5G網絡比我們的預期來得更快。2019年作為5G商用元年,不僅帶來手機通信時代的變革,更會推動人類社會與生活全方位的發展進步。我國目前已經確定了5G頻譜,5G商用技術研發試驗第三階段測試也已完成,此外各大終端廠商也在陸續推出首批5G預商用終端,2020年將啟動大規模的商用網絡建設。
中國于2018年12月3日發布了5G試驗頻率使用許可,以推進5G網絡的商業進程。中國頒布的5G試驗頻率主要有2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz 3個頻段。其中4.9GHz頻段較高主要作為容量吸收站點補盲,但產業鏈不夠成熟;2.6GHz頻率分配給中國移動,與移動現有的3G頻率相近,室外可與4G同站覆蓋;由于頻率較高,3.5GHz頻段5G室外覆蓋范圍小于傳統3G/4G網絡,需要通過大規模部署小基站,采取“宏小結合”的方式實現室外覆蓋。
另外,傳統DAS系統支持的最高頻段為2.7GHz左右,因此3.5GHz頻段的5G室內覆蓋主要依靠有源室分系統(即毫瓦級分布式小基站,下文統稱為有源室分系統),3.5GHz頻段5G網絡室內覆蓋與傳統2G/3G/4G網絡相比發生了重大變化。 由此可見,小基站在5G網絡中將改變以往的“補充”地位,在5G異構網絡中起到越來越重要的作用。
沒有小基站,5G就活不了?
“小基站”是相較“宏基站”而言的,由于5G采用的頻段較高,分布在2515MHz~4900MHz之間,而頻率越高、波長越短、衍射能力越弱,因此在遇到有障礙物的地方,其輻射范圍會變得很小,只能靠提高功率來擴大輻射范圍了,因此一方面輻射功率強度受到國家法規的限制,也就是說穿透能力有限,另一方面衍射能力太弱,遇到障礙物不太會拐彎的5G會有許多死角。
同時在基建相當成熟的城市里,似乎很難為5G宏基站騰出地兒來,如果選址勉強,那既消耗了成本又達不到預期的成果(減少死角),得不償失。
于是“小基站”應運而生,來填補“宏基站”的空隙,或起到“中繼”的作用,形成一張全面覆蓋的整網。小基站是5G的脈絡組成部分,沒有了它,5G商用普及也就是紙上談兵,真不一定活不了,但一定活不好。
我們所說的小基站是一類基站,它可以分為微基站(MicroCell)、皮基站(PicoCell)和飛基站(FemtoCell)等。
按照基站的布置原理,一般一個宏基站需要配合多少個微基站,一個微基站需要配合多少個皮基站,一個皮基站需要配合多少個飛基站是根據空間布局來布置的,并無強制規定。但是該布置可以參考各個基站的輻射范圍來定:
目前已有多個省市一經推出政策,將5G通信的基建納入市政、房建等規劃中去,例如,貴州省人民政府辦公廳印發的《貴州省推進5G通信網絡建設實施方案》,推進實現建筑物與通信基礎設施“同步規劃、同步設計、同步施工、同步驗收”,將通信基礎設施規劃設計納入到相關工程建筑行業的強制標準中去。
通過這樣的方式,為未來5G基站的布置打下基礎,不僅可解決選址難的問題,還可以節約改造成本。
小基站輻射大不大?
基站的輻射大小取決于兩大因素,一是頻率,二是功率。
在頻率方面,5G通訊的頻率分布在2515MHz~4900MHz之間,屬于非電離輻射(頻率在 3×1015 Hz 以上的為電磁輻射),對人身體有影響,但不會太大。另外美國人民的5G通信頻率在28GHz左右,遠遠大于國內頻率,因此輻射距離會更近,基站需求更密集。同時5G WiFi的頻率為5GHz左右,也高于5G移動通信。
國內5G移動通信頻率 < 5G WiFi頻率 < 美國5G移動通信頻率
在功率方面,我國生態環境部發布的國家環境保護標準《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》是全球最嚴格的,比國際標準要求高11.25倍到26.25倍,比歐洲大部分國家高5倍。
目前并沒有資料證明射頻輻射對人體有明確的危害,同時也不能排除有危害的可能性,但是在控制范圍內,危害程度也相對可控。
5G小基站設備發展現狀及未來部署
在5G NSA標準發布及2020年5G正式商用的“召喚”下,5G小基站的部署已經到了關鍵時期。從全球競爭格局來看,目前涉足小基站的有中小型設備廠商、主流電信設備廠商和ODM廠商。從采購來看,如2018-2019年中國移動皮基站集中采購項目,除邦訊技術外,中標人還有大唐移動、京信通信、三維通信、縱橫通信等。
不只中國移動,中國電信于近期也陸續發出多個涉及小基站的采購項目招標結果,中標人涉及多家上市公司,如日海智能、京信通信、三維通信等。相比之下,華為、中興等老牌設備商卻較少露面,但從未來部署情況來看,華為、中興、愛立信和諾基亞等電信設備廠商仍將以品牌和資金優勢逐漸占據主導地位。
從目前來看,為強勢進入5G小基站格局,電信設備廠商爭相推出了小基站解決方案。 愛立信2018年1月首先發布了5G NR中頻段的無線點系統產品,以100MHz帶寬結合4天線技術,速率高達1.5Gbit/s,并支持新的5G頻段(2.6GHz~5GHz)。
此產品主打室內部署,愛立信表示,隨著用戶流量需求倍增,4K/8K/VR/AR等應用的到來,5G時代室內移動寬帶的需求越來越大。伴隨著4G的規?;渴?,無線點系統方案已經在大量的網絡部署實例中得到驗證,如圖2所示。 華為至今共推出了5代LampSite解決方案,成功用于北京首都機場、鄭州火車站和廣州南站等。
愛立信室分系列產品
中興發布了4G一體化小基站和Qcell多模多頻室內深度覆蓋解決方案,并啟動了江蘇、內蒙古、福建、湖南、河南等省份的部署。
大唐移動在2014年9月推出了NEOsite雙模一體化皮基站方案,2015年7月推出了Cubesite、Padsite、Pinsite 3款小基站產品。
面對5G部署可能帶來的挑戰,包括中國電信、Verizon、AT&T、NTT docomo、DT、SKT、KTF等全球多家運營商共同組成了開放無線接入網(O-RAN)聯盟,期望以網絡智能化、接口開放化、硬件白盒化和軟件開源化的理念,實現對無線接入網(RAN)的革新, 從而進一步提升下一代無線通信網絡的開放性水平。
據了解,2019年2月25-28日,中國電信聯合Intel、H3C在2019年的世界移動通信大會(MWC)上首次展示完整的基于O-RAN概念的5G白盒化室內小基站原型機。5G白盒化小基站采用4T4R的天線配置模式,可有效解決5G時代室內覆蓋的容量難題,基于通用服務器的基帶處理單元,實現軟硬件解耦,也可以為未來擴展支持移動邊緣計算(MEC)等邊緣應用功能提供基礎。
這是5G 技術領域的又一重大突破,有利于快速推動白盒化基站技術在5G的正式商用進程。
5G基站的白盒化將使移動通信產業鏈由封閉逐步走向開放,有利于吸引一大批有創新能力的中小企業進入移動通信產業,進一步激活產業活力,重塑產業生態,同時也給電信運營商帶來了新的機遇,使運營商可以更加快速、高效、低成本地提供新興業務與應用,滿足普通客戶和垂直行業的各類特殊需求。
為搶占5G市場先機,中興、愛立信、華為等均展出了5G小基站解決方案,且產品已經出現在運營商的試點測試中。
小基站的部署進度是決定5G能否全面商用的關鍵因素,它將重新定義電信設備商及運營商的競爭格局。5G小基站解決方案的推出,將在未來的5G市場形成相互競爭。隨著更多同行的加入,這場競爭也會越來越精彩。
審核編輯:劉清
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原文標題:5G離不開小基站
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