中国铁塔公司自年年底成立以来,作为通信基础设施的提供者,为4G网络大规模建设发展提供了有力支撑,4G网络全面部署也极大地促进了移动互联网业务的深度应用,加速了我国信息产业的蓬勃发展。面向全新的5G网络架构、工作频段、设备形态和部署特征,铁塔公司需要提前做哪些研究和准备工作?本文结合运营商5G的发展要求和铁塔公司的定位,提供一些思考和应对方法。
运营商部署策略
三大运营商都积极参与5G标准的制定和试验网的部署。
中国移动
年,选取5个城市做系统验证,形成商用样机;年在多个城市建设20个站点进行区域验证,形成端到端商用产品和网络部署经验;年继续扩大试验网建设规模;年全网5G基站建设将达到1万个左右,实现商用产品和网络规模部署。中国电信
年,深入开展5G网络演进架构与关键技术研究和技术概念验证,适时开展部分关键技术实验室测试与外场测试;年~年,开展4G引入5G系统和组网能力,制定企业技术规范,实现部分成熟5G技术的商用部署;年~年,按照CTNet的网络发展目标,持续开展5G网络后续技术研究、测试和预商用推进工作。中国联通
年,完成5G无线、传输、网络、安全关键技术的研究;年,完成5G关键技术的实验室(5GOpenLab)验证;年,完成5G外场组网验证;年,实现中国联通5G移动通信网络的正式商用。从三家运营商的5G部署进程来看,中国移动在5G的试验网和商用进程上比较具体,初期规模上会领先于中国电信和中国联通,中国铁塔初期的5G建设需求也主要来自中国移动。
运营商基站形态及组网架构
基站产品形态5G核心关键技术是采用MassiveMIMO,它决定了未来5G宏站射频部分形态为RRU和天线一体化产(AAU),AAU在4G时代就已经使用,但并未规模应用。5G基站视频部分的天线阵子阵列数更多,从64×64到×,甚至×,天线大小(取决于阵子大小和间距)和波长直接相关,天线太大在工程和实际使用中会面临巨大挑战。以64T64R为例,3.5GHz阵子面积按照1/2λ预估需要50cm×50cm,2.6GHz需要70cm×70cm,推测初期基站AAU产品大小约为60×60×30(L×D×H,cm),重量预计是现有RRU产品的2倍左右(现有商用的3DMIMO4G基站AAU重约40kg)。
和现有天线不同之处:重量加大,迎风面积相当,但形状由细长变宽,类似正方形,厚度增加一倍以上,对塔桅抱杆要求略有不同,尤其带美化外罩类型,原有美化罩内部空间能否满足要求需要核实。
5GCRAN架构为了实现5G网络的SDN/NFV、网络切片等新型功能,现有RAN的架构将在5G网络中发生较大调整,由DRAN(BBU+RRU+Antenna)演变为CRAN(CU+DU+AAU),DU将形成池化部署,CU将依据业务需求灵活部署。DU池化集中+分布式AAU形成的新型CRAN结构不同于4G时代的CRAN(BBU堆叠),5GCRAN是对接口、产品和网络的重构。对铁塔公司影响最大的是机房及配套要求:一方面5GAAU只需塔桅,无需机房及配套;另一方面DU池化后,对DU机房和配套要求大大提高,类似传输的汇聚机房,现有基站机房无法满足其要求。
UDN组网超密集组网Ultra-DenseNetwork(UDN)通过密集部署低功率小覆盖的站点,可获得更高的频率复用效率。UDN是实现x单位面积容量和Gbps级用户体验速率的关键技术,极大地提高容量增益效率。UDN通过高低频、宏微搭配组网,在局部热点区域建设大量的微基站,通过分层分区域吸收业务,满足5G高速高要求的业务指标:1Gbps用户体验速率、20Gbps的小区峰值速率和10Tbps/km2流量密度。中国铁塔面临的挑战及应对策略
现网资源不均衡中国电信和中国联通城区站址规模和中国移动相比差距较大,中国移动5G部署进度快,会优先使用目标网站址,对于存量地面塔这类资源,空余位置及负荷有可能无法满足后续中国电信和中国联通的新增需求。
对于新建塔桅,至少要预留三家新增5G系统的需求;对于存量改造站,承接一家5G需求的同时,通过对网络结构的分析,预判站址可共享的价值,提前做好三家5G需求的共享改造,一步到位,并做好站址营销工作。
AAU对塔桅抱杆及美化的要求在基站产品章节已经对5GAAU的物理参数做了预测,不同于现有的天线,AAU产品形态对现有塔桅抱杆设计提出了新的要求,需要重新核算抱杆强度、间距及美化外罩等。
建议对现有主流应用塔桅进行初步测算和复核,了解其是否满足5G部署需求,如果有较大调整,需重新设计并启用新塔型,优先应用于城区,减少后期资源改造困难和无法利用旧物的风险。
CRAN规模部署对机房建设的影响5G网络的CRAN部署给铁塔公司的机房和配套带来两个变化和要求:基站侧运营商只有AAU设备,近端供电,无需机房。按照2G/3G/4G演进分析,也有可能对其BBU做池化,现有城区机房的基站机房需求会大大减少,存量机房面临退租的风险。DU池机房需求和要求提升,现有的基站机房(电源配套、维护等级)难以满足需求,按照现有铁塔公司和运营商界面以及工信部共建共享要求,运营商可以自建DU机房。
全面梳理现有机房状况(产权、稳定性、交流容量、承重、空间等),初步预判机房能否改造为DU机房的可能性,同时积极和运营商沟通DU机房的部署规划,尽可能共享利用旧存量机房。对于新建站点机房,也需要重新考虑建设策略,要么可以满足后续DU机房,要么做简易轻量化机房,比如可重复利用,减少投资风险。
总之,5G是通信技术领域的一次巨大变革,将实现由移动互联网时代跨向万物互联的物联网时代,由个人应用向行业应用转变,这一轮的信息技术革命将会颠覆性地席卷全球。中国铁塔应抢抓5G网络发展战略机遇,以站址、配套资源规划作为切入点,以获取社会微站站址资源为抓手,深化业务发展转型和建设转型,培育“更快、更强、更省”建设优势,推动我国5G部署建设步伐加快。