鹰眼观察——5G小基站

2020-07-27

吴鹰

今年5G商用网络开始部署,各地运营商都在紧锣密鼓的进行宏基站建设。由于5G的高频段特性,5G基站的部署量远超4G基站。当前中国运营首要的任务是用低频段完成覆盖,而大带宽和高速率的应用会越来越多,运营商将着手部署小基站,用于中高频段的中高容量网络覆盖。而小基站部署的难点是数量多,投资重,管理难。

为什么需要小基站

物理特性决定了5G中高频段无线信号覆盖范围变小,需要更多的基站才能保证网络覆盖。目前的统计表明,互联网室内流量占到总使用流量的80%。而5G业务场景里很多是室内应用。5G的中高频穿墙能力非常弱,通常只能穿过一堵钢筋混凝土墙,中国多数的建筑都是多堵墙构成的,这也意味着,如果想要更好的服务5G的室内应用,就需要在室内部署中高频段的小基站。

开放的基础设施

在居住密集的城市里,中低频段的宏基站无法满足高流量应用。而使用小基站密集组网的模式,将会成为5G网络中重要的覆盖模式。高质量的5G网络覆盖是当前运营商主要的竞争方向之一。但是小基站的数量是非常巨大的,有些机构认为5G小基站是当前4G基站的7倍之多,也许随着毫米波应用的展开,我相信数量会更多,甚至会到一户一小基站。

001.jpg

巨大的CAPEX压力使得国际上的主流运营商创建了ORAN(开放无线接入网)联盟,使无线接入网更加开放和智能化。ORAN联盟倡导的小基站白盒化设计方案,具备开放的标准化接口,实时的机器学习模式,结合人工智能和网络功能虚拟化,可以实时为网络智能提供支撑。

网络建设虚拟化

5G网络包含了3个主要部分,接入网,承载网和核心网。接入网内的小基站到运营商的核心网之间,根据具体的设计和优化策略不同, 还可分成前传, 中传和回传网络。大量的5G小基站部署,也必须建设对应的接入网和承载网,这也是一个巨大的投入。

02.jpg

近几年运营商在城市内的宽带有线接入网部署是初具规模的,几乎任何的建筑里,都可以通过光纤,同轴电缆或局域网接入互联网。而通过软件定义网络和网络功能虚拟化,这部分网络资源是完全可以承担起5G接入网的前传,中传和回传的功能。这将极大的降低接入网和承载网的建设成本。

03.jpg

5G小基站可以灵活地按需部署、通过智能分片和实时流量调节,合理利用已有硬件资源和网络资源,更好的融合边缘应用。标准化的5G小基站开放平台,已为各行各业提供了全新的发展机遇和想象空间。

边缘设备私有化

本质上5G小基站已经不再是运营商的一个专有设备了。目前的5G小基站设计也都是采用了通用处理器的设计模式。生活中众多私有的边缘设备,都可以通过计算和网络资源的分享来部分完成功能,5G小基站可以利用这个边缘设备的算力和网络资源,也可以为这些边缘设备提供自身的算力和网络资源。

04.jpg

从城市里的路灯、自动售货机、智能储物柜、广告屏、充电桩,到家庭里的机顶盒、路由器、冰箱、电视,这些原有的私有设备都可以承担5G小基站的部分功能。再配合已有接入网能力,就可以实现5G快速建网。而在自然灾害发生时,还有应急小基站、气球小基站。更多的私有设备加入进来,会让5G网络更容易搭建,资源利用更合理,智能响应更快速。

从竞争到共享与竞合

随着新基建的深入开展,5G小基站大规模部署已箭在弦上,ORAN通过软硬件解耦的设计思路,极大的降低硬件成本,运营商也尝试通过共享接入网和承载网络,降低网络成本。互联网企业通过边缘计算,降低了应用服务的成本。不同厂商的硬件、软件、网络、服务,通过虚拟化和软件定义,实现了价值的共享,从竞争走向了竞合。