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第一个5G标准对网络部署有啥影响?

2017年12月27日 08:26  网优雇佣军  

几天前,我们迎来了第一个全球5G标准,5G梦想终于照进现实,整个通信业一片欢腾。


第一个5G标准将如何影响网络部署?我们今天来简单探讨一下这个话题。


基站部署更容易


第一个5G标准完成了 NSA(非独立部署) 5G NR相关技术规范,主要针对增强型移动宽带场景。所谓NSA,就是4G基站和5G基站共同沿用4G核心网,控制面信令走4G通道,即以双连接的方式在现有4G LTE网络上新增5G NR(新无线)。



这就意味着5G基站(gNB)与现有的4G基站(eNB)共站部署,提供重叠覆盖。当然,也可通过“拉远”的方式提供非重叠覆盖,将5G NR用于解决室内或热点覆盖。


不管怎样,都是依靠现有的4G基站为“主站”来进行部署。


第一个5G标准也完成了5G NR的物理层规范,新增的5G NR物理层技术与LTE并不相同,比如定义了新的波形f-OFDM、灵活的帧结构、更高阶的调制技术、采用LDPC码和Polar码信道编码等。


不同的物理层技术会在现有4G站点上新增5G 基站主设备吗?


我们估计,由于这些技术部分由基带单元(DU)来处理,或者独立于RF硬件来处理,因此,或将在现有的基带单元上新增或更换硬件,以及通过软件升级的方式升级到5G系统。


剩下的就主要是在铁塔上新增RRU和天线,由于5G NR采用Massive MIMO技术,有源天线一体化、RRU集成化,让5G部署更加方便。



不过,Massive MIMO天线将多个天线单元、功放、锁相环、低噪声放大器和滤波器等挤压在一定的空间里,还要考虑功耗、散热和小型化、美观化等,部署成本并不低,其价格远远超过目前的4G LTE 4通道或8通道天线。



当然,相信未来随着Massive MIMO规模商用,成本会进一步降低。


光模块厂家笑了


由于速率提升,5G部署需对光传送网进行升级。


相对于4G LTE接入网的BBU和RRU两级构架,5G RAN将演进为CU、DU 和 AAU三级结构。



CU:原BBU的非实时部分将分割出来,重新定义为CU(Centralized Unit,集中单元),负责处理非实时协议和服务。


AAU:BBU的部分物理层处理功能与原RRU合并为AAU (Active Antenna Unit,有源天线处理单元)。


DU:BBU的剩余功能重新定义为DU(Distribute Unit,分布单元),负责处理物理层协议和实时服务。


这样,RAN分离后,承载网也就分成了三个部分:前传、中传和回传。



前传(Fronthaul):AAU和DU之间。


中传(Middlehaul):DU和CU之间。


回传(Backhaul):CU 以上。


估计早期5G部署与4G类似,只有前传和回传,如上图(b)。


对于前传部分,光模块连接DU和AAU,5G更宽的频率带宽和Massive MIMO技术,意味着CPRI接口传输速率更高,目前4G基站设备的6G/10G光模块无法满足需求,将升级到25G/40G/100G,比如,现阶段的4G Massive MIMO,根据不同厂家的产品,或者采用100G,或者2个40G,或者4个25G光模块。


考虑早期的5G部署可能采用3.5GHz中频段,由于3.5GHz频段更高,单站覆盖范围更小,估计要达到与4G相当的覆盖规模,需要的5G基站数量至少是4G的1.5-2倍。据机构预测,在5G接入网中,85%是前传光模块,15%是回传光模块。因此,5G部署对基站前传光模块的需求上,或将出现价量齐升的现象。


回传也将升级。参考中国电信发布的《5G时代光传送网技术白皮书》,下表为典型的5G单个S111基站的带宽需求估算:

以一个大型城域网为例,5G基站数量12000个,带宽收敛比取 6:1。核心层的带宽需求在初期就将超 6T,成熟期将超过17T。因此,在5G传送承载网的接入、汇聚层需要引入 25G /50G速率接口,而核心层则需要引入100G及以上速率的接口。


 手机更新速度总是很快


终端是无线网络中的重要组成部分,只有终端产业链成熟才能推动5G发展。


首先,第一个5G NR标准发布,意味着手机芯片厂家也可根据这个标准开发芯片,但由于LTE和5G NR的底层技术并不相同,需要新增5G芯片,手机才能支持5G,也就是说,用户需要换手机,同时,由于采用LTE与5G NR双连接的方式,手机还得同时理解LTE 和 5G NR的信令。


其次,对于5G终端,需要提升发射功率,以提升上行覆盖。


在基站侧可以更灵活的增大发射功率(120W),基站覆盖范围的短板主要在上行覆盖(手机对基站),为了尽可能补齐短板,手机终端的发射功率可能会提高一倍,达到26dBm。


此外,为了更好的支持Massive MIMO技术,终端将支持4或8接收天线、支持上行波束赋形等,以增强上行单用户速率和覆盖。


之前媒体报道称,华为和高通均宣布将于2019年推出5G芯片,并同步推出5G商用手机。


就在昨天,外媒报道称,苹果也在跟进了,正准备打造第一款支持5G的iPhone原型设计。如果真是这样,看来苹果在5G上也急了,因为每一款新iPhone总是不支持最新的基带芯片,他们总是慢一拍,似乎要等到市场熟透了再杀入。


如果苹果、华为、三星等厂家均在2019年推出支持5G的手机,大概算一下,估计到2020年,全球7.5亿的5G用户就有zhi'wang。


手机更新速度总是很快,相对来说,部署5G网络总是一个缓慢的过程。不过,它已经来了,当我们正在讨论LTE-A时,5G已经跨了一大步,向我们走来。

编 辑:章芳
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