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              中興通訊:5G網絡部署思考

              http://www.fgrd5i.fun ( 2019/2/19 16:11 )

              無處不在的4G移動寬帶和海量的應用已經為我們的工作、生活帶來了意想不到的便利;包羅萬象的5G為我們帶來的將不僅僅是接入速率的飆升,還將通過靈活的網絡切片滲透到網絡社會的各個角落,成為垂直行業數字化轉型的利器和未來萬物互聯數字社會的基石。

              隨著5G組網標準的如期凍結、5G頻譜分配方案的落定,5G設備的日臻完善和終端芯片研發進展的加速,2019年將成為5G正式商用的元年。現階段,移動運營商關注的焦點也從5G設備的測試驗證轉向更為實際的網絡部署,比如網絡架構如何選擇、站點方案如何準備、傳輸網絡如何升級、運維效率如何提升等。本文將結合5G網絡部署面臨的關鍵挑戰進行思考和探討,期望能為運營商5G部署前的籌備工作提供一些思路。

              SA or NSA?綜合頻譜、業務KPI、建網投資三大因素選擇網絡架構

              5G網絡支持獨立組網SA和非獨立組網NSA兩種架構。NSA在架構成熟度方面有3個月左右的先發優勢,但僅適用于eMBB業務,并且非獨立組網還涉及與4G的復雜耦合; SA是終極的建網模式,在新業務支持、覆蓋、性能、組網靈活度、終端能耗等方面均有明顯優勢。目前運營商對SA架構顧慮較多的因素是覆蓋、SA終端和5GC的成熟度。

              從5G終端芯片廠商高通Intel、MTK的5G研發路標來看,2019年發布的終端芯片將同時支持NSA和SA,因而對大多數2019年才啟動5G網絡建設的運營商來說,5G終端不構成選擇NSA或SA的決定性因素。

              從5GC的成熟度來看,5G部署初期不必追求完整的功能特性,可以采用架構一步到位、接口分步打開、功能分階段引入的策略,從而將5GC的商用時間點提前到2019年的一季度,因而也不構成影響SA規模商用的制約因素。

              鑒于SA架構在多方面的明顯優勢,假如5G覆蓋連續,能夠自成體系,則運營商選擇NSA的動力會非常小,因而我們認為除了業務需求因素,5G基站的覆蓋能力和運營商的5G建網投資是選擇SA或NSA的關鍵因素,能否共站部署在一定程度上還要考慮4G基站的密度。

              在5G AAU設備的天線陣列通道數和發射功率確定的前提下,5G基站的覆蓋主要取決于可用的5G頻段、覆蓋場景無線環境的復雜度,以及5G業務的KPI指標訴求,尤其是小區邊緣的接入速率要求。而小區邊緣的最低接入速率要求需要統籌考慮5G業務的最低指標要求,是否需要支持無縫移動及運營商可以接受的5G建網成本等因素。

              基于以上原則,假如運營商在5G建設時只有毫米波頻譜,鑒于毫米波頻段相對于1.8GHz或2.6GHz頻段較大的傳播損耗和較差的散射、繞射能力,很難達到與4G相當的連續覆蓋水平,因而用作移動接入業務模式時,只能依托連續覆蓋的4G網絡,作為熱點區域的超高速率業務的容量補充,在網絡架構上選擇NSA模式更為合適。

              假如運營商能夠獲取3.5GHz的主流頻段,對5G小區邊緣的速率要求為下行50Mbps (支持2K/4K高清視頻和AR應用),上行2Mbps(支持隨時隨地的720P視頻上傳),且具備在密集城區建設連續覆蓋5G網絡的投資實力,則根據中興通訊外場測試的數據,對站間距在400米以下的密集城區場景,完全可以通過4G與5G共站部署的方式使5G達到連續覆蓋的能力; 對站間距在400米以上的區域可新增適量的5G宏站或微站來滿足上行2Mbps的指標要求,因而我們認為SA是一步到位和更為經濟的建網模式。

              當然,如果運營商5G建設初期網絡投資非常有限,只能在4G網絡熱點部署少量的5G基站,且業務模式主要是增強的移動寬帶接入,無疑選擇NSA建網模式更為經濟實用。

              假如運營商對5G網絡的邊緣性能提出更高的要求,比如上行速率提升到5Mbps(支持隨時隨地的1080P視頻上傳),則即使采用NSA建網模式,同時利用4G和5G的上行傳輸能力,也很難在400米的站間距場景下達到上行5Mbps的指標;而新建大量的基站又涉及較高的投資成本,此時建議通過1.8G/900M/700MHz頻譜與3.5GHz頻譜的載波聚合方式來滿足。既然1.8G/900M/700MHz頻譜已經重耕為5G新空口,建網模式依然是5G獨立組網。

              行業領先企業的率先實踐為5G SA的發展提供助力,中國移動牽頭發起的5G SA(獨立組網)起航行動、發布的《5G SA核心網實現優化白皮書》、高通對SA終端芯片的積極布局等事件均加速了SA產業鏈的成熟及其在全球的規模商用進程。

              現網如何引入5G?多頻段天面整合+多模融合的站點方案

              網絡架構之外,如何在通信設備密布的現網站點引入5G也是運營商面臨的一個重大挑戰。

              現階段900M/1.8G/2.1G/2.6G多頻段,GSM/UMTS/LTE/NB-IoT多制式共同運營已經成為大多數移動運營商的常態,部分站點多家運營商共享鐵塔等基礎設施的現象也普遍存在。因此,多數站點上天線和RRU設備部署密級,很難再增加5G AAU設備。而新建站點又面臨站點獲取難、投資成本高、建設周期長等諸多問題。

              多頻段、多端口無源天線,有源+無源混合天線以及超寬帶RRU設備的推出為解決宏基站天面空間緊張的問題提供了一個新的思路。運營商可以在5G建設之前或5G建設時將現網每個扇區的多面天線和多個RRU設備進行合理的整合和優化,從而釋放出寶貴的天面空間用于安裝5G AAU設備,最終形成每扇區只用1-2面多頻段無源天線和2-3個RRU設備涵蓋2G~4G所有頻段和無線標準,一面有源天線服務于5G網絡。從而在不新建站點的情況下實現5G網絡設備的部署,并降低多網共存場景下的運維成本。

              5G AAU設備的選型方面,經過商用網絡外場的測試驗證,中興通訊推薦在密集城區采用64T64R AAU追求至高的性能,一般城區和郊區使用16T16R AAU兼顧網絡覆蓋與建網成本。64T64R AAU獨立收發通道數較多,可同時支持精準的水平和垂直維度的波束賦型,從而在人口密集的場景達到理想的空分容量增益;此外64T64R AAU的波束反射、繞射、抗干擾能力更強,即使在無線環境復雜的密集城區也可實現3.5G NR和現網1.8GHz 2T2R LTE共站同覆蓋,從而降低5G網絡的部署難度和成本。針對一般城區和郊區場景,數據用戶數少、流量密度低,MU-MIMO配對成功概率小,選用16T16R AAU的性價比更高,且16T16R AAU即可實現3.5G NR和1.8G LTE共站同覆蓋。

              針對5G覆蓋的盲點或熱點場景,建議使用Pad微站提升局部性能。Pad大小的5G微基站可以隱蔽安裝在建筑物外墻、路燈桿、廣告燈箱等位置,顯著降低站點獲取的難度并可快速提升熱點流量和盲點覆蓋。

              在基帶處理方面,面向未來的大容量基帶處理單元可支持2G至5G所有無線標準,支持集中式單元CU和分布式單元DU的靈活部署策略,除了支持4G和5G的融合組網外,還可在現網2G/3G基站設備接近生命周期時替代已有的基帶設備,并支持未來2G和3G業務處理資源向4G和5G的平滑遷移,從而最大程度保護運營商的設備投資。

              如何應對網絡運維挑戰?引入AI提升多網共存的運維效率

              5G時代,運營商將面臨網絡復雜化、業務多樣化、體驗個性化的挑戰。

              網絡復雜化主要體現在多網共存,5G大規模天線陣列密集組網時波束控制和參數配置復雜度相比4G提升了一個數量級。而SDNNFV、云化部署更是顛覆運營商運維團隊熟悉的傳統網絡運維模式。業務多樣化主要體現在5G將滲透到工業制造、農業生產、智慧家居、遠程醫療、自動駕駛等垂直行業。體驗個性化主要體現在5G要為特定的行業或用戶提供定制化、差異化的服務,構建涵蓋用戶全業務流程、全業務場景的網絡接入數據分析和應用服務,并負責定制化切片全生命周期的管理和持續優化。以上三方面的挑戰迫切需要引入AI技術來提升運維效率。

              以機器學習、深度學習為代表的AI技術可以廣泛用于網絡告警、故障根因分析、網絡覆蓋、性能優化、網絡容量預測、精準網絡建設、網絡級的能耗管理、云化網絡資源動態調度、智能網絡切片等領域,從而提升網絡運維效率,降低網絡運維成本。從AI應用的維度來看,可大致分為智能站點設備、智能運營維護、智能邊緣云引擎、智能網規網優等。

              盡管運營商在5G網絡部署和運營過程中會面臨各種挑戰,但是5G網絡的靈活切片能力和對垂直行業數字化、智能化改造的強大潛力也讓運營商對5G時代的網絡盈利能力滿懷信心。中興通訊愿與運營商深度合作,共同化解5G時代網絡部署和運維的難題,攜手共創美好的未來!

                 來源:C114通信網

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