源。当前各大运营商获得并使用的频率资源如图8所示。

图8    三大运营商频率资源

从上面已经分配使用的频率资源来看,联通的存量频谱达到162MHz,远超过分配给5G的C-band。随着5G建设拉开序幕,2G网络将加速退网,现有2/3/4G网络频率整体重耕将持续进行。以联通为例,频率重耕建议按照两阶段进行:

第一阶段2G全面退网。为5G部署腾出电力,天馈天面等资源的同时,为4G部署VOLTE,NB-IOT提供宝贵的低端频率资源,将4G进一步做深做厚,为逐步部署VOLTE作准备。

第二阶段,3G逐步退网。5G业务迅速增长,4G业务逐步回落,并且VOLTE全覆盖,3G逐步退网,3G退出的频率加上TD-LTE退出的频率,通过整合,最终挤出100MHz用与部署5G第二载波,大大提升5G覆盖,容量和吞吐率。最终建成1+1极简的高效网络,4G承载全部语音,中低速数据及部分物联网业务,5G承载高速数据业务及大部分物联网业务。两阶段的频率重耕示意如图9。

图9    5G阶段频率重耕

(3)工信部分配给运营商,用于5G网络最低为3300MHz以上,比现有3/4G网络频率高一倍左右。根据电磁波频率越高,传播损耗越大的特性,意味着要达到相同的覆盖,需要增加数倍的投入。通过频率重耕,将较低的频段用于5G建设,不仅有利于提升网络容量,对网络的深度覆盖也带来不可估量的影响。

5   总结与建议

5G网络蓄势待发,虽然经了3/4G大规模建设,虽然各运营上积累了许多快速部署经验,但是由于5G网络在业务需求,网络架构和形态上全新的特点,仍然有许多短板要提前考虑,才能做到从容应对,经济部署。根据前面的分析,总结如下:

(1)加速推进2G网络的全面退网工作,缓解基站电力容量和天馈天面部署压力,为5G部署进行前期准备。

(2)推动VOLTE的建设和商用,是3G精简和退网的先决条件,为1+1极简网络作好准备。

(3)从经济部署策略考虑优先采用NSA(非独立组网)架构,再向SA(独立组网)架构演进。

(4)设备选型,综合考虑技术成熟度,覆盖能力,容量增益,单站成本,对标友商等因素,无线设备优先选择64T64R。

(5)考虑单站电力容量需求大幅增加,要提前考虑改造基站供电系统,另一方面,要求厂家提供多种应对方案,提供能耗较低的无线设备,降低部署难度和运行成本。

(6)根据4G网络成长周期,预测5G业务发展节奏,根据业务节奏进行建设部署,按照点线面重点部署,逐步推进。

(7)持续进行网络重耕工作,为5G建设提供优质的低频资源是实现深度和厚度覆盖的必由之路。 ★

作者简介:

何建:高级技师,硕士毕业于华中科技大学,就职于中国联合网络通信有限公司深圳市分公司。

苏小文:硕士毕业于华中科技大学,就职于中国联合网络通信有限公司深圳市分公司。

陈伟:本科毕业于电子科技大学,就职于中国联合网络通信有限公司深圳市分公司。

作者:何建 苏小文 陈伟   来源:《移动通信》

  免责声明:本文仅代表作者个人观点,与C114中国通信网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

给作者点赞

轻松参与

0VS0

表达立场

写的不太好

Copyright©1999-2018 c114 All Rights Reserved
上海荧通网络信息技术有限公司版权所有
南方广告业务部: 021-54451141,54451142 E-mail:c114@c114.net
北方广告业务部: 010-63533177,63533977 E-mail:shixinqi@c114.com.cn
编辑部联系: 021-54451141,54451142 E-mail:editor@c114.com.cn
服务热线: 021-54451141,54451142
沪ICP备12002291号