纤亿通对资本支出下降通信5G基站建设有哪些看点以及5G基站的方案？

Posted 2021-10-12 波分传输_纤亿通

        2021年9月5G基站第三期的招标落地，中国电信在电话会议中提及未来2-3年资本开支占收入比可能会下降到20%以下，中兴通讯受此影响盘中异动。三大运营商此次招标我们可以看到什么重要信号呢？高耗能的5G基站真的不符合碳中和要求吗？5G建设又为什么被看作开启物联网的钥匙？

看点一、基站建设传输扩容，花的钱反而少了？

        2021年的三期采购规模为72万座，而2020年基站的招标规模是48万座，然而本轮建设基站的金额预计为355亿元，远远小于2020年花费的700亿元。这其中的秘密在哪里呢？国家对于基站未来的规划又是怎样的？通过对本轮基站的招标详情内容了解，华尔街见闻·见智研究所发现本次招标5G基站的单价仅为4.5万元，远低于去年14.6万元的成本价格。单价成本大幅下降的原因是调整了采购的设备频段，由5G标配的3.5GHz置换为2.1-2.6GHz频段，低频段的产品复杂程度和制造成本也会相应的降低。

        2.1GHz是4G网络常用的频段，新建设的5G基站为何要置换4G的低频段目的是为何呢？这与国家未来的目标规划又有怎样的联系？首先通过实验数据的测试可以得到初步的结论：在指定范围内，2.1GHz可以有效弥补3.5GHz覆盖率低的问题。

        3.5GHz水平的覆盖率仅为31%，而2.1GHz的频段覆盖率达到94%。3.5G频段波长比2.1G频段短，天然穿透能力、绕射能力以及衍射能力较2.1G频段差，从而导致终端侧的上行覆盖不足。也就是说随着距离的增加，3.5GHz的信号衰弱速度非常快。2.1GHz频段能够有效的增强3.5GHz覆盖的容量。当然，3.5GHz的优势是短距离传输速度快，允许同时运作的设备数量足够多，另外3.5GNR设备的产业链相对成熟。

这么看来本次5G基站的招标设备远不如去年高级，这用意是什么呢？

        从今年三大运营商签署的合作协议等内容中，我们可以获知，采用低频段的5G基站可以大大加快建设进度，降低建设成本费用，加速提高国内5G基站的覆盖率。而这与今年政府的规划是大大提高城乡镇的5G覆盖程度完全契合。采用低频段的5G基站可以有效的弥补高频段5G基站覆盖率低的弊端，而未来5G的发展是将是基于多种频段混合使用的灵活网段。

        现在中国是全球5G基站覆盖率最广的国家，5G基站建设占全球的7成以上。截至到今年7月全国5G基站共计97万座，年底预计达140万座，三大运营商5G基站基本是等份额比例。

看点二：5G基站高耗能的问题不符合碳中和的要求？

        5G基站的能耗高是公认的，从运行成本中分析可得，5G基站是4G的3-4倍。就中国通信标准化协会的数据显示，目前5G基站主设备空载功耗约为2.2-2.3千瓦，满载功耗约为3.7-3.9千瓦，是4G基站的3倍左右。这其中最重要的就是对电能的消耗很大，不符合当下对于碳中和节能减排的要求。

        5G基站消耗确实比较大，为了降低能耗，合理资源利用，削减电力成本，基站可采用智能开关，对于基站进行精细化的管控。在基站的负载率比较低或者用户量比较少的时间段，可以休眠部分多余的能耗部件，而在负载率很高的时候，通过智能开关启动相应部件以满足高速数据传输。

        通过实验检测，平均每日关闭5小时高耗能部件可实现节能20%。因为通过智能化开关可实现对5G基站的能耗管控，合理降低对电量的消耗。因此，未来5G基站会采用智能化的控制进行能源消耗的管控，完全符合碳中和的要求。

看点三、5G建设为什么是开启物联网的钥匙？

        物联网时代如果到来，联网设备数量必然会以指数级别增加。万物互联的应用场景下，未来的通信将从不再以用户来定义，因为每个人将有多个联网终端设备。任何生产、生活中的物件（包括移动和非移动资产）都有可能变成可数据化的具备远程跟踪和管理的智能物件。

        此外，是数据量的爆发。更多的联网终端将会产生海量数据传输。比如每台联网汽车每10s就采集一次数据发到云端，一台设备每天很容易产生1000天以上的记录。如果全国有10亿台联网设备，每10秒钟就会产生大量数据需要同时传输。基于以上两个问题，再来结合看看为什么是5G来开启物联网时代，而4G不可以。

从5G和4G的特性来看

1）5G的传输速度增长100倍。5G的传输速度理论是10Gbps，而4G的理论传输速度是100Mbps。单位时间下数据传输量可以有效提高。

2）容量扩增数万倍：5G理论上可以支持每平方公里一百万个设备，非常适合机器对机器（M2M）通信和工业IoT应用。而4G网络的允许设备接入数量约为1200个，能够同时运行的约400个左右。

3）降低数据传输延迟时间：4G网络的延迟约30-50毫秒，而5G的超可靠低延迟通信（URLLC）技术可实现延迟1毫秒。在车联网技术上要求网络延迟低于10毫秒，也就是说车联网应用必须基于5G的条件下实现。

        在传统人与人的通信中，数据延迟140毫秒都是可以被接受的，但是在工业自动化和无人驾驶的应用场景中，对于数据延迟的容忍度很低。任何一个精细化的动作都要求及时的做出反应，否则就会出现重大安全隐患问题。因此4G的特性就注定了它无法有效进行设备间的海量数据低耗时传输，目前来看只有5G技术符合物联网新场景的需求，通过以上特点可以看出5G的建设和覆盖率的提升是物联网的基石。

5G基站建设有哪些常见方案？

        随着我国5G牌照的颁发，5G光网络正在如火如荼的建设当中。纤亿通光传输设备除了应用于5G光网络的核心网扩容传输之外，还广泛应用于5G基站建设。今天纤亿通工程师给大家分享5G基站前传中最常见的几种解决方案在介绍基站前传解决方案之前，我们先来了解基站传输的一些基本名词。

射频收发模块， 即RF单元（通常叫做RRU）

        AAU (Active Antenna Unit)是移动网络创始于宏基站，随后发展到分布式基站节省了亏损，也大大提升了网络覆盖。AAU（Active Antenna Unit）系列基站就是基于AAS技术、将射频与天线一体化设计的新形态基站。

基带处理模块，

        即Baseband Processing（简称BBU）。对于BBU的基带处理，我们可以再拆分成：1. 非实时的慢速处理模块（比如切换、RRC连接管理）， Non Realtime。这个模块，我们有可能进行集中云化， 称为CU 。2. 实时的快速处理模块（比如编解码、快速调度）， Realtime， 这部分， 我们很难云化， 仍然放在接近站点的位置，称为DU。

        对于CU, DU， 我们如何物理上布放， 有几种选择：1、CU 和DU 都放在BBU盒子中，放在站点， 这就是我们最熟悉的3G/4G的基站形态，也就是RRU+BBU(含CU和DU) 这种传统方式，我们称为DRAN，distributed， 强调基带 和射频模块的分离布放 2、CU 和DU 都放在BBU盒子中，BBU盒子找个机房，集中堆放，达到节约空间、机房设施，同时还能让集中堆放的BBU资源共享， 相互协同。站点布放RRU， BBU集中堆放在接近站点（通常是几公里~十几公里远）的某个机房。这种方式，我们称为CRAN， centralized，强调BBU的集中部署。

        RRU（射频拉远模块）和BBU（基带处理单元）之间需要用光纤连接。一个BBU可以支持多个RRU。我们所说的基站前传就是BBU和RRU之间的光传输。

目前行业推出的几种5G基站前传解决方案如下：

5G基站前传——解决方案产品：

无源插片式波分、集成波分复用器、光保护、光放大、OTU业务板、OLT设备等；

（常用型号参考：XYT-16104、XYT-16208、XYT-416）

光模块：彩光模块（常用型号参考:10G彩光模块、25G彩光模块）