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电信运营商助推5G小基站发展

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时间:2020-03-04


小基站身材虽“小”,但作用“大”。由于5G商用网络刚刚开始部署,宏基站建设还在紧锣密鼓地进行中,实现“吸热”和“补盲”作用的小基站还未来得及大展身手。但可以预料的是,在5G时代,小基站的需求量将大幅增加。

小基站的发展不仅能够顺应5G“东风”,还可乘上O-RAN这辆“快车”。5G时代,RAN侧的开放渐成行业共识。中国联通也十分重视O-RAN的发展。2019年11月9日,中国移动、中国电信、中国联通携手成立开放无线网络测试与集成中心(OTIC)。中国联通副总经理范云军表示,O-RAN将IT产业新技术应用于无线接入网,其意义在于帮助运营商构建开放、敏捷、智能、灵活的端到端网络,通过高效快速的产品创新,满足新时期客户广泛的数字化应用需求。如今,在各方的努力下,O-RAN在小基站领域的应用正在逐步取得成果。

一场“从室内走向室外”,或者“室内和室外并行”的基站建设方式正在开启,小基站正迎来春天。

什么是小基站(Small Cell)?

小基站,即Small Cell,到底如何定义?我们参考一些厂商和行业论坛对Small Cell的定义:

•Small Cells包含的范围广、技术多,但有一点可以确定——它不是一个典型的宏基站。部署小基站是为了解决小范围内的网络容量问题,比如热点和重要场所。

•凡是无需通信铁塔的,它们都是Small Cells,因此它们可以是WiFi路由器、室分系统、Femtocell、Metrocell、Microcell、RRU等。

•Small Cells是由运营商提供的低功耗无线接入点的总称,它们可以工作于授权频谱,也可以是工作于运营商级的非授权频谱的WiFi接入点。Small Cell通常的覆盖范围为10米到几百米,其类型包括femtocells、picocells和microcells。

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本文对Small Cell的定义如下:

①小巧的外形

②完整的基站(整个系统包含BBU + RRU +可选路由设备)

③低功耗

④采用可工作于授权频谱和非授权频谱的蜂窝移动通信技术,不包括WiFi等非蜂窝技术,除非与LTE融合接入。

⑤包含室内和室外部署

Small Cells的主要特点如下:

①部署简单。Femtocells可由用户自行安装部署,其他Small Cells可由专业工程人员部署,但比宏站部署要简单很多。

②目标是具备自优化、自配置、自干扰管理的能力。

③若部署于城市和密集区域,需与宏基站同步。

④具备灵活的回传能力。

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Small Cells的类型:

①FemtoCell

部署于家庭和企业环境的无线接入点,典型的发射功率为100mW,覆盖范围50米,可同时服务用户数8(家庭)到16(企业)人,采用家用现有的网线或光纤回传。

②Picocel和室内Metrocell

部署于室内,典型的发射功率为250mW,覆盖范围250米,可同时服务用户数32到64人。

③Microcell和室外Metrocell

部署于室外,典型的发射功率为2到5W,站高8-10米,覆盖范围500米,可同时服务用户数32到200人,通常安装在城市路灯、建筑物上,回传方式采用光纤、微波、Mesh组网等。

④Meadowcell

5G滤波器陶瓷雕铣机

5G滤波器陶瓷雕铣机

指部署于偏远乡村的室外小基站,典型的发射功率为5到40W,站高5-15米,覆盖范围1到10公里,可同时服务用户数32到64人,通常部署在居民楼顶。

基于“开放平台”的5G小基站将迎来发展机遇

以往的通信网络建设均是先解决信号有无的问题,或是先关注室外是否连续覆盖的问题,而5G时代,由于大部分业务发生在室内场景,室内的信号覆盖成为业界关注的焦点。

而根据目前中国联通外场测试的数据,C-Band对于室内只能进行穿透一层墙体的浅层覆盖,其室内的深度覆盖远远满足不了5G体验的覆盖要求。室内场景的5G室分网络和室外5G网络同步部署,才能够保障移动用户室内外体验的一致性。

随着2020年5G网络建设的持续推进和5G终端的大量上市,用户对于5G网络的诉求将逐渐提升。5G小基站可以满足大部分5G业务的室内场景需求,2021―2022年,在市场需求的驱动下,5G小基站将实现大规模爆发。

C-Band室外覆盖室内能力减弱,5G室内覆盖将更多依靠室内产品。随着5G网络建设的推进,行业边界不断拓展,新型的个人和行业业务需求驱动室内网络向宽带化和低时延演进,数字化室内网络产品部署规模将明显提升。但多样化室内场景有多样化网络需求,不同产品形态对应不同室内场景,形成差异化部署。

部署高价值、高流量大型场景以一体化微RRU设备为主;容量需求适中的中小场景以扩展型微基站为主;容量需求低的小微场景以数字微分布设备产品为主。随着5G网络的演进,运营商将会对低频重耕,对仅需覆盖的场景利用原有的DAS系统,降低部署成本。因此扩展型微基站的部署场景将进一步被压缩。

O-RAN产业发展进度需加快

2020―2021年是5G的大规模部署时期,在此期间,室内大部分场景将部署完成。目前扩展型微基站的产业链将在2020年具备规模部署条件,可以赶上5G规模部署的时间,但其应用规模存在不确定性。而O-RAN目前还未形成统一的标准,等真正的白盒产品落地后,或将错过5G的规模部署时间,因此需要加快O-RAN产业的发展进度。

当前5G小基站大多用在通用处理器平台行业应用场景中,使得5G小基站可以更加灵活地实现容量的按需部署、合理利旧已有硬件资源、快速融合MEC及相关应用。5G小基站将会使得网络建设更加方便、快捷、灵活。因此,面对千行百业的5G需求,基于“开放平台”的5G小基站将会有很好的发展机遇。

近两年,国外OpenRAN的快速发展,将对国内O-RAN的发展态势带来一定的影响。但国外OpenRAN也处于一定的探索阶段,其思路可借鉴,其教训需要引起注意。比如,基于开放平台的软硬件解耦路径将会使得网络更加灵活,但在接口不足够开放/标准化的情况下,引入多厂家集成模式也会带来一定的集成负担。但总的来说,让网络建设的市场更加开放,构建更加健康的生态体系是业界的共识。

垂直行业需求与小基站发展相辅相成

5G时代,室内覆盖效率亟需提升,网络建设成本高、功耗大,垂直行业需求碎片化、复杂化,很难用统一的网络部署方式满足所有差异化的客户需求。因此在O-RAN小基站设计时,需要考虑通过丰富的细分场景化方案,实现精细化建网,达成最佳的网络性价比。同时,接入网的开放已成必然趋势,开放有助于引入更多的技术创新,提高联合创新能力,降低产业成本。

小基站具备灵活、敏捷、开放的优势,更容易满足场景化的建网需求,同时支持软硬件解耦、集成移动边缘计算、基站基础能力开放、接口开放、融合泛在物联,更容易与垂直行业深度融合,可以更加经济、快速地适配场景和需求,将是5G时代重要的网络建设产品解决方案。正因为小基站匹配了垂直行业的市场需求,因此可以预见,垂直行业的蓬勃发展也将为小基站带来更多全新的市场空间,为其爆发带来机遇。

尽管5G网络将会更多地服务于垂直行业应用,但目前由于5G网络需要运行在运营商的授权频谱上,数据需要进入运营商的核心网,因此行业客户更加关注的数据安全性/私密性如何保证、运营商/行业客户/设备商三者的商业模式如何建立等问题。而这些问题尚未形成清晰的共识,对于5G赋能垂直行业的实际落地和推广可能会产生一定的阻碍。

总体来看,5G网络切片可以满足大部分行业客户的应用和安全需求,而对于部分对安全性要求高的客户,可以采取自建核心网租用运营商基站的形式,从而大幅度降低网络成本,保证网络安全。

中国联通全面推动小基站产业发展

中国联通一直致力于低成本的小基站研发以及推进。在2019世界移动大会-上海期间,中国联通携手24家合作伙伴共同成立了“中国联通5G数字化室分创新发展联盟”(以下简称联盟)。

联盟以“求同存异,合作共赢”为主题方向,共同推动5G数字化室分产业生态范围扩大,推动数字化室分产品的开发和应用推广。联盟成立之后,中国联通一直积极推动数字化室分产业链发展。2019年7月,中国联通召开“5G数字化室分创新发展联盟第一次技术研讨会(扩展型微基站)”,邀请联盟内的合作伙伴共同对扩展型微基站的合作、发展等多项议题进行研讨。期间,中国联通介绍了5G扩展型微基站产品规划、能力、路标及后续推进计划,发布了扩展型微基站的产品技术要求。2019年7月19日,中国联通携手京信通信,在中国联通通信技术实验室率先完成3.5GHz频段5G扩展型微基站与商用终端的业务测试。同时,在2019中国国际信息通信展览会上,中国联通向首批完成5G扩展型微基站原型机开发与实验室基本业务验证的京信通信系统(中国)有限公司、新华三技术有限公司、富华科精密工业(深圳)有限公司等三家企业颁发了证书。

O-RAN小基站大规模协同组网将给运维带来挑战

由于扩展型微基站厂家众多,实力参差不齐,运营商引入后将会给运维带来一系列问题。小基站厂家网管未统一,设备无法做到可管可控,可通过制定统一的网管南向接口、北向接口,统一南向数据模型,使得一套网管管辖不同小站厂家的小基站。除此之外,小基站与主设备厂家的室内外协同问题也将给运维带来挑战。

另外,O-RAN最大的特点是软硬件解耦、硬件白盒化,同一个基站将包括不同厂家的软件和硬件,O-RAN小基站入网后,运维的责任划分将是一个不可忽视的问题。基站出现故障后,或将出现不同厂家互相推卸责任的问题,延长问题处理的时间,增加OPEX。同时,扩展型微基站和O-RAN小基站都是基于通用平台的,其功耗比基于ASIC芯片的功耗要高很多,也相应地增加了OPEX。这给设备运维带来不小的挑战,运营商还需做好准备,积极应对。

5G基站内需要很多的陶瓷介绍滤波器,滤波器的加工过程中会采用CNC,了解滤波器专用cnc,可以点击“滤波器陶瓷雕铣机”查看。

本文转自“滤波器”公众号,仅供学习参考。



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