5G和4G的本質(zhì)區(qū)別是什么

隨著5G牌照的發(fā)放，運營商加快了5G建設(shè)和商用的步伐。國家高度重視5G建設(shè)，各地政府紛紛出臺相關(guān)政策支持5G建設(shè)，力爭建成全國領(lǐng)先的5G網(wǎng)絡(luò)，率先實現(xiàn)5G商用。5G比想象中來得更快，除基站外，終端產(chǎn)品也即將規(guī)模亮相。然而5G的技術(shù)特性決定了其建設(shè)難度高，為建設(shè)進度帶來了空前挑戰(zhàn)。

5G主要技術(shù)特征決定5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的根本變化

5G和4G的根本區(qū)別是什么？僅僅是網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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(yè)務(wù)時網(wǎng)絡(luò)才能不受限制，對網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)才能被廣泛推廣和使用。

泛在網(wǎng)

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要無所不包、廣泛存在。如此一來才能支持更加豐富的業(yè)務(wù)，才能在復(fù)雜的場景中使用。泛在網(wǎng)在廣泛覆蓋和縱深覆蓋兩個層面給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(huán)境、空氣質(zhì)量甚至地貌變化、地震的監(jiān)測，將非常有價值。

縱深是指雖然已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)部署，但是需要進行更高品質(zhì)的深度覆蓋。5G的到來，可把以前網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)不好的衛(wèi)生間、地下停車庫等區(qū)域都用5G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋。

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

低時延

5G應(yīng)用的新場景包括無人駕駛、工業(yè)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(yè)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(zhì)，也在其基礎(chǔ)上有了根本的變革和演進。

制約當(dāng)前5G建設(shè)的主要因素?

變革與挑戰(zhàn)：大規(guī)模智能天線的應(yīng)用加大配套改造難度

為實現(xiàn)5G的高帶寬，大規(guī)模智能天線成為標配，5G AAU集成了天線和RRU。根據(jù)目前發(fā)布產(chǎn)品的情況來看，64T64R、192振子的配置將成為運營商主要的設(shè)備形態(tài)，可為網(wǎng)絡(luò)帶來4~32倍的數(shù)據(jù)提速，但在技術(shù)升級變革的同時也給工程建設(shè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。相比原有的4G設(shè)備，5G AAU在重量和設(shè)備的迎風(fēng)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(dǎo)致現(xiàn)有70%以上的塔桅不能滿足建設(shè)要求，同時由于5G AAU的設(shè)備類型會將重量集中在抱桿上部，對于樓頂站的承重建設(shè)要求較高，由此增加了配套改造成本，也加長了建設(shè)周期。目前主流5G AAU的參數(shù)如表1所示。

表1 ?當(dāng)前主流5G主設(shè)備AAU參數(shù)對照表

規(guī)劃與現(xiàn)實：超密集組網(wǎng)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(shè)更多的基站；同時，考慮到5G重點應(yīng)用于VR/AR等高帶寬業(yè)務(wù)，要求網(wǎng)絡(luò)速率達到100M甚至更高，業(yè)務(wù)熱點區(qū)域的密集組網(wǎng)將是解決容量需求的主要手段，因此相比原4G組網(wǎng)，整體的站點規(guī)模將提升2～4倍。

由于5G基站的數(shù)量遠大于4G基站，無論是既有網(wǎng)絡(luò)的改造還是新建網(wǎng)絡(luò)都需要大量的新站址資源，因此，在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(shù)桿塔的天面資源已經(jīng)用完，由于業(yè)主協(xié)調(diào)等因素，現(xiàn)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(jié)構(gòu)和連續(xù)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(shè)規(guī)劃站址統(tǒng)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(shè)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(yè)選址提出了更高的要求，無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。

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(shù)的到來都會催生一大批新興產(chǎn)業(yè)，5G又會給整個移動互聯(lián)網(wǎng)帶來哪些影響？據(jù)估算，到2030年5G連接將超過10000億個，5G行業(yè)產(chǎn)值超過4萬億美元，相當(dāng)于再造一個日本或德國。5G在智慧醫(yī)療、智慧城市、無人駕駛、工業(yè)自動化、4K/8K超高清等多個垂直行業(yè)將被廣泛應(yīng)用。5G正以前所未有的速度改變社會，重構(gòu)我們的想象。

屆時5G發(fā)展起來，哪些公司最受益？在這場盛宴中，電信運營商和設(shè)備供應(yīng)商無疑是最大的受益者。然而建設(shè)5G的巨額投入與初期業(yè)務(wù)收入不確定性的矛盾也無法回避。5G網(wǎng)絡(luò)想要達到與4G相當(dāng)?shù)母采w效果，則5G基站數(shù)量不應(yīng)少于4G基站的數(shù)量。以中國移動為例，當(dāng)前全國4G基站數(shù)約245萬個，按照5G單站投資38萬元估算，如表3所示，建設(shè)245萬個基站至少需要投入9310億元，這是一個極其龐大的數(shù)字，約相當(dāng)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(yè)務(wù)應(yīng)用不成熟而停下5G建設(shè)的步伐，也不能盲目地加大5G建設(shè)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(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，就必須對功耗提出要求。5G技術(shù)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(shù)量級，或者說單位能量所傳送的信息增加了一個數(shù)量級。能效高是否意味著5G比4G更節(jié)能？如果這樣想就大錯特錯。5G基站在發(fā)射功率、帶寬、用戶連接數(shù)等方面較4G有了很大的提升，相同業(yè)務(wù)負荷下（5G傳送的信息比4G高一個數(shù)量級），5G基站能耗較4G會大幅提升，根據(jù)某運營商省公司對主流設(shè)備廠家4G/5G設(shè)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(shè)備功率實測

5G基站功耗和數(shù)量急劇增加，電源的供應(yīng)問題已經(jīng)成為最大難題，如何低成本地建設(shè)低能耗、高可靠和智能化的能源網(wǎng)絡(luò)，成為通信能源產(chǎn)業(yè)的全新命題。

如何破解當(dāng)前5G建設(shè)困局?

政府主導(dǎo)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(shè)的契機，運營商應(yīng)與政府相關(guān)部門進行溝通協(xié)調(diào)，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(guān)、事業(yè)單位、學(xué)校、醫(yī)院、國有企業(yè)要做表率，除法律法規(guī)明確規(guī)定不得開放的地方外，公共建筑應(yīng)當(dāng)免費開放。省國資委協(xié)調(diào)國有企業(yè)、省教育廳協(xié)調(diào)學(xué)校、省衛(wèi)生健康委協(xié)調(diào)醫(yī)院、省交通運輸廳協(xié)調(diào)交通運營企業(yè)開放公共基礎(chǔ)設(shè)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(shè)，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(shè)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(yè)資源。

轉(zhuǎn)供電改直供電：省發(fā)展改革委同電網(wǎng)等單位抓緊研究制定全省5G基站轉(zhuǎn)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(yōu)惠：推動全省通信基站用電納入一般商業(yè)用電，享受峰谷電價優(yōu)惠。

加強共建共享：聯(lián)合共創(chuàng)未來

各運營商在建立5G基站建設(shè)及其配套站址、機房、管道等統(tǒng)籌建設(shè)和開放共享機制，編制5G基站建設(shè)規(guī)劃。

通信配套設(shè)施與主體建筑同步建設(shè)：5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要更多的通信管廊、站址、機房、電源等配套設(shè)施，需要與主體建設(shè)同步規(guī)劃、同步建設(shè)、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(wǎng)共用、共建共享”的建設(shè)運維模式，推動電信運營企業(yè)間加大通信管道共享力度。

加強新產(chǎn)品研發(fā)：確保技術(shù)領(lǐng)先

用新技術(shù)來為工程建設(shè)保駕護航，要求主設(shè)備廠家開發(fā)出更加豐富的產(chǎn)品形態(tài)、更先進的技術(shù)，給不同場景下5G建設(shè)提供更多的選擇，降低建設(shè)難度，提升設(shè)備能效。

加強參數(shù)調(diào)控降低能耗：后續(xù)可在低話務(wù)時段，通過關(guān)閉部分射頻通道下行功率的方式來節(jié)省能耗。當(dāng)AAU監(jiān)測到下行符號發(fā)送時刻沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，可臨時關(guān)閉PA，節(jié)省PA靜態(tài)功耗，當(dāng)監(jiān)測到有業(yè)務(wù)時采用智能喚醒的方式，這樣可最大限度優(yōu)化能耗，提升5G基站能源利用效率。

推進C-RAN組網(wǎng)：以C-RAN為目標，按照一次規(guī)劃、分步實施為原則，開展5G組網(wǎng)架構(gòu)規(guī)劃；統(tǒng)籌考慮5G基站建設(shè)與4G搬遷改造，實現(xiàn)4G/5G C-RAN組網(wǎng)，可有效降低運營維護成本。

加快雙通道AAU研發(fā)：常規(guī)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(diào)、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(chǎn)品方案，以滿足日益增加的特殊場景建設(shè)需求。

做好4G/5G協(xié)同：平衡好4G/5G的資源投放、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化工作，加大推進1800MHz FDD建設(shè)力度；強化精細管理，通過現(xiàn)網(wǎng)能力挖潛、資源動態(tài)調(diào)度、4G/5G共模部署等手段，有效支撐業(yè)務(wù)發(fā)展。?

結(jié)束語

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不可能一蹴而就，在建網(wǎng)初期可以根據(jù)覆蓋地區(qū)的實際情況，采用“一步規(guī)劃，分步實施”的方案，合理把控建設(shè)節(jié)奏。5G建設(shè)過程中，要充分利用好當(dāng)前的有利政策，重點攻克選址難、進場難、電費貴等關(guān)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(wǎng)絡(luò)的站址選取難題和總體費用。