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5G新時代小基站發展的三大主要趨勢分析

通信海峰 ? 2017-11-26 21:36 ? 次閱讀

毫無疑問,5G時代馬上來臨,所以人類對連接和數據帶寬的需求是無止境的,5G一定要上,而且會大發展。5G時代運營商,中國移動、中國電信與AT&T、沃達豐等,這些運營商面臨很多挑戰。所以這個行業,我們認為它面臨一個巨大的變局,5G時代整個行業格局和產業鏈,可能會發生非常大的變化。首先從經營的角度來看運營商面臨的挑戰,我們自己都有體會,比如我們一個月交50元話費,2G時代50元就可以打100分鐘、200分鐘電話,3G時代還是交50元話費可以打幾百分鐘電話,加上幾百條短信和10M-20M的數據流量包。4G時代,大部分人的平均話費還是50元,你可以獲得上千分鐘的語音,然后幾個G的流量,在某些地區,我看中移動都推出了家庭套餐,99元一家三口不限流量等等。這是剪刀差,運營商提供給用戶的服務很陡峭的上升,提供給用戶的期待越來越高,但是運營商的收益并沒有增加,他提供的流量越來越多,但是每個用戶付給運營商的錢還是那么多,這對運營商構成巨大的挑戰。投一個4G網,中國移動要投入幾千億資本,5G網可能要幾倍的投資。這么大的投資,并不能獲得用戶付出更高的收益,運營商怎么能夠把這個生意做到賺錢呢?所以對他來講,最大的挑戰是在5G時代,如何能夠高效率、低成本的建設5G網絡就變得非常關鍵。如果這個網絡的成本和3G一樣,那么它的商業模式就無法持續了。

另外一個,運營商面臨技術的挑戰,5G和4G其實是完全不一樣,5G強調更高的帶寬,這個帶寬的目標是1000M,在手機端實現最高1000M的吞吐速率。低時延,在特殊場景、特殊的一些工業的應用下,希望達到1毫秒的時延,千分之一秒的時延。希望5G支持大規模的接入,1平方公里覆蓋范圍內支持幾十萬個上百萬個物聯網的接入,每家每戶的水表、電視、空調,任何電子設備可能都需要連到5G網里,現在5G技術的要求和難度是相當大的。另外一個挑戰是頻率,運營商的最貴重的資產其實就是它的無線頻譜,無線頻譜是不可再生的資源,我們國家是分配制,但是其他的歐洲國家,美國都是拍賣,非常的昂貴。買一個4G的頻段都要幾十億美金,上百億美金,所以為了確保5G的高帶寬、低時延,運營商需要很寬的帶寬、很寬的無線頻率來支持你。這種頻率就需要花很多的資本投入去拍賣、去買,但是這對很多運營商也帶來財務上的壓力。還有一個是5G時代用的頻率都比較高,2G是用800M、900M,4G是用2.6G、1.8G,像5G,剛才海峰也展示了,普遍用的是3.5G左右。無線電的原則是頻率越高的穿透性越差,它的衰減越快,所以這樣的話,5G基站的覆蓋范圍要比4G基站和3G基站小很多,原先一個3G基站可以覆蓋的區域現在需要4個和5個5G基站覆蓋,這給網絡建設帶來了很大的沖擊?,F在是離不開高速無線連接的,現在大家很難容忍有一個地方連不到,所以大家需要連續、高速的覆蓋,運營商需要投入巨大的資源來建設覆蓋網絡。通過3.5G的頻率,其實是很難滿足高帶寬的需求,如果真的想達到每個用戶1000M的帶寬,必須做多層網,上面有3.5G的網,提供比較廣區域的覆蓋。下面就提供一些小的基站,比如半徑幾十米一百米以內的覆蓋來提供額外的服務。這就帶來對小基站海量的需求。

高通是5G領域主要的技術領導者,右邊的圖是高通在舊金山做的5G測試,結論是,黃色部分是舊金山的市區,只有0.1個平方公里,大概10萬平方米,在這10萬平方米高通布了174個小基站,28G頻段的小基站,然后才能達到5G的服務標準,所以大家簡單一算就可以知道,0.1平方公里要174個小基站,1平方公里要將近2000個小基站,在5G時代,小基站成為一個非常、非常重要的網絡的元素,而且有海量的需求。剛才海峰展示的,中國可能需要400萬個,很可能比這個數還要高很多,可能將來像北上廣深這種地方,隔幾十米就需要一個小基站,否則是沒有辦法實現5G的高帶寬、低時延的服務標準。這些都給運營商帶來了巨大的挑戰,不管是投資買頻譜,還是投資建設這么多的基站,其實對運營商來說,挑戰壓力是非常大的。

開放,共享是5G時代的必然趨勢

既然如此,得有一個解決方案。老革命遇到新問題,運營商在5G時代面臨這么多的挑戰,從行業來看就必須找到新的辦法來解決這些問題,從我們的角度來觀察,我們認為到了5G時代,開放和共享將會是5G時代的必然趨勢。

開放和共享我們認為主要是從三個方面,一是開放的頻譜,二是開放的網絡,三是開放的業務能力。我會逐條講一下。

一、開放頻譜

第一,開放的頻譜?,F在運營商用的都是license的頻譜,要向各個國家的無線電管理委員會買特定頻譜的使用權,非常昂貴,幾十MHz的帶寬在美國要賣幾十億美金。但是在無線電里,還有一部分是非授權頻段,不需要花錢大家都可以使用的,比如最常見的Wi-Fi,我們家里的WLan,現在國際的通行是2.4G和5.8G這兩個頻段,這兩個頻段都有上百M的帶寬,上百MHz的帶寬在全球免費。比如我們在家里裝一個WLan,沒有人跟我們收無線頻譜使用費,酒店也沒人收?,F在各個運營商都在考慮把非授權的頻率用起來,因為這個頻率非常好,2.4G、5.8G比5G的頻譜還要好,所以大家都在思考怎么把它用起來。業界從不同的維度都在向這個方向推進。下面是我列的全球幾個重大的組織,在這方面做的工作。

CBRS,是美國的無線電管理委員會在2018年的年中正式的發布他們的法規,是在3.6G赫茲,在全美國有150M赫茲拿出來免費使用。說細了,不是全部免費,是一部分完全免費,另外一部分是需要交一點注冊費,但是非常便宜。運營商和行業市場都盯上這個頻譜,這樣加上小基站就可以實現很多的高速4G或者5G的業務。中間火苗一樣的標識是由高通推動的開放頻譜的嘗試,這個目標是把所有的Wi-Fi頻段、2.4G的WLan和5.8G的WLan開放給5G、4G,5G的基站、4G的基站都可以利用Wi-Fi的頻段發射信號,高通在手機里面也會支持。將來每個企業都可以買一個這個標準LTE的小基站,部署在酒店和寫字樓里,每個員工就可以用自己的手機接入你私有的LTE的網絡和5G網絡。還有一個日本在1.9G上拿出的頻段,也是非授權的,大家都可以用的。非授權頻段是有限制的,要求在非授權頻段上,因為大家都能用,希望它最大程度復用,非授權頻段發射設備有限制,不能裝幾十瓦的基站,然后打得幾公里的覆蓋范圍,這會影響別人,所以一般功率定得比較嚴格,幾百毫瓦。非開放頻段主要應用在室內環境。

對于運營商的意義在于,3.5G的信號很難打到室內,穿透很差。室內,運營商用現在這些不花錢的頻段去服務客戶,而運營商又不用為此付出很高額的頻譜費用。4G趨勢已經很明顯了,到5G會成為5G的重要組成部分。這幾個組織和推動的方向最后歸口到NR unlicensed,寫在將來的標準化里,將來5G的R16、R17版本會把這些東西都包進來。開放頻譜用在室內對小基站是巨大的刺激和需求,因為室內不太可能鋪幾十瓦的大站,需要很小的,跟Wi-Fi的路由器差不多的小基站。這會刺激大量的對室內的小基站的需求。諾基亞、高通、三星,這是這個組織主要的專家,佰才邦也是其中一個標準化分組織的主席。

二、開放網絡

第二,5G的另外一個趨勢,開放的網絡。5G網絡原來有很多家,經過很多競爭,像著名的品牌摩托羅拉、西門子、北方電信、朗訊等等大公司,基本上都被中興、華為給擠死了,所以現在主設備商只剩下4家,中興、華為加上北方的愛立信和諾基亞,只剩下4家設備商?,F在所有全世界做4G、3G運營的運營商,基本上只能用這4家的設備。這4家的設備從核心網到基站到里面的接口,都是設備商自己做自己的,你很難把它打開把別的設備放進去。一旦買華為,這片都買華為,一買愛立信都得買愛立信。趨勢上講,海峰有講,整個行業趨勢是軟件越來越重要,通信行業也是一樣的。從技術上講,可以把原先的通信設備分成兩部分,一部分是無線接入,這是專有的硬件器件,這部分一定是專有的,這個打不開。但是通訊設備還有很大一塊涉及計算的部分,這部分在基站里面占很大的比重,這部分是可以給它虛擬化、云化、軟件化的。在5G方向里,其實這個事已經開始了。下面我展示了沃達豐、Face book、中國移動等都在大力推進開放的無線架構,打破原先整個無線網絡只能是一家的,現在分成不同的層,把它的運算部分放到云上,只把專有硬件留出來。這樣就可以大大促進行業的開放性,像佰才邦這樣的公司也會有更多的機會和更多的創新和小公司可以進入這個領域。

技術方面,我不說細節。將來到了5G的基站就會分成CU/DU/RU,CU是集中處理運算的部分,DU是分布式放在前面的處理運算的部分,RU是無線的天線、功放部分。這部分RU是專有的,DU和CU,現在都運行在專有硬件上,4G基站DU和CU是做在一起的,運營商沒得選,華為有華為的硬件、中興有中興的硬件。未來5G,CU和DU都會運營在X86服務器平臺上,準軟件化。CD、DU、RU之間的接口開放,可以有效打破現有設備商對這個市場一定程度的壟斷,可以引入更多的創新和競爭。

Face book搞了一個項目TIP,為什么Face book推動這個事?Face book的小扎是一個有遠大理想的人,他覺得Face book是人手一個,每個人都可以連接起來。但是全世界Face book只有20億用戶,還有40億用戶連不上Face book,比如中國的有防火墻,更多的原因是網絡連接太貴,那些人連不起。Face book想把剩下的40億人都連在Face book上,所以他很積極的把連接的成本降下來,所以他發起成立了TIP組織。剛開始的時候,也沒有很大的反響,但是這兩年運營商的介入越來越積極。剛在美國開了TIP的峰會,右邊是西班牙電信在展示他們在這個項目上做的最新的成果。現在像德國電信、西班牙電信、韓國的SK等等,這些運營商都在積極的加入TIP組織。TIP想怎么做?一方面是像前面講的,把設備更開放,另外他們主要想推進的是開源,像計算機行業Unix一樣做開源,TIP做2G開源的基站,會在網站上把所有的代碼、硬件設計都開放出來,任何人可以在上面獲得設計,自己把元器件連在一起,把Face book提供的開源軟件一勾,就可以成為2G的基站,現在4G的基站TIP正在做,5G的基站TIP也會推動。有Face book這種互聯網企業的介入,就會導致這個行業的壁壘進一步被打破,更多創新型的公司在里面涌現。這對小基站的發展會有巨大的推進作用。沒有Face book的組織和張羅,其實對一般的小公司來講比較難打破現有行業的壁壘。

我們認為未來對于運營商來講還需要在經營模式上做變化,一個最現實的例子,如果在深圳要布1萬個基站,那這對運營商來講問題不是很大。如果要在深圳布10萬個小站,甚至100萬個小站,這對運營商來講就會變成巨大的挑戰??赡茏罱K需要花10年才能把5G的覆蓋做到每個邊邊角角,這個時間對于運營商來講,對于消費者來講是否能接受,很可能接受不了。除了這種方式,有沒有其他方式呢?我們覺得將來這個網絡的開放和共享、眾籌,很可能會成為一個必然的趨勢。因為現在小站,我前面講過,它有了開放的頻譜,有了開放的網絡架構,這意味著建設一個5G的網絡不光是運營商可以做的事情,其實每個企業都可以參與其中。比如我們所在的酒店,這家酒店就可以買4G或者5G的小基站,運行在2.4G這個開放頻段上,這個不違法,也不需要付任何的費用,它就可以在自己的酒店里搭建一個4G或者5G的網絡,這個4G和5G的網絡是私有網絡,可以給酒店里的客人和員工用,手機、PC都可以高質量的接入。然后私有網絡可以通過接口和運營商的網絡連起來,成為運營商網絡的一部分,這個模式就變成和滴滴打車、Uber、airbnb一樣,4G網絡是由運營商主導,5G就可能變成眾籌、共享的模式,每個寫字樓、每個企業、每個園區都可以通過小基站去建設一個自己私有的5G網絡。把5G網絡和運營商的大網連起來,成為大網的一部分,這種社會化的建設有可能極大的加速5G的部署,也給消費者提供了最好的服務。這個趨勢,毫無疑問,從設備側需要由小基站完成,因為在園區和酒店并不需要那么大的發射功率,就是小基站在開放頻譜來說會是一個趨勢。

三、開放網絡能力

第三,開放的網絡能力,除了我剛才說的非??赡艿墓蚕砗捅娀I建網,還有另外一個意義,現在實際的訪問模式是聯網之后,連到互聯網上再訪問騰訊和阿里巴巴的服務器,有時候我們感覺點開一個網站要轉很多圈,頁面才出來,那個視頻才彈出來。將來還有一種可能性,大家都訪問一個集中的資源,叫云計算,愛立信提的另外一個概念叫物計算,物計算是把集中的資源和內容再放到前面去。比如說我們把騰訊經常被訪問的視頻內容,最熱門的連續劇,最熱門的短視頻,我們把這些東西放到基站那側,那么這個基站里的用戶就可以以最快的速度,不需要經過那么多的環節,一條、一條訪問遠在千里之外的云服務器上的內容。所以這樣就有可能產生很多新的商業模式,和跟現在完全不一樣的商業模式。將來的小基站的旁邊可能會放一個邊緣計算,放一個X86服務器,這個服務器上,一方面可以緩存一些最熱門的資料,最熱門的網站,最熱門的視頻,縮短用戶的訪問時間,你的手機上就不會再出現一圈、一圈,好久頁面彈不出來、視頻彈不出來的情況。這個X86服務器部署在網絡邊緣之后,有可能結合用戶的特定行為以及特定的地理位置,產生很多新的創新的業務邏輯和商業模式。佰才邦也在做,行業里的華為也在做,比如華為推出的設備是已經有這樣的設備,比如你在商場里消費的時候,如果你允許的話,你的位置信息會被送到邊緣的服務器里,系統就知道你在Shopping mall的什么位置,它可能給你直接發送促銷信息或者是折扣券之類的。

當運營商把這方面的能力拿出來進行社會化的共享的時候,這會產生一個新的市場和一個新的業務領域。里面海量的數據、海量的用戶信息,海量的用戶行為,在經過合理的脫敏之后,合理的數據安全和用戶隱私保護之后,就有可能產生一個新的巨大的市場。所以這是我們對開放網絡能力的理解,這也是小基站未來的發展方向。小基站廠商可以用這種方式和上層的應用綁定起來,提供一些獨特的價值。


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原文標題:【華創通信】5G時代小基站發展的趨勢

文章出處:【微信號:shuxiaofengtx,微信公眾號:通信海峰】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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