對(duì)于第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)影響網(wǎng)絡(luò)部署的詳細(xì)分析

幾天前，我們迎來(lái)了第一個(gè)全球5G標(biāo)準(zhǔn)，5G夢(mèng)想終于照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，整個(gè)通信業(yè)一片歡騰。

第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)將如何影響網(wǎng)絡(luò)部署？我們今天來(lái)簡(jiǎn)單探討一下這個(gè)話題。

基站部署更容易

第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)完成了 NSA（非獨(dú)立部署） 5G NR相關(guān)技術(shù)規(guī)范，主要針對(duì)增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景。所謂NSA，就是4G基站和5G基站共同沿用4G核心網(wǎng)，控制面信令走4G通道，即以雙連接的方式在現(xiàn)有4G LTE網(wǎng)絡(luò)上新增5G NR（新無(wú)線）。

這就意味著5G基站（gNB）與現(xiàn)有的4G基站（eNB）共站部署，提供重疊覆蓋。當(dāng)然，也可通過(guò)“拉遠(yuǎn)”的方式提供非重疊覆蓋，將5G NR用于解決室內(nèi)或熱點(diǎn)覆蓋。

不管怎樣，都是依靠現(xiàn)有的4G基站為“主站”來(lái)進(jìn)行部署。

第一個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)也完成了5G NR的物理層規(guī)范，新增的5G NR物理層技術(shù)與LTE并不相同，比如定義了新的波形f-OFDM、靈活的幀結(jié)構(gòu)、更高階的調(diào)制技術(shù)、采用LDPC碼和Polar碼信道編碼等。

不同的物理層技術(shù)會(huì)在現(xiàn)有4G站點(diǎn)上新增5G 基站主設(shè)備嗎？

我們估計(jì)，由于這些技術(shù)部分由基帶單元（DU）來(lái)處理，或者獨(dú)立于RF硬件來(lái)處理，因此，或?qū)⒃诂F(xiàn)有的基帶單元上新增或更換硬件，以及通過(guò)軟件升級(jí)的方式升級(jí)到5G系統(tǒng)。

剩下的就主要是在鐵塔上新增RRU和天線，由于5G NR采用Massive MIMO技術(shù)，有源天線一體化、RRU集成化，讓5G部署更加方便。

不過(guò)，Massive MIMO天線將多個(gè)天線單元、功放、鎖相環(huán)、低噪聲放大器和濾波器等擠壓在一定的空間里，還要考慮功耗、散熱和小型化、美觀化等，部署成本并不低，其價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前的4G LTE 4通道或8通道天線。

當(dāng)然，相信未來(lái)隨著Massive MIMO規(guī)模商用，成本會(huì)進(jìn)一步降低。

光模塊廠家笑了

由于速率提升，5G部署需對(duì)光傳送網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)。

相對(duì)于4G LTE接入網(wǎng)的BBU和RRU兩級(jí)構(gòu)架，5G RAN將演進(jìn)為CU、DU 和 AAU三級(jí)結(jié)構(gòu)。

CU：原BBU的非實(shí)時(shí)部分將分割出來(lái)，重新定義為CU（Centralized Unit，集中單元），負(fù)責(zé)處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù)。

AAU：BBU的部分物理層處理功能與原RRU合并為AAU （Active Antenna Unit，有源天線處理單元）。

DU：BBU的剩余功能重新定義為DU（Distribute Unit，分布單元），負(fù)責(zé)處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)。

這樣，RAN分離后，承載網(wǎng)也就分成了三個(gè)部分：前傳、中傳和回傳。

前傳（Fronthaul）：AAU和DU之間。

中傳（Middlehaul）：DU和CU之間。

回傳（Backhaul）：CU 以上。

估計(jì)早期5G部署與4G類(lèi)似，只有前傳和回傳，如上圖(b)。

對(duì)于前傳部分，光模塊連接DU和AAU，5G更寬的頻率帶寬和Massive MIMO技術(shù)，意味著CPRI接口傳輸速率更高，目前4G基站設(shè)備的6G/10G光模塊無(wú)法滿足需求，將升級(jí)到25G/40G/100G，比如，現(xiàn)階段的4G Massive MIMO，根據(jù)不同廠家的產(chǎn)品，或者采用100G，或者2個(gè)40G，或者4個(gè)25G光模塊。

考慮早期的5G部署可能采用3.5GHz中頻段，由于3.5GHz頻段更高，單站覆蓋范圍更小，估計(jì)要達(dá)到與4G相當(dāng)?shù)母采w規(guī)模，需要的5G基站數(shù)量至少是4G的1.5-2倍。據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，在5G接入網(wǎng)中，85%是前傳光模塊，15%是回傳光模塊。因此，5G部署對(duì)基站前傳光模塊的需求上，或?qū)⒊霈F(xiàn)價(jià)量齊升的現(xiàn)象。

回傳也將升級(jí)。參考中國(guó)電信發(fā)布的《5G時(shí)代光傳送網(wǎng)技術(shù)白皮書(shū)》，下表為典型的5G單個(gè)S111基站的帶寬需求估算：

以一個(gè)大型城域網(wǎng)為例，5G基站數(shù)量12000個(gè)，帶寬收斂比取 6:1。核心層的帶寬需求在初期就將超 6T，成熟期將超過(guò)17T。因此，在5G傳送承載網(wǎng)的接入、匯聚層需要引入 25G /50G速率接口，而核心層則需要引入100G及以上速率的接口。

手機(jī)更新速度總是很快

終端是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，只有終端產(chǎn)業(yè)鏈成熟才能推動(dòng)5G發(fā)展。

首先，第一個(gè)5G NR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，意味著手機(jī)芯片廠家也可根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)芯片，但由于LTE和5G NR的底層技術(shù)并不相同，需要新增5G芯片，手機(jī)才能支持5G，也就是說(shuō)，用戶需要換手機(jī)，同時(shí)，由于采用LTE與5G NR雙連接的方式，手機(jī)還得同時(shí)理解LTE 和 5G NR的信令。

其次，對(duì)于5G終端，需要提升發(fā)射功率，以提升上行覆蓋。

在基站側(cè)可以更靈活的增大發(fā)射功率（120W），基站覆蓋范圍的短板主要在上行覆蓋（手機(jī)對(duì)基站），為了盡可能補(bǔ)齊短板，手機(jī)終端的發(fā)射功率可能會(huì)提高一倍，達(dá)到26dBm。

此外，為了更好的支持Massive MIMO技術(shù)，終端將支持4或8接收天線、支持上行波束賦形等，以增強(qiáng)上行單用戶速率和覆蓋。

之前媒體報(bào)道稱(chēng)，華為和高通均宣布將于2019年推出5G芯片，并同步推出5G商用手機(jī)。

就在昨天，外媒報(bào)道稱(chēng)，蘋(píng)果也在跟進(jìn)了，正準(zhǔn)備打造第一款支持5G的iPhone原型設(shè)計(jì)。如果真是這樣，看來(lái)蘋(píng)果在5G上也急了，因?yàn)槊恳豢钚耰Phone總是不支持最新的基帶芯片，他們總是慢一拍，似乎要等到市場(chǎng)熟透了再殺入。

如果蘋(píng)果、華為、三星等廠家均在2019年推出支持5G的手機(jī)，大概算一下，估計(jì)到2020年，全球7.5億的5G用戶就有zhi'wang。

手機(jī)更新速度總是很快，相對(duì)來(lái)說(shuō)，部署5G網(wǎng)絡(luò)總是一個(gè)緩慢的過(guò)程。不過(guò)，它已經(jīng)來(lái)了，當(dāng)我們正在討論LTE-A時(shí)，5G已經(jīng)跨了一大步，向我們走來(lái)。