5G无线网络资源配套共建共享问题研究

5G无线网络资源配套共建共享问题研究

岑天保

身份证号： 45250319830321**** 广西南宁

【摘要】随着我国社会经济的快速增长，各电信运营商在前期投入了大量的资源建设2G/3G/4G网络。为了充分利用现网已有资源，避免造成资源浪费，于是通信工程建设领域出现了大量2G/3G/4G/5G多系统多运营商共建共享的情况。本文主要研究探索5G无线网络资源配套共建共享问题，为实现5G网络的全面高效建设和广泛覆盖提供思路和指导。

【关键词】5G；网络；资源配套；共建共享；

引言

随着5G网络大规模部署，5G设备单建站成本高、站址需求大、功耗高等问题成为运营商5G网络建设和运营中的巨大挑战。在提升网速和降低5G资费的双重压力要求下，需要探索新的网络建设和运营模式，而与2G/3G/4G网络共建共享，充分利用原有资源，已经成为各电信运营商5G建设和运营的新模式。

一、5G无线网络概述

5G，简称第五代移动通信网络技术，是将要取代4G网络的新一代无线通信技术，是在2G/3G/4G无线通信网络技术的基础之上进行了技术升级和创新，使得无线通信网络技术的功能和性能更加的优质和完善，从而更好的满足了现今用户的使用需求[1]。相对于4G而言，5G的数据传输速度是4G的十倍以上，所以5G能够广泛应用于高清视频业务、VR业务、工业物联网、车联网等领域。

二、当前5G无线网络资源配套建设面临的挑战

现阶段，各电信运营商拥有2G、3G和4G等多种网络制式，网络系统复杂，天面复杂，而得益于早年的大规模建设积累，这些制式网络资源非常丰富。最近两年，5G网络建设取得了显著成果，相对于4G网络，5G设备集成化程度更高，更利于部署，面对当前多制式网络环境，5G网络配套建设面临诸多瓶颈与挑战。5G网络配套建设面临的挑战主要包括：一是5G需密集组网，站址选择困难，协调难点多；二是5G设备对天面承重要求高，存在多制式网络共天面、多运营商共天面情况，对杆塔、天面空间及承重等要求高，使得天面建设复杂。三是5G设备功耗大，对电源、散热要求较高，现网基站电源容量受限，电源改造相对复杂；四是5G普遍采用C-RAN及基于云网络技术组网，使得5G对前传带宽要求高，传输扩容困难。

三、5G无线网络资源配套共建共享策略

1、提前规划，现网站址资源共建共享。当前，中国铁塔公司牵头基站共建共享，各电信运营商之间站址资源终于能够实现共享。同时，由于各运营商经历了2G、3G、4G的不断建设，积累了大量站址资源，可为5G基站的站址选择提供便利。因为5G网络需要超密集组网，需要站址资源多，需要提前规划。在5G站点广覆盖部署时，优先采用4G/5G共址部署，以充分利旧现网站址资源，在机房空间允许情况下，5G BBU可采用落地机柜、传输机柜、一体化柜或挂墙等安装方式。在空间受限的情况下，可将多系统整合，省出空间安装5G BBU,实现5G快速部署。在5G开展大规模部署前，应先做好现网机房站址、机房电源、天馈情况等排查，提前为5G站址储备，并利用5G云化、NFV、SDN等技术加强资源共享,推动C-RAN建设【2】。同时，还应向政府申请开放市政公共设施资源，如视频监控杆、电线杆、路灯杆、公交车站、地铁站以及公共厕所等，简化审批手续，进一步推动共享智慧灯杆建设，将为5G基站密集组网提供大量的站址资源，实现5G的连续覆盖和深度覆盖。
2、天面资源共建共享。随着网络建设的不断推进，多系统、多制式的技术特征导致天面数量不断增加，中国电信现有CDMA800、FDD1800、FDD2100等制式的网络覆盖，在较长一段时间内，多系统共天面资源将同时共存。5G站点天面建设基于两种情况：一种是基于FR1频段的低频组网天面建设，一种是基于FR2频段的高频组网天面建设。根据5G网络频率规划，FR1频段一般用于5G广覆盖，采用宏站建设，频率特性覆盖能力与4G覆盖能力相当，可以与现网2G、4G基站共天面建设。5G的AAU基于大规模MIM0天线阵列,存在设备重、设备横截面大等局限性，对楼面、杆塔承重、风载荷要求高，对天面、杆塔提出了更高要求[3]。

面对多系统共享天面建设存在杆塔资源缺乏、天面天线密度过大、天面空间受限以及多系统干扰控制等问题，可以根据具体天面情况制定针对性的解决措施。(1)对于现场天面杆塔资源丰富的，经核实可承重，直接将5G设备安装在已有杆塔上；(2)对于现场天面杆塔资源受限的，可将现网多系统单频天线整合为多频一体化天线系统，腾出空间安装5G设备；(3)对于现场无杆塔资源但天面空间允许的，可新增杆塔以便安装5G设备；(4)对各方资源都无法满足要求的，可对现网杆塔进行改造，如加长原有抱杆，使其可进行双天面部署（垂直切分），以满足5G及多系统天线安装要求；(5)天线共享。可用天面 1:1 替换方案实现 4G/5G 共享天馈面，即将4G、5G全部集合到一个天线内部，用一副 4G/5G 融合的天线替换原有的 4G 天线。天面 1:1替换方案适用各类场景，同时能减少铁塔租金成本，减少物业协调费用，可快速建网抢占市场。但是，在进行天面整改时，需特别核实天面及杆塔的承重情况，在满足当前设备安装要求的情况下，适当考虑后期扩容需求。

3、电源资源配套共建共享。5G将射频拉远单元RRU与大规模天线整列集成为有源天线单元AAU，5G网络常规64TR的AAU设备功耗是4G网络8TR RRU功耗的2-3倍，对机房电源提出了更高要求。对于无线基站的建设，电源是关键。如果机房市电容量不满足5G设备用电需求，则需要对该机房的外接市电进行扩容。其次，对于交流配电箱中引出电缆的线径，考虑当前线缆是否满足增加5G设备后的电流量，是否需要进行包括蓄电池改造、开关电源柜改造等机房交流、直流电源系统改造。机房电源改造时，主要解决措施有：（1）市电接入改造。替换更大容量的空气开关，对市电接入进行扩容升级，或另外从公共电网接引入一路380V的交流电源；(2)蓄电池改造。对于电池容量不满足需求的机房，必须要更换新的成套蓄电池，不能新旧电池组合混合使用。因为同等面积、同等重量情况下，梯级电池容量是铅酸电池容量的1.5～ 2倍，根据现网机房空间和承重能力，可以选择新增梯级电池替换原铅酸电池；(3)开关电源柜改造。目前大多数基站开关电源柜使用容量为300A或600A，而5G的BBU设备、AAU设备相比4G设备普遍偏大，通常情况下至少应增加120A的电流容量，同时需要新增3块50A的整流模块。对于不满足容量需求的基站，建议新增一套开关电源柜，或更换容量更大的电源柜，或新增相应数量的整流模块。

4、机房空间共建共享。（1）在机房空间允许的情况下，建议新增综合机架柜来放置 BBU 或直接选择壁挂BBU；（2）对于设置在室外一体化机柜的站点，若机柜内已没有空间新增设备的情况下，可考虑新增室外机柜[4]；（3）整合现有BBU。对于机房内部空间不足的站点，可以采用同一个厂家2G和4G共用BBU，在基带板安装于同一个BBU，同时新增FS交换板。而在5G建网初期，5G和4G可共用核心网，因此可以用5G BBU替换 4G BBU，将现网4G与5G的基带板共用5G BBU以便节省空间。

5、传输网络资源配套建设。5G超密集组网部署模式，使得5G网络建设面临传输资源受限的问题，需要大量的光纤资源，而对于城区，大量建设管道、光缆难度较大。为了节省5G网络建设光纤传输资源，可采用多种前传解决方案，包括基于单芯双向的光纤直驱，基于彩光模块的无源WDM，以及基于WDM+OTN设备的有源WDM等方案。
四、结语

总之，随着5G网络部署加快，各电信运营商不仅要关注网络覆盖能力，还要重视网络运营成本。结合5G网络及设备特点，充分利用现网已有资源配套，强化与市政资源合作，互利互惠，共建共享，达到低成本快速部署5G网络的目的。

参考文献：

[1]朱惠．5G无线通信技术概念与应用分析[J]现代信息科技．2018(06)

[2]雷秋燕，张治中.基于C-RAN的5G无线接入网架构[J]电信科学.2015(01)

[3]陈鹏,5G:关键技术与系统演进[M]北京：机械工业出版社,2015

[4]陈小勇，霍励，郭云领.5G无线通信网天面资源解决方案研究[J]计算机产品与流通.2019(01)