飛象網(wǎng)訊 無處不在的4G移動寬帶和海量的應用已經(jīng)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(wǎng)絡切片滲透到網(wǎng)絡社會的各個角落，成為垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的利器和未來萬物互聯(lián)數(shù)字社會的基石。
隨著5G組網(wǎng)標準的如期凍結(jié)、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(fā)進展的加速，2019年將成為5G正式商用的元年�，F(xiàn)階段，移動運營商關注的焦點也從5G設備的測試驗證轉(zhuǎn)向更為實際的網(wǎng)絡部署，比如網(wǎng)絡架構如何選擇、站點方案如何準備、傳輸網(wǎng)絡如何升級、運維效率如何提升等。本文將結(jié)合5G網(wǎng)絡部署面臨的關鍵挑戰(zhàn)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(yè)務KPI、建網(wǎng)投資三大因素選擇網(wǎng)絡架構
5G網(wǎng)絡支持獨立組網(wǎng)SA和非獨立組網(wǎng)NSA兩種架構。NSA在架構成熟度方面有3個月左右的先發(fā)優(yōu)勢，但僅適用于eMBB業(yè)務，并且非獨立組網(wǎng)還涉及與4G的復雜耦合; SA是終極的建網(wǎng)模式，在新業(yè)務支持、覆蓋、性能、組網(wǎng)靈活度、終端能耗等方面均有明顯優(yōu)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(fā)路標來看，2019年發(fā)布的終端芯片將同時支持NSA和SA，因而對大多數(shù)2019年才啟動5G網(wǎng)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(guī)模商用的制約因素。
鑒于SA架構在多方面的明顯優(yōu)勢，假如5G覆蓋連續(xù)，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(yè)務需求因素，5G基站的覆蓋能力和運營商的5G建網(wǎng)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(shù)和發(fā)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(huán)境的復雜度，以及5G業(yè)務的KPI指標訴求，尤其是小區(qū)邊緣的接入速率要求。而小區(qū)邊緣的最低接入速率要求需要統(tǒng)籌考慮5G業(yè)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(wǎng)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?shù)倪B續(xù)覆蓋水平，因而用作移動接入業(yè)務模式時，只能依托連續(xù)覆蓋的4G網(wǎng)絡，作為熱點區(qū)域的超高速率業(yè)務的容量補充，在網(wǎng)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(qū)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(qū)建設連續(xù)覆蓋5G網(wǎng)絡的投資實力，則根據(jù)中興通訊外場測試的數(shù)據(jù)，對站間距在400米以下的密集城區(qū)場景，完全可以通過4G與5G共站部署的方式使5G達到連續(xù)覆蓋的能力; 對站間距在400米以上的區(qū)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(jīng)濟的建網(wǎng)模式。
當然，如果運營商5G建設初期網(wǎng)絡投資非常有限，只能在4G網(wǎng)絡熱點部署少量的5G基站，且業(yè)務模式主要是增強的移動寬帶接入，無疑選擇NSA建網(wǎng)模式更為經(jīng)濟實用。
假如運營商對5G網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)重耕為5G新空口，建網(wǎng)模式依然是5G獨立組網(wǎng)。
行業(yè)領先企業(yè)的率先實踐為5G SA的發(fā)展提供助力，中國移動牽頭發(fā)起的5G SA（獨立組網(wǎng)）起航行動、發(fā)布的《5G SA核心網(wǎng)實現(xiàn)優(yōu)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(chǎn)業(yè)鏈的成熟及其在全球的規(guī)模商用進程。
現(xiàn)網(wǎng)如何引入5G？多頻段天面整合+多模融合的站點方案
網(wǎng)絡架構之外，如何在通信設備密布的現(xiàn)網(wǎng)站點引入5G也是運營商面臨的一個重大挑戰(zhàn)。
現(xiàn)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(jīng)成為大多數(shù)移動運營商的常態(tài)，部分站點多家運營商共享鐵塔等基礎設施的現(xiàn)象也普遍存在。因此，多數(shù)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(xiàn)網(wǎng)每個扇區(qū)的多面天線和多個RRU設備進行合理的整合和優(yōu)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(qū)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(wǎng)絡。從而在不新建站點的情況下實現(xiàn)5G網(wǎng)絡設備的部署，并降低多網(wǎng)共存場景下的運維成本。
5G AAU設備的選型方面，經(jīng)過商用網(wǎng)絡外場的測試驗證，中興通訊推薦在密集城區(qū)采用64T64R AAU追求至高的性能，一般城區(qū)和郊區(qū)使用16T16R AAU兼顧網(wǎng)絡覆蓋與建網(wǎng)成本。64T64R AAU獨立收發(fā)通道數(shù)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(huán)境復雜的密集城區(qū)也可實現(xiàn)3.5G NR和現(xiàn)網(wǎng)1.8GHz 2T2R LTE共站同覆蓋，從而降低5G網(wǎng)絡的部署難度和成本。針對一般城區(qū)和郊區(qū)場景，數(shù)據(jù)用戶數(shù)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(xiàn)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(wǎng)外，還可在現(xiàn)網(wǎng)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(yè)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(wǎng)絡運維挑戰(zhàn)？引入AI提升多網(wǎng)共存的運維效率
5G時代，運營商將面臨網(wǎng)絡復雜化、業(yè)務多樣化、體驗個性化的挑戰(zhàn)。
網(wǎng)絡復雜化主要體現(xiàn)在多網(wǎng)共存，5G大規(guī)模天線陣列密集組網(wǎng)時波束控制和參數(shù)配置復雜度相比4G提升了一個數(shù)量級。而SDN、NFV、云化部署更是顛覆運營商運維團隊熟悉的傳統(tǒng)網(wǎng)絡運維模式。業(yè)務多樣化主要體現(xiàn)在5G將滲透到工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智慧家居、遠程醫(yī)療、自動駕駛等垂直行業(yè)。體驗個性化主要體現(xiàn)在5G要為特定的行業(yè)或用戶提供定制化、差異化的服務，構建涵蓋用戶全業(yè)務流程、全業(yè)務場景的網(wǎng)絡接入數(shù)據(jù)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(xù)優(yōu)化。以上三方面的挑戰(zhàn)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(wǎng)絡告警、故障根因分析、網(wǎng)絡覆蓋、性能優(yōu)化、網(wǎng)絡容量預測、精準網(wǎng)絡建設、網(wǎng)絡級的能耗管理、云化網(wǎng)絡資源動態(tài)調(diào)度、智能網(wǎng)絡切片等領域，從而提升網(wǎng)絡運維效率，降低網(wǎng)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(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)等。
盡管運營商在5G網(wǎng)絡部署和運營過程中會面臨各種挑戰(zhàn)，但是5G網(wǎng)絡的靈活切片能力和對垂直行業(yè)數(shù)字化、智能化改造的強大潛力也讓運營商對5G時代的網(wǎng)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(wǎng)絡部署和運維的難題，攜手共創(chuàng)美好的未來！
