5G牌照的发放将促进全国5G网络规划快速落地

2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通以及中国广电等4家公司发布了5g商用牌照。2019年5g规模建设正式拉开帷幕,2020年5g有望进入大规模建设期。5g牌照的发放注定了2019年是5g商用建设元年,它带来的不仅是手机通信的变革,更会推动人类社会与生活全方面的发展进步。预计5g网络要达到广覆盖至少还需要2~3年,至于5g用户的发展数量,有厂家预计5g用户数达到5亿只需要3年。
5g牌照发放加速运营商5g网络提前部署
5g发牌后,中国移动第一时间表态,将加快5g网络部署,打造全球规模最大的5g精品网络,大力推进“5g+”计划。话音刚落,在5g牌照发放后的第一轮5g采购计划中,中国移动充当了急先锋,短短几天接连下了3笔5g订单,采购范围包括核心网、无线工程和终端,全面加快5g网络部署。中国移动技术部总经理王晓云表示,今年中国移动将在40个城市实现5g覆盖,将陆续向公众放号。
获得5g牌照后,中国电信将继续践行“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,以高质量发展为目标开展5g网络建设,积极探索和推进5g网络共建共享,降低网络建设和运维成本,确保优质的网络质量和丰富的应用服务。中国电信将根据市场需求,在17个创新示范城市的基础上,将5g试验扩大至40多个城市和区域。
中国联通已在40个城市建设试验网络。获得5g牌照后,中国联通称将坚持高质量的网络建设发展之路,加快5g商用步伐,推进5g网络共建共享;持续深入推进互联网化运营,构建5g业务生态,开发5g特色服务,以实实在在的企业行动把相关工作落实到位,不断提高网络质量与服务水平,让亿万消费者共享5g发展成果。同时,中国联通将继续以市场和业务为导向,积极推进5g融合应用和创新发展,聚焦新媒体、工业互联网、物联网、车联网、教育、医疗等领域,为更多的垂直行业赋能,促进各行各业数字化、网络化、智能化发展。
牌照发放之后,广电业将利用这次契机建设一个高起点的现代传播网络,这个网络与其他运营商有所差别,广电的5g网络将是汇集广播电视、现代通信和物联网服务的一个高起点、高技术水平的5g网络,使广大的用户能够真正体会到现代超高清电视和物联网带来的智慧广电服务,甚至是社会化的智慧城市服务,能够使中国的技术产业服务助推5g全面发展。
虽然5g看起来只是通信技术的又一次演进,但人们对它的期待比以往任何一次技术都要强烈。
5g是划时代的网络巨变
1g采用频分多址(fdma),只能提供模拟语音业务;2g主要采用时分多址(tdma),可提供数字语音和低速数据业务;3g以码分多址(cdma)为技术特征,用户峰值速率达到2mbit/s~10mbit/s,可以支持多媒体数据业务;4g以正交频分多址(ofdma)技术为核心,用户峰值速率可达100mbit/s~1gbit/s,能够支持各种移动宽带数据业务。
5g需要具备比4g更高的性能,支持0.1~1gbit/s的用户体验速率,每平方公里一百万的连接数密度,毫秒级的端到端时延,每平方公里10tbit/s的流量密度,500km/h以上的移动性和10gbit/s的峰值速率。其中,用户体验速率、连接数密度和时延为5g最基本的3个性能指标。同时,5g还需要大幅提高网络部署和运营的效率,相比4g,5g频谱效率提升5~15倍,能效和成本效率提升百倍以上。因此,5g并不是在4g基础上的简单改变,5g打破了信息传输的空间限制,能够实现的应用场景不受想象力限制。用手机下载一部1g大小的电影只需要3秒,这种比4g快100倍的上网速度是5g“大宽带”特点的体现。
依靠更高速率、更大连接、更低时延的特性,5g不仅解决人与人的通信问题,而且能实现人与物、物与物的万物互联。在5g网络中,虚拟现实、增强现实、8k高清视频,以及无人驾驶、远程医疗、智能家居等,将真正走向成熟。人们相信,作为全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施,5g将推动传统行业转型、数字经济创新,成为未来十年乃至更长时间内的发展新引擎,更好地支撑和服务数字中国建设,促进经济社会发展。
5g网络规划策略
• 5g独立组网还是4g/5g网络规划协同
5g组网可支持sa和nsa两种方式,无论国内运营商最终采用何种网络架构,5g商用的步伐都不会放缓,建设和投资规模也不会缩水。但为了抢占5g先发市场,nsa或将成为部分运营商的先期建网选择(如图所示)。sa模式需要新建5g网络,包括新基站、回程链路以及核心网。nsa模式是指使用现有的4g基础设施进行5g网络的部署,基于nsa架构的5g载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过4g网络传输。运营商可根据业务需求确定升级站点和区域,不一定需要完整的连片覆盖,而是借助目前成熟的4g网络扩大5g覆盖范围。
由于手机终端发射功率有限,所以5g网络的覆盖范围主要受限于上行(即手机发送信号到基站),那么通过与4g联合组网的方式(nsa)可以实现5g单站覆盖范围的扩大,但由于nsa无需建设5g新核心网,且nsa需借助4g无线空口(nsa无线锚点在4g),现有的4g核心网架构和4g空口却不容易满足5g对于时延和传输可靠性的要求。
图 早期5g网络部署架构
• 5g网络覆盖优先级选择
在网络覆盖优先级选择上,建议分阶段分场景分业务逐步引入。5g无线网络覆盖按照城市核心区域和热点区域、一般市区、县城城区、农村的顺序依次引入,有利于化解投资风险,逐步满足不同层次的用户需求。
• 5g网络业务应用引入策略
在业务应用方面,主要依照mbb、话音和物联网及创新应用的顺序进行发展。第一步是分阶段分区域逐步引入5g覆盖,4g作为5g的延长和补充。同时在低频未发展到5g之前,4g要提供深层次的移动网络通信服务。第二步是在5g覆盖的初期,volte将作为全网统一的话音承载方式,而5g用户在5g网络覆盖不全面的情况下,仍能够享受话音服务,不会影响其正常的使用功能。当5g覆盖进入成熟阶段时,将全面提升5g用户的话音体验,享受高品质的话音服务。第三步,海量物联网场景将在很长一段时期内仍需nb-iot/emtc和其他技术进行承载,并与5g并存。直到与5g新技术和新架构进行有机结合,引入低时延、网络切片、mec等创新业务,为广大用户全面提供5g移动通信网络服务。
• 5g站点网络规划原则
5g工作频段更高,基站覆盖半径更小,用于覆盖的基站数量将更多、更密集,在网络规划和建设时更应注重与城市规划各场景和功能区域的深度匹配与结合。针对城市重大基础设施,5g网络规划应紧跟各地城市规划和重大基础设施建设步伐,应考虑远期需求,5g站址、配套设施要同步纳入城市规划,结合基础设施场景与风貌,与其他信息通信设施共建共享,使其功能完备,环境和谐。
对于新建住宅小区及商住楼,住宅小区及商住楼周边,5g基站将难以保证优质的网络覆盖质量,在4g网络建设时大量使用的小基站将广泛应用于5g网络中。小基站体积小、安装方便,可满足密集组网、快速建设等需求。开发商在楼宇建筑设计时应考虑预留5g小基站部署所需的管道、电力和设备承载设施,网络运营商共享资源,按需建设,既不破坏建筑原有风貌,又能实现5g网络优质覆盖。
同时,考虑到5g网络作为移动互联网和物联网的主要承载体,其发展地位逐渐提高,建议相关部门能够予以法律保护。针对城市街区、广场等,此类场景既要充分考虑到现有网络站址的利旧,又要考虑新建站址规划,新建站址的选址和协调一直以来都是网络规划与建设的瓶颈,而与城市规划协调同步,与社会公共资源的共建共享将是5g网络规划的重点。
此外,现网的室分器件并不支持5g nr新频段,无法利旧原有设备,需要新建部署。因此,估计5g时代的新建室分需求会上升。值得一提的是,向数字化室分演进将成为5g时代的一大趋势。
• 5g站址要多元化利用社会基础设施
5g是一个融合的时代,运营商要融合创新和商业模式转型,面向5g和万物互联时代,运营商也要走上多元化发展的道路。
5g无线接入网=c-ran无线构架+光纤+small cells。这是微站时代,意味着运营商不但要发挥宏站时代的“地段”优势,还要扩展和重新定义微站时代的“地段”优势。
面向后4g和5g时代,基站密度加大,数量成倍增长,传统建设模式必须转变,需充分共享路灯杆、监控杆、电力杆等社会资源,为此,中国铁塔提出了变“社会塔”为“通信塔”,变“通信塔”为“社会塔”,以推动开放合作、共享共赢,迈向5g时代。
5g实验网测试效果
目前,中国移动、中国联通和中国电信都在国内一些重点城市搭建5g实验网络,而大家进度基本相当,预计今年第三季度,能在国内建成可商用化的5g网络,届时这些重点城市将首批开始5g商用。
随着首批5g网络搭建的完善,三大运营商都开始为商用做准备,比如联合众多家终端厂家开展了5g终端外场测试,测试基于3gpp最新标准,采用非独立组网,旨在验证实际网络环境下多种5g终端的基本业务功能及性能、终端和网络协同及兼容性,以保障真实环境下的5g终端的良好用户体验。
中国联通公布的实测数据是,目前5g网络最大下载速率能达到750mbit/s,不久将达到1gbit/s,时延也远低于4g,而目前网络还在优化当中。
中国电信四川公司在现网环境下,拨通5g语音通话和视频通话,现场完成了语音通话、视频通话和5g高速上网的验证。语音通话稳定,视频清晰,上网速度可达400mbit/s,是4g的20倍,还表示商用后速度可以达到1gbit/s,而美国、韩国已经正式商用的5g网络,目前提供的最高下载速度也是1gbit/s。
中国移动5g网络测试进展与上述两家运营商差不多,后期速度也是1gbit/s,另外所有现阶段用户,可以不换卡不换号体验5g高速上网以及语音业务,但是手机需要更换,因为4g手机不支持5g网络
结束语
面向2020年及未来,5g将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战,不同应用场景面临的挑战有所不同。为此,面对多样化场景的极端差异化性能需求,5g很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案。
5g技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域,大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点;在网络技术领域,基于软件定义网络(sdn)和网络功能虚拟化(nfv)的新型网络架构已取得广泛共识。针对5g新型无线技术和场景多样化覆盖的挑战,5g网络规划也将面临划时代的改变,因此需要业界共同创新以应对不断出现的新挑战。

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