5G商用,基站建設難題怎麼破?

2019年10月31日,中國電信、中國移動、中國聯通正式宣佈5G商用,大家期待已久的5G終於來了。

但在這喜大普奔的時候,只有通信人明白,真正的大考才剛開始啊。5G商用意味著5G網絡建設的衝鋒號正式吹響,還有哪些基站建設難題需要我們關注?

破除5G建設攔路虎

必須重視站址和能源問題

“短期上的站點配套系統改造難問題,中長期的站址獲取問題,是擋在5G建設路上的兩大攔路虎。”

從中長期看,5G頻段更高、帶寬更大、站點更密,要實現全覆蓋,需新建更多站點。4G的覆蓋對象是人,而5G將覆蓋對象從人擴展至萬物,覆蓋範圍更廣、場景更多,也需要新建更多站點。

但在經歷了2/3/4G規模建設後,如今密集的城市已經沒有多少站址資源了,站址獲取越來越難,租金越來越貴,因此行業應儘早推動無所不在的燈杆、電力杆等社會資源與5G基站共享,為5G站址資源儲備做好充分準備。

縱觀全球各大城市的發展建設情況,基本採用了多種杆件共建共享、集約化建設的方式,高效利用城市有限的地面和空間資源。而這一場“道路革命”也在中國正在如火如荼的展開,運營商應該抓住杆件改造的機會,一把解決站址問題。

從短期看,5G第一階段建設主要在原有4G存量站點上新增5G設備,雖然不用新建站點,但還是會帶來兩大問題:一是需對存量站點的配套系統進行擴容改造;二是原站點空間有限無法擴容。

尤其是在新增5G設備後,整站功耗增加,要保證5G基站滿負載運行,需對大量存量站點的外市電引入、交流配電箱、開關電源、蓄電池等一整套電源系統進行擴容改造。這是一項繁瑣的工作,往往需要耗費大量時間和成本,比如,外市電改造週期有時長達3-6個月,改造費用動輒幾萬。而一些站點還會因空間、承重有限而無法滿足開關電源櫃、蓄電池擴容。

因此,無論是存量站改造,還是新建杆站,5G時代應創新電源配套解決方案,使之部署更簡單,改造更高效。

同時,考慮5G流量成倍增長,隨之而來的是基站能耗和電費成本上升,5G電源還需一開始就面向未來網絡綠色演進,引入節能方案,以降低網絡電費成本支出。

簡而言之,要破除5G建設難題,需重點解決站址和能源問題。目前業界有什麼樣的解決方案呢?帶著疑問,我們有幸在剛剛舉行完的2019 PT展期間,採訪了華為無線站點產品線總裁郝應濤,和我們分享了寶貴的經驗、建議和產業發展現狀。

5G商用,基站建設難題怎麼破?

政策開放,標準統一,多方共贏

Open Site抓住街道革命機會,讓站址獲取不再難

在PT展的 “5G+智慧燈杆融合發展”專題論壇上,華為總結了阻礙杆站建設的TOP問題,如杆體種類多、施工難以批量化、審批部門多時間長、協調難、電站傳齊備的優質資源還是相對有限等。

這些問題涉及面太廣了,任何一家企業都無法獨立完成,唯有跨產業攜手合作才能解決。為此,華為早在2017年就提出了Open Site倡議,為5G基站建設做好準備。

Open Site倡議想要為移動產業描繪什麼樣子前景?

郝應濤先是為我們舉了上海的例子。從2018年起,上海發起了合杆政治項目,對現有的各類設施杆件進行整合減量、規範設置,統籌考慮搭載設備。2019年,上海市政府牽頭制訂了“綜合杆”的標準,4G、5G通訊設備搭載空間也納入標準。到2020年底,上海將在500公里道路上新建和改造社會杆 ,將提供3萬個5G站點資源,這相當於上海目前站點總數的75%。

5G商用,基站建設難題怎麼破?

上海綜合杆架構標準

上海綜合杆不僅解決移動基站的站址問題,也給城市帶來了視覺美觀,大幅降低了市政綜合成本,這將會是一場不折不扣的街道革命。從上海到重慶、深圳、成都、青島…,眾多城市都開始了探索,而移動行業應該積極參與。

5G商用,基站建設難題怎麼破?

具體應該如何參與?郝應濤介紹,這就是Open Site三大方面內容:政策層面呼籲政府推動燈杆、電力杆等社會資源開放,以增加優質站址資源,並減少站點審批流程;行業層面推動標準統一,減少基建集成複雜度;生態層面創新商業模式,實現多方共贏和持續健康發展。

在政策層面,一些國家和地方已出臺了相關政策。在我國,多個省市已發佈推進智慧杆/多杆合一等相關政策,比如上海市在《關於加快推進本市5G網絡建設和應用的實施意見》中提到利用路燈杆、高架橋、龍門架等城市公共資源建設5G小型化基站,廣東省在《廣東省加快5G產業發展行動計劃(2019-2022年)》中提出大力推進5G智慧杆塔建設,併發布了《廣東省5G基站和智慧杆建設計劃(2019年-2022年)》。在海外,德國已經明確把街道上的燈杆、交通杆等資源共享給運營商,日本政府計劃開放20萬交通信號燈杆建設5G基站。

在政策牽引下,未來將出現大量集通信、道路照明、智能交通、智能監控、智能物聯等多功能於一體的、多方共享的智慧杆站或多功能杆站,但由於杆站上的設備分屬於不同的主體,需產業鏈統一標準,以減少設計和集成複雜度,讓施工批量化。

在標準統一方面,目前也已取得了一些進展,地標、團標和國標都在推進,比如深圳和上海已發佈了多功能杆地方標準,國家層面也在積極推動智慧杆標準。

郝應濤指出,標準統一首先要解決電力接入、傳輸引入和設備極簡安裝,以及與環境適配等基礎問題。和上海綜合杆類似,華為建議多功能杆站採用三段式標準:

• 頂杆是基站通信設備,採用統一的法蘭盤接口讓不同廠家的基站設備可快速安裝。在設備選型上,必須支持準宏站以上級別的設備,以使通信覆蓋最優;

• 中間是監控等各類智能設施,預留開放接口,讓攝像頭等設備可以像USB一樣可即插即用;

• 底部是供電和傳輸配套,可為不同的設備提供電源和傳輸。要求光纖到站,24小時不斷電,容量滿足全業務功耗。

政策開放和標準統一推動通信產業與非通信產業共建共享,可節省社會成本,加速5G建設。但這條路要走得更好、更遠,還需要多方共贏的商業模式。

商業模式是產業最關心的話題,郝應濤表示,Open Site已經舉辦三屆了,產業夥伴一屆比一屆多,聚合的資源力量一屆比一屆強,但每一次在商業模式討論上大家都非常關切,畢竟政策開放可以慢慢引導,標準推動也已取得一些進展,但商業模式關係行業能否持續健康發展,必須先行探索一條可行的道路。

上海的案例提供了一個可能性,由政府統一牽頭和投資,後期再交給第三方來統一運營。面向未來,隨著5G和智慧城市規模不斷擴大,多功能智慧杆投資規模也越來越龐大,郝應濤認為,未來或將創新出更多的商業模式,比如由政府牽頭,引入第三方投資等。

極簡、智能、綠色

5G Power讓5G建設更快更省

Open Site可解決5G站址難題,但存量站點的配套改造難問題怎麼破?華為既懂5G,也懂電源,為此可以打破傳統,以“三不兩免一省”的理念推出了“極簡、智能、綠色”的5G Power解決方案。“三不兩免一省”,“三不”指不動市電、不動機櫃、不動線纜;“兩免”指免調測、免維護;“一省”指幫助客戶節省改造投資成本和電費成本。“極簡、智能、綠色”,指改變傳統頭痛醫頭腳痛醫腳的電源方案,實現5G電源從“功能機”走向“智能機”時代。

極簡,就是通過全模塊化高密設計、模塊化擴容和無感知軟件平滑升級,實現部署極簡、運維極簡和演進極簡。

比如,傳統24000W電源的尺寸大小為10U,現在可以做到3U,這節省了站址空間,也節省了運輸、安裝成本,而且故障節點也少了,更便於後期維護。在室外,新型的室外刀片電源、刀片鋰電,可以和基站主設備一起模塊化拼裝,無縫整合。

在國內市場,近期東莞運營商攜手華為完成了國內首個基於全室外極簡站點部署驗證。通過採用全室外高密度刀片電源和刀片鋰電,替換掉原來室內體積龐大的電源系統和鉛酸電池組,實現了去機房去空調等冗餘設施,降低了能耗,使站點綜合TCO最優,單站每年可以節省OPEX近三萬人民幣。

5G商用,基站建設難題怎麼破?

智能,首先是實現維護智能,就是改變傳統基站電源無法遠端監控的問題,通過在電源設備上安裝傳感器,再結合數字化網管,實現電源設備“可管、可控、可視”,讓維護人員在機房就能清楚的知道基站電源哪一個模塊需要擴容,從而降低維護人員無效上站。

其次是利用智能來提高能效,即基站電源系統與其他設備系統聯動,通過優化各系統間的調度,提升利用率,避免大規模的工程改造,包括智能削峰、智能升壓等技術。智能削峰在峰值時通過外市電和智能鋰電池同時供電,保證基站用電,在波谷時對電池進行充電,可免市電改造;智能升壓可保障大功率5G主設備的拉遠供電,無需更換粗線纜。

郝應濤介紹,在海外市場,華為今年的智能鋰電發貨量相比去年增長了400%。比如澳洲、沙特等國家的電費很貴,峰谷電價差距很大,運營商通過削峰填谷技術,在用電低谷時段給鋰電充電,在用電高峰時段用鋰電放電,可大大節省電費成本。

綠色,就是提供全系統的精準能效管理,實現綠色基站。

從純粹電源來講,華為已經將配電模塊和整流模塊提升到了98%,99%以上,繼續提效空間有限。而華為著眼於全鏈路效率提升,依靠對通信和能源的理解,根據負載、環境溫度等進行智能溫控,根據AAU的拉遠情況提供最優電壓,根據日照情況管理油混、光混,最大化綠色能源的利用。

5G商用大幕開啟,5G建設潮已來,但5G建設要規模展開,得重點解決站址和能源問題。今天,產業界已做好準備,全行業正通力協作,積極推動政策開放,標準統一和商業模式創新,以及極簡、智能、綠色的5G電源方案,助力5G部署多快好省。


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