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5G网络建设面临诸多挑战 进展缓慢

  一方面有三大运营商整体业绩下滑以及5G商用前景尚不明朗的背景,但另一方面,建设5G网络核心的5G基站本身面临的诸多挑战。

  距离天安门西北约35公里,北京西六环附近的温阳路上,无人驾驶试验车频繁驶过。尽管就像驶入低谷的无人驾驶行业一样,这些车顶架着通信装置的试验车,外观看起来和几年前并没有太大的变化,但是这些车辆所使用的通信方式却已经有了巨大的进步:从4G跨入到了5G。无人驾驶试验车的通信信号来源于路旁的5G基站。2018年3月,温阳路被北京市交管局化为首批自动驾驶车辆测试道路,此后不久,北京市第一座5G通信基站稻香湖站也率先在温阳路建成开通。目前,在温阳路及周边不到10公里的无人驾驶测试路段上,已经架设了近20座5G基站,而这些密集的5G基站也为无人驾驶试验车的测试提供了保障。

  无人驾驶对5G基站的需求也反应了目前行业对5G商用的急迫。在被称为5G商用元年的2019年,包括无人驾驶厂商、各大手机品牌以及通信设备制造商等在内的行业公司都跃跃欲试,纷纷发布了各自的5G产品或解决方案,并誓言自己在5G时代大有可为。然而,相较于高涨的行业热情,作为5G网络建设方的运营商却不紧不慢。在5G投资方面,年初,三大运营商均表示,将根据今年5G规模试验的结果再决定明年是否扩大投资。根据规划,2019年中国移动、中国联通和中国电信的5G总投资在310亿左右,远低于4G和3G商用元年的投入。尽管5G商用牌照的发放加速了5G红利的释放,但从三大运营商最新的表态来看,目前,国内5G网络建设仍在缓慢而有序的推进中。

  5G网络建设略显缓慢,一方面有三大运营商整体业绩下滑以及5G商用前景尚不明朗的背景,但另一方面,建设5G网络核心的5G基站本身面临的诸多挑战,同样是三大运营商未能完全放开部署的重要原因。

  5G基站建设挑战在哪?

  在6月26日举行的2019上海世界移动通信大会上,中国移动、中国联通和中国电信三大运营商纷纷发布了5G建网和布局的最新进展。中国移动董事长杨杰宣布,2019年中国移动将在全国范围内建设超过5万个5G基站,在超过50个城市实现5G商用服务;2020年,将进一步扩大网络覆盖范围,在全国所有地级以上城市城区提供5G商用服务。中国电信董事长柯瑞文表示,在5G建设初期,中国电信将在全国40个城市建设NSA/SA混合组网的网络,提供5G服务,同时,,力争在2020年率先全面启动5G SA的网络。中国联通总经理李国华则透露,联通今年将在40个城市建设5G试验网络,搭建各种行业应用场景。

  结合三大运营商的最新表态,业内普遍预计,2019年三大运营商将在全国建成10万到15万座5G基站。而从城市来看,截止目前,宣布将在今年年底前建成超过1万座5G基站的城市有北京、上海、深圳和成都。考虑到在最早进行5G商用的韩国,仅在首尔周边就已建成了超过5万座5G基站,仍无法实现5G信号的完全覆盖,1万座基站远无法满足上述城市正常的5G商用。

  5G基站建设本身面临的诸多挑战,是三大运营商未能完全放开部署5G网络的重要原因。相比于4G网络,5G通信系统的各项设计指标和性能都有大幅提升,5G基站设备单站处理能力比4G基站提升了数十倍以上,这就自然增加了5G基站的建设难度。5G基站使用高频频段电磁波通信,电磁波的一个显著特点是:频率越高波长越短,在传播介质中的衰减也越大。相较于4G基站,5G基站的传输距离大幅缩短,覆盖能力也大幅减弱,覆盖同一个区域需要的5G基站数量将大大超过4G基站。

  据中国工程院院士邬贺铨预计,5G组网需要的基站的数量将是4G的4到5倍。基站需求的增加,一方面意味着运营商需要向通信设备商支付更多的采购费用,另一方面也意味着基站建成后,运营商需要支付更高的运营成本。以占运营商总运营成本的15%的电费为例。据了解,在移动通信网络中,能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调等部分。其中,基站是整个移动通信网络能耗的主要来源,占整个网络能耗的80%以上。在基站中,AAU(有源天线单元)、散热系统等能耗较大,BBU(负责处理计算的基带单元)的功耗相对较小。

  5G基站功耗大小,各厂商的数据不一,但总体上相较于4G基站均有不同程度的上升。一位业内人士透露,5G基站功耗可能达到4G基站的3倍。据调研机构EJL Wireless Research透露,5G基站能耗上升,部分原因是引入了Massive MIMO(多天线技术),4G基站主要采用4T4R MIMO,而5G基站则采用了64T64R MIMO,这增加了基站总功耗。

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