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  • 5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    眼前,5G寺里覆盖面临许多挑战,本文从频谱、本、资产、网络等维度,剖析5G寺里网络部署面临的四大挑战,分析5G寺里网络演进的带动力。

    笔者:张欣旺 王东 邓伟 丁海煜 来源:打电话世界网| 2020-03-24 15:41

    4G建堤初期,寺里覆盖网络主要以现代化源DAS提案为主,他具备频段扩展性强、建堤成本低等优势,但是其大一部分为单路系统,网络容量偏低,且不具备可视化运维和室内定位能力。为了满足包括交通枢纽、体育馆、会展中心等高容量场景需求,4G建堤中期引入了分布式皮基站,他网络容量高,且具备可视化运维和室内定位能力,但是其建网成本偏高。为了降低网络成本,4G建堤后期引入了扩展型皮基站和总体皮基站,他网络容量和建网成本适中。4G日月室内覆盖主要方案如表1所示,每个方案都有其租用场景及各自特点。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    5G寺里覆盖面临的四大挑战

    眼前,5G寺里覆盖面临许多挑战,本文从频谱、本、资产、网络等维度,剖析5G寺里网络部署面临的四大挑战,分析5G寺里网络演进的带动力。

    一是频率选择。以中国移动为例,中华移动5G频段包括2.6GHz和4.9GHz。如果室内和海外均采取2.6GHz频段,在党内浅层区域存在同频干扰问题,导致网络性能下降。如果室内采用4.9GHz频段,虽然同频干扰问题不存在了,但4.9GHz相比之下2.6GHz的链路损耗增大6-10dB。故此,中华移动在频段选择上面临着2.6GHz同频干扰,4.9GHz损耗较高的挑战。

    二是设备成本激增。相比之下于4G室分设备而言,5G装备在办事频段、载波带宽、通道数量和发射功率方面均有大幅提升。如表2所示,上班频段从2.3GHz提升至2.6GHz;载波带宽从20MHz提升至100MHz,双载波模式下总带宽达160MHz;分布式皮基站的大道数下2通道提升至4通道,推而广之型皮基站依然是2通道;产业化源室分之单方面通道发射功率从20W提升至100W~160W(双载波),有源室分之单方面通道发射功率从0.125W提升至0.25W~0.4W(双载波)。概括考虑上述4个地方的要素,在5G室分建网初期,装备成本将会较大幅度提高。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    三是资产成熟度有待提升。5G产业化源室分系统需要大功率两通道RRU装备,脚下单方面通道160W功率放大器和收发开关器件产业尚不成熟。虽然有的厂家推出了利用多拼功率放大器和级联收发开关实现方案,但是其性质及功耗均有待进一步提升。白盒小站是5G有源室分之技艺进步趋向之一,脚下产业界以X86 CPU+FPGA贯彻方案为主,生活着功耗过大,本较高问题。虽然有的芯片厂家计划推动ASIC(专用集成电路)提案,以降低设备功耗及实现资产,但是研发进度需要进一步加快。

    四是室内专网存在差异化需求。大多数垂直行业应用发生在党内空气,对于室内专网将提出差异化需求,包括低时延、高上行、高可靠及室内定位等,对于室分设备、网络优化、组网方式等都提出了崭新要求。另外,寺里公网与室内专网的三结合方式,2.6GHz和4.9GHz采用政策等问题尚需深入研究。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设

    5G寺里场景根据使用量需求可以划分为覆盖场景、感受场景和总量场景,三类场景对应着不同之切实可行要求。如图1所示,覆盖场景对于网络速率/增量需求低,可接收CAPEX和OPEX值低,5G室分网络以1T1R基本;感受场景对于网络速率/增量需求适中,可接收CAPEX和OPEX值适中,5G室分网络以2T2R基本;增量场景对于网络速率/增量需求高,可接收CAPEX和OPEX值高,5G室分网络以4T4R基本。三类室内场景均要求具备可视化运维、寺里定位、弱覆盖分析、配图量分析、轻而易举扩展和机动性扩容等主导能力。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀1:5G寺里覆盖网络差异化场景及需求分析

    5G产业化源室分覆盖方案

    出于媒体化源室分覆盖方案在2G、3G和4G日月被广大采用,运营商拥有规模巨大的智能化源室分网络资源。据不完整统计,中华移动现网中含量无源室分天线约1京面,利旧现有基础设施是运营商建设5G网络的迅猛手段,仅需在产业化源室分系统信源处增加5G NR信源即可,振兴资金和振兴周期最低。根据调研数据,运营商现网中无源室分网络最早可以追溯到2005年,在网运行已达15年。一边说明无源室分系统具备长期稳定工作及后续演进能力,一边说明大部分无源室分系统已经超期服役。对于不支持2.6G NR的智能化源室分站点,可以通过室分整改替换部分无源器件和室分天线。对于确有高流量需求之定居点,可以新建更高容量的室分系统。

    对于新建场景和具备升级改造条件的利旧场景,可以行使5G产业化源室分覆盖方案,如图2所示。外貌较于传统无源室分而言,新方案重点解决了无源室分长期生活的故障不可监控问题,同时提供室内定位能力,保留了低成本、低功耗、轻而易举扩展等优势。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀2:5G产业化源室分覆盖方案

    5G有源室分覆盖方案

    5G有源室分覆盖方案与4G提案基本保持一致,如图3所示,由三级结构重组,包括BBU、Hub和RF Unit。副BBU计划方案角度划分,有源室分可以分为基于X86 CPU架构的壮大型皮基站和基于ASIC架构的分布式皮基站。副RF Unit支持模式角度划分,有源室分可以划分为5G单模设备和2G/4G/5G多模设备。有源室分覆盖方案优势在于具备弹性扩容能力,满足以高效园区和会展中心为代表的网络容量需求大或潮汐效应明显的党内覆盖场景需求,并且具备精细化人流量分析能力。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀3:5G有源室分覆盖方案

    5G融合组网覆盖方案

    5G融合组网覆盖方案结合了无源室分之低成本、低功耗、轻而易举扩展等优势,和有源室分弹性扩容能力优势,同时还可以提供人流量分析、弱覆盖分析、寺里定位和可视化运维能力。着重世融合组网覆盖方案如图4的左图所示,4通道分布式皮基站作为信源,他出口射频信号经过4功分器后两两合并,再分别接入8其次双极化天线,可提供下行双流速率体验能力。其次世融合组网覆盖方案如图4的朔图所示,4通道分布式皮基站作为信源,他出口射频信号经过蓝牙网关内置功分器后实现四行程合一路,再通过四合一集束1/6线缆外接8其次4T4R有源室分天线,可提供下行四流速率体验能力。

    5G融合组网覆盖方案具备三大优势。

  • 一是安装便利,出于采取外拉无源室分天线,面基站作为信源无需外置于天花板外,他安装位置选择更加灵活,可降低安装成本和美化成本。
  • 二是灵活演进,顶通信制式更迭或者频谱变更时,融合室分方案仅需要更换少量之面基站,功分器、室分天线、射频馈线均可以复用,迭代和变异的灵活性更高。
  • 三是兴建共享,在为多师运营商客户提供通信服务时,融合室分方案只要求在信源处安装各家设备,穿过合路器、功分器和室分天线即可实现共建共享的对象。
  • 5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀4:5G融合组网覆盖方案

    三种室分覆盖方案对比分析

    根据上面的剖析,三种室分覆盖方案综合对比结果如图5所示。其中无源室分覆盖方案在CAPEX、OPEX、轻而易举扩展方面优势显著,有源室分覆盖方案在eMBB、服务性扩容和总量分析方面优势显著,融合组网覆盖方案之各个指标均位于无源和有源室分覆盖方案中间,概括优势显著。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀5:三种覆盖方案对比分析

    5G寺里覆盖网络需智能化演进

    5G日月,运营商业务对象从ToC基本转向ToC和ToB并重。在探索全新商业模式过程中,运营商需要聚焦于自己的骨干优势资源。

    根据国际运营商转型的成功经验,全新业务领域具备以下4个性状:一是该领域业务已经形成了现代化需求,覆盖用户数众多,可以发挥运营商的产品化优势;二是该领域业务需求一定的成本投入,可以发挥运营商已部分重资产优势;三是该领域业务需求将线上和线下相结合,可以发挥运营商的实体渠道优势;四是该领域业务需求“高信誉度”,可以发挥运营商的优良社会认知度。

    运营商拥有规模巨大的党内覆盖网络,基于该网络优势更容易探索出全新的货币化业务领域。但是,现有室分网路末端节点仅仅具备移动通信能力,无法支撑运营商拓展全新的货币化业务领域。然后将分别介绍两种室分网路末端节点的货币化演进思路:AaaS和Smart Box。

    无形化演进思路一:AaaS

    AaaS(Antenna as a Service:电网即服务)是一种室内通信网络全新概念,名将定位网、物联网和通信网深度融合,形成室分故障监控、寺里弱覆盖分析、寺里精准定位、精准营销和物联信息采集五大核心能力。

    基于AaaS平台的党内定位方案如图6所示,蓝牙定位信标与现代化源室分天线实现整体集成,蓝牙信标发射的一定参考信号耦合到室分天线振子内并发射出去。蓝牙网关接入到院里通信网络中,一边通过功分器/耦合器为室分天线内部集成的蓝牙信标供电,一边时刻监控蓝牙信标的工作状态。蓝牙信标通过不断发送携带自身MAC地点的广播信息给终端实现精准定位服务,为了避免该广播信息被盗用,蓝牙网关会定期修改室分天线内部蓝牙信标的MAC地点。

    基于AaaS平台的物联采集方案如图7所示,寺里传感器将采集到的消息(例如:温湿度值、烟雾报警)以广播包形式对外发送,产业化源室分天线内置蓝牙信标接收到周围蓝牙传感器发送的广播包信息,并将他通过功分器/耦合器回传至蓝牙网关,蓝牙网关将包含传感器数据的消息传输至云平台进行数据分析,末了呈现出每个传感器检测到的各个室内空气信息。

    基于AaaS平台,前途还可以在有源室分末端的面基站内部集成无线充电模块,消灭现有无线充电技术距离短的题材,还可以集成可见光通信模块,提升运营商网络通信服务速率。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀 6:基于AaaS平台的党内定位方案

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀 7:基于AaaS平台的物联采集方案

    无形化演进思路二:Smart Box

    Smart Box是面向“数字孪生城市”的党内通信网络全新概念。“数字孪生城市”表现智慧城市概念的新思路,意在将真正物理城市之全量数据进行动态连续映射到虚拟模型中,故而提供全新的区域性管理模式,进而催生诸如城市智慧工业、都市规划仿真等新的技术利用。

    官方国信通院发布之《数字孪生城市研究报告(必发娱乐手机版)》蓝皮书中提出了数字孪生城市三横两纵的完全架构,“三横”包括新型基础设施、智能运行中枢、聪慧应用体系,“两纵”包括城市安全防线、专业规范,在智慧城市之基础上对艺术覆盖范围和超级应用提出了更高要求。寺里空气是信息交换最为频繁之面貌,前途势必有更多的观感设备应用于室内空气。蜂窝网、局域网、短距通信等多种通信制式共存,造成信息采集的强度和财力大幅增长。Smart Box表现新型基础设施的要害环节之一,意在贯彻室内3GPP和非3GPP协和数据的全量采集功能。

    Smart Box的过渡关系如图8所示,与4G/5G等3GPP协和数据一样,Smart Box名将外部智能设备的数据采集至运营商的室分系统,该数据通过BBU、核心网传输至各自业务平台进行拍卖。Smart Box则通过POE接口对外部智能设备进行直流供电和平均数配置。Smart Box可以接入包括蓝牙信标、摄像头、ZigBee探测器、UWB基站在内的多种通信制式设备,具有灵活的扩展性。

    Smart Box一边帮助运营商有效地拓展了室内数据采集范畴,一边也解决了非3GPP协和设备在利用过程中生存的3个痛点。

    在物业施工方面,运营商具备多年施工建设和物业协调经验,且Smart Box和外部智能设备可以跟皮基站一同进场施工安装,节约了智能设备的施工成本。

    在设备供电方面,绝大多数非3GPP协和的本能设备采用电池供电或POE供电,前者会限制续航能力,后者需要单独部署较长的网线。Smart Box穿过POE接口可以为外部智能设备提供稳定的直拍供电能力。

    在数量回传方面,Smart Box为接入设备提供统一的IP数量回传通道,依托于5G网络的传导资源优势,可以提供稳定可靠的高数据量传输能力。

    5G寺里覆盖网络需精细化建设,无形化演进

    希冀 8:Smart Box平台

    5G寺里覆盖面临着工作频段升高、装备成本激增、产业链成熟度不足和需要差异化等系列挑战,要求根据覆盖、增量、本等需要进行精细化建设,同时推动系列化产品研制以及低成本融合室分应用。为了拓展室内全新业务领域,运营商需要依赖室分网络资源优势开展智能化技术演进,再接再厉打造包括AaaS和Smart Box在内的党内新型基础设施。

    关于作者:

    中华移动通信有限公司研究院:张欣旺 王东 邓伟 丁海煜

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    【义务编辑: 未丽燕 TEL:(010)68476606】

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