5G建設(shè)面臨困難運(yùn)營(yíng)商可以考慮基站共建共享來(lái)破解5G建設(shè)的難點(diǎn)

2019年6月6日上午，工業(yè)和信息化部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)廣電4家企業(yè)頒發(fā)了“第五代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信業(yè)務(wù)”經(jīng)營(yíng)許可證，5G元年正式到來(lái)。根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，到2035年5G將促使全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出增加4%，5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模將高達(dá)12.4萬(wàn)億美元，并創(chuàng)造2200萬(wàn)個(gè)工作崗位。也正因?yàn)槿绱耍?G成為了世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的“制高點(diǎn)”。

5G受到全世界的廣泛關(guān)注，業(yè)界甚至提出“4G改變生活、5G改變社會(huì)”的口號(hào)，這與5G的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)、海量低功耗連接(mMTC)和低時(shí)延高可靠連接(uMTC)三大應(yīng)用場(chǎng)景息息相關(guān)。5G在大幅提升“以人為中心”的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的同時(shí)，全面支持“以物為中心”的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。5G將滿足人們?cè)诰幼?、工作、休閑和交通等各種區(qū)域的多樣化業(yè)務(wù)需求，更是可以與工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等融合創(chuàng)新，有效滿足工業(yè)、醫(yī)療、交通等垂直行業(yè)的多樣化業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)物互聯(lián)”。

5G的快速發(fā)展給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，5G在頻譜、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上與4G網(wǎng)絡(luò)差異較大，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式無(wú)法滿足5G需求。因此，需要從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)角度分析5G建設(shè)所面臨的難點(diǎn)以及突破方式。

實(shí)現(xiàn)5G的應(yīng)用首先需要對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)和部署，5G網(wǎng)絡(luò)部署主要包括無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)。無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)主要由基站組成，并為用戶提供無(wú)線接入；核心網(wǎng)主要為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)和管理功能。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要按照4G和5G基站耦合方式，劃分為獨(dú)立組網(wǎng)（SA）和非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）兩種架構(gòu)。

SA組網(wǎng)即新建一套網(wǎng)絡(luò)，包括基站、回程鏈路以及核心網(wǎng)。該方式的優(yōu)勢(shì)在于4G與5G業(yè)務(wù)能同時(shí)運(yùn)行，避免了5G網(wǎng)絡(luò)與4G網(wǎng)絡(luò)整合的互操作復(fù)雜等問(wèn)題，但獨(dú)立組網(wǎng)初期建設(shè)成本較高。

NSA組網(wǎng)即根據(jù)無(wú)線接入網(wǎng)演進(jìn)需求，使用現(xiàn)有的4G基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)部署。無(wú)線網(wǎng)部分采用雙連接，由主基站控制；核心網(wǎng)采用4G EPC或5G NGC。NSA在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上發(fā)展5G，初期建設(shè)成本低且組網(wǎng)建設(shè)較為靈活，有利于5G商用的迅速推出。但NSA與現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的互操作較為復(fù)雜，不能全面支持5G所有功能，更適用于熱點(diǎn)部署，不適用于大規(guī)模大范圍部署。

3GPP共列舉了Option1、OpTIon2 、OpTIon 3／3a、OpTIon 4／4a、OpTIon 5、Option 6、Option 7／7a、Option 8／8a等8種5G架構(gòu)選項(xiàng)，如圖所示。其中，Option1、Option 2、Option5和Option 6屬于SA方式，其余屬于NSA方式。

圖 ?5G的NSA和SA組網(wǎng)架構(gòu)

3GPP在2017年3月發(fā)布的版本，增加了3x和7x兩個(gè)子選項(xiàng)，優(yōu)選了Option 2、Option 3／3a／3x、Option 4／4a、Option 5、Option 7／7a／7x共5種5G架構(gòu)選項(xiàng)。其中獨(dú)立組網(wǎng)方式包括Option2和Option 5兩個(gè)選項(xiàng)。非獨(dú)立組網(wǎng)方式中Option 3／3a／3x為3GPP R15的重點(diǎn)工作。

2017年12月，5G NSA標(biāo)準(zhǔn)第一個(gè)版本正式凍結(jié)。2018年6月，5G SA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分功能凍結(jié)，但目前版本更多側(cè)重于移動(dòng)帶寬和高可靠低時(shí)延應(yīng)用，更多應(yīng)用場(chǎng)景還有待定義。因此，為了規(guī)避短期內(nèi)過(guò)高投入，各運(yùn)營(yíng)商根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，選擇了不同的部署方式。

5G建設(shè)的難點(diǎn)主要包括兩方面。首先，5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本比4G網(wǎng)絡(luò)高。眾所周知，中國(guó)電信獲得了3400MHz~3500MHz頻段，共100MHz帶寬；中國(guó)聯(lián)通獲得了3500MHz~3600MHz頻段，共100MHz帶寬；中國(guó)移動(dòng)獲得2515MHz~2675MHz頻段、4800MHz~4900MHz頻段，共260MHz帶寬。固然，在帶寬方面5G比4G要富裕，但是頻率高也是5G不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。由于無(wú)線信號(hào)頻率越高，傳播損耗越大，覆蓋距離越近，所以5G如果想要達(dá)到和4G同樣的覆蓋效果，就需要更多的5G基站，因此，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本也隨之增加。

其次，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨部署選址難的問(wèn)題。為了給用戶提供更高的通信速率，5G網(wǎng)絡(luò)需要縮小小區(qū)半徑，這也造成了5G基站數(shù)量需求量大，從而導(dǎo)致建設(shè)成本高。正是由于5G基站的數(shù)量遠(yuǎn)大于4G基站，無(wú)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)的建設(shè)中，站址選擇也成為一大難題。

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(shí)際情況，有選擇地使用NSA組網(wǎng)方式。NSA建網(wǎng)模式利用現(xiàn)有4G核心網(wǎng)絡(luò)，可以一定程度地降低5G網(wǎng)絡(luò)部署成本。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大和技術(shù)的逐漸成熟，可以從NSA建網(wǎng)模式轉(zhuǎn)向SA的建網(wǎng)模式，提升5G服務(wù)質(zhì)量。在基站設(shè)備不斷量產(chǎn)后，建網(wǎng)成本也會(huì)逐漸降低。

運(yùn)營(yíng)商還可考慮基站共建共享，以降低5G網(wǎng)絡(luò)的站址數(shù)量。在5G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商的制式統(tǒng)一，基站覆蓋距離差距不是很大。從基站共建的角度來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商可以考慮使用共同的站址資源來(lái)降低站址選擇的難題；從基站共享的角度來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)使用多?；具M(jìn)行覆蓋，降低基站部署的費(fèi)用。

運(yùn)營(yíng)商還可以考慮多個(gè)運(yùn)營(yíng)商劃片覆蓋，不同運(yùn)營(yíng)商之間通過(guò)異網(wǎng)漫游的方式解決用戶接入的問(wèn)題，這種方式較適合郊區(qū)等業(yè)務(wù)量相對(duì)少的區(qū)域。郊區(qū)等本來(lái)業(yè)務(wù)量就少的地區(qū)沒(méi)有必要多個(gè)運(yùn)營(yíng)商去建設(shè)，可以將這些區(qū)域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，每個(gè)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)一部分，總體上保證了5G用戶在更大范圍可以享用5G服務(wù)，同時(shí)可以降低5G網(wǎng)絡(luò)部署的基站總數(shù)量，為運(yùn)營(yíng)商降低5G網(wǎng)絡(luò)部署成本。通過(guò)異網(wǎng)漫游策略，全國(guó)一張5G網(wǎng)絡(luò)就可以滿足多個(gè)運(yùn)營(yíng)商終端的接入問(wèn)題，大幅降低5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所需的基站數(shù)量。

隨著智慧城市的建設(shè)，很多城市開(kāi)始部署智慧燈桿，這些燈桿作為市政的基礎(chǔ)設(shè)施集成了很多功能，包括照明、信息發(fā)布、Wi-Fi覆蓋、充電樁、環(huán)境檢測(cè)（溫度、適度、控制質(zhì)量等）等，這些智慧燈桿也可用于5G基站的部署。一是燈桿密集，可以解決5G基站密集部署的問(wèn)題；二是解決了5G基站的上掛問(wèn)題。運(yùn)營(yíng)商應(yīng)與政府相關(guān)部門(mén)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，在政府進(jìn)行智慧燈桿規(guī)劃部署時(shí)，把5G基站上掛的要求考慮進(jìn)去，解決運(yùn)營(yíng)商5G基站選址難、進(jìn)場(chǎng)難的問(wèn)題。通過(guò)此方式共用基礎(chǔ)設(shè)施，也可以降低5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨著成本高、選址難的問(wèn)題，但仍有一些方案可以緩解這些矛盾。相關(guān)方應(yīng)該提前謀劃、緊密合作，通過(guò)技術(shù)方案的選擇、站址的共享共建、覆蓋地區(qū)的協(xié)調(diào)謀劃，與市政的溝通協(xié)調(diào)來(lái)解決這些問(wèn)題。

5G是支撐實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，它將改變我們的社會(huì)，因此5G建設(shè)者們需要共同努力，克服種種困難，快速、高效、高質(zhì)量地推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。