5G網絡比我們的預期來得更快。2019年作為5G商用元年,不僅帶來手機通信時代的變革,更會推動人類社會與生活全方位的發(fā)展進步。我國目前已經確定了5G頻譜,5G商用技術研發(fā)試驗第三階段測試也已完成,此外各大終端廠商也在陸續(xù)推出首批5G預商用終端,2020年將啟動大規(guī)模的商用網絡建設。
從4G到5G,小基站角色轉變
小基站在室外覆蓋層面的角色定位
在4G建設初中期,由于頻譜資源的富裕,室外覆蓋的微、小基站并沒有大規(guī)模運用頻譜,但隨著新增頻譜的逐漸用盡,小基站在局部補盲、解決話務密度方面逐漸發(fā)揮了其應有的作用。小基站主要解決宏基站的難題,原因在于,小基站具有體積小、部署靈活的特點,不用局限于宏基站的站址問題,可以靈活地部署在人群建筑密集的地方,可以有針對性地補充宏基站信號弱覆蓋區(qū)域、覆蓋盲點,保證信號質量;在熱點區(qū)域,小基站由于功率小,可以在更小的范圍內實行頻率復用,提升容量,幫助宏基站分流。
目前,4G廣覆蓋已基本完成,深度覆蓋、高密度話務解決以及網絡優(yōu)化成為通信運營商下一步重點工作,為“補盲”而生的小基站有了用武之地,未來5G高頻建站更是不可缺少。在5G超密集組網場景下,小基站間隔將縮小到50~100米(宏基站的間距至少保持在200米),小基站室外應用數量會大幅提升。
小基站在室內覆蓋層面的角色定位
隨著高頻的引入,“室外覆蓋室內”的傳統方式將面臨更多挑戰(zhàn)。室外信號在穿透磚墻、玻璃和水泥等障礙物后只能提供淺層的室內覆蓋,無法保證室內深度覆蓋的良好體驗。
在5G到來時代,業(yè)界必須定義5G室內目標網,實現室內室外同時建設?,F代建筑材料對室外無線信號的阻隔,導致室外無線部署無法很好地解決室內覆蓋的問題。隨著使用頻率越來越高,信號的穿透能力也與4G時代無法比擬,室內覆蓋更是令人憂心。
基于4G/5G的室內覆蓋技術主要分為兩種:傳統DAS(Distribute Antenna System,分布式天線系統)和小基站系統。
傳統DAS系統主要有BBU、RRU、合路器、功分器、小天線幾部分組成,存在4方面問題:一是施工困難,信源需要機房等配套設施,設計和施工難度大、周期長,需要多處鉆孔走線等,且天線外露,物業(yè)協調困難重重;二是無源器件多,故障點多,無法有效監(jiān)控;三是支持LTE需進行室分改造,網絡演進能力差;四是室內外系統沒有協同。
小基站比DAS更有優(yōu)勢,并將替代傳統DAS。以基于小基站的華為LampSite系統為例,如圖1所示。
圖1 華為室分系列產品
整個系統分為三大部分:BBU、rHub、pRRU?;鶐盘枏腂BU出發(fā),經過光纖到達rHub,進行信號的放大與轉發(fā),在送入pRRU中轉化成無線射頻信號發(fā)射出去。該系統具有以下優(yōu)勢。
(1)結構簡單,施工容易,相比于傳統室分系統,器件數量減少80%,施工周期縮短2/3。
(2)整個系統不存在監(jiān)控盲區(qū),每個設備的工作狀態(tài)盡在掌握中。
(3)擴容方便,小區(qū)可遠程分裂。在傳統室分系統中,一旦要進行小區(qū)分裂擴容,每多分裂一個小區(qū),就需要室內改造增加一個RRU。但在LampSite系統中,pRRU的極限狀態(tài)是One pRRU One Cell,因此可以通過軟件配置的方式靈活擴容。
(4)支持網絡演進。
在5G NSA標準發(fā)布及2020年5G正式商用的“召喚”下,5G小基站的部署已經到了關鍵時期。從全球競爭格局來看,目前涉足小基站的有中小型設備廠商、主流電信設備廠商和ODM廠商。從采購來看,如2018-2019年中國移動皮基站集中采購項目,除邦訊技術外,中標人還有大唐移動、京信通信、三維通信、縱橫通信等。不只中國移動,中國電信于近期也陸續(xù)發(fā)出多個涉及小基站的采購項目招標結果,中標人涉及多家上市公司,如日海智能、京信通信、三維通信等。相比之下,華為、中興等老牌設備商卻較少露面,但從未來部署情況來看,華為、中興、愛立信和諾基亞等電信設備廠商仍將以品牌和資金優(yōu)勢逐漸占據主導地位。
從目前來看,為樹立強勢進入5G小基站格局的鮮明旗幟,電信設備廠商爭相推出了小基站解決方案。
愛立信2018年1月首先發(fā)布了5G NR中頻段的無線點系統產品,以100MHz帶寬結合4天線技術,速率高達1.5Gbit/s,并支持新的5G頻段(2.6GHz~5GHz)。此產品主打室內部署,愛立信表示,隨著用戶流量需求倍增,4K/8K/VR/AR等應用的到來,5G時代室內移動寬帶的需求越來越大。伴隨著4G的規(guī)模化部署,無線點系統方案已經在大量的網絡部署實例中得到驗證,如圖2所示。
圖2 愛立信室分系列產品
華為至今共推出了5代LampSite解決方案,成功用于北京首都機場、鄭州火車站和廣州南站等。
中興發(fā)布了4G一體化小基站和Qcell多模多頻室內深度覆蓋解決方案,并啟動了江蘇、內蒙古、福建、湖南、河南等省份的部署。
大唐移動在2014年9月推出了NEOsite雙模一體化皮基站方案,2015年7月推出了Cubesite、Padsite、Pinsite 3款小基站產品。
面對5G部署可能帶來的挑戰(zhàn),包括中國電信、Verizon、AT&T、NTT docomo、DT、SKT、KTF等全球多家運營商共同組成了開放無線接入網(O-RAN)聯盟,期望以網絡智能化、接口開放化、硬件白盒化和軟件開源化的理念,實現對無線接入網(RAN)的革新, 從而進一步提升下一代無線通信網絡的開放性水平。
據了解,2019年2月25-28日,中國電信聯合Intel、H3C在2019年的世界移動通信大會(MWC)上首次展示完整的基于O-RAN概念的5G白盒化室內小基站原型機。5G白盒化小基站采用4T4R的天線配置模式,可有效解決5G時代室內覆蓋的容量難題,基于通用服務器的基帶處理單元,實現軟硬件解耦,也可以為未來擴展支持移動邊緣計算(MEC)等邊緣應用功能提供基礎。這是5G 技術領域的又一重大突破,有利于快速推動白盒化基站技術在5G的正式商用進程。
5G基站的白盒化將使移動通信產業(yè)鏈由封閉逐步走向開放,有利于吸引一大批有創(chuàng)新能力的中小企業(yè)進入移動通信產業(yè),進一步激活產業(yè)活力,重塑產業(yè)生態(tài),同時也給電信運營商帶來了新的機遇,使運營商可以更加快速、高效、低成本地提供新興業(yè)務與應用,滿足普通客戶和垂直行業(yè)的各類特殊需求。
從5G小基站部署的節(jié)奏上來看,5G組網的順序也是先部署宏基站再部署小基站,但兩者部署的間隔不會太長,無需像4G一樣在深度覆蓋階段再大規(guī)模部署,這也就意味著小基站供應商產品放量的步伐會更快。從部署數量來看,小基站至少要部署百萬臺以上。因此,小基站的市場蛋糕比較大,老牌廠商有優(yōu)勢,新進入廠商也能分一杯羹。不管是老牌廠商還是新進入的廠商,其小基站業(yè)務都會針對不同應用場景進行差異化競爭,不同廠商的產品既有競爭也有一定補充。
為搶占5G市場先機,中興、愛立信、華為等均展出了5G小基站解決方案,且產品已經出現在運營商的試點測試中??梢灶A見,小基站的部署進度是決定5G能否全面商用的關鍵因素,它將重新定義電信設備商及運營商的競爭格局。上述5G小基站解決方案的推出,將在未來的5G市場形成相互競爭。隨著更多同行的加入,這場競爭也會越來越精彩。