距離天安門西北約35公里，北京西六環(huán)附近的溫陽路上，無人駕駛試驗(yàn)車頻繁駛過。盡管就像駛?cè)氲凸鹊臒o人駕駛行業(yè)一樣，這些車頂架著通信裝置的試驗(yàn)車，外觀看起來和幾年前并沒有太大的變化，但是這些車輛所使用的通信方式卻已經(jīng)有了巨大的進(jìn)步：從4G跨入到了5G。
無人駕駛試驗(yàn)車的通信信號來源于路旁的5G基站。2018年3月，溫陽路被北京市交管局化為首批自動駕駛車輛測試道路，此后不久，北京市第一座5G通信基站稻香湖站也率先在溫陽路建成開通。目前，在溫陽路及周邊不到10公里的無人駕駛測試路段上，已經(jīng)架設(shè)了近20座5G基站，而這些密集的5G基站也為無人駕駛試驗(yàn)車的測試提供了保障。
無人駕駛對5G基站的需求也反應(yīng)了目前行業(yè)對5G商用的急迫。在被稱為5G商用元年的2019年，包括無人駕駛廠商、各大手機(jī)品牌以及通信設(shè)備制造商等在內(nèi)的行業(yè)公司都躍躍欲試，紛紛發(fā)布了各自的5G產(chǎn)品或解決方案，并誓言自己在5G時(shí)代大有可為。
然而，相較于高漲的行業(yè)熱情，作為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方的運(yùn)營商卻不緊不慢。在5G投資方面，年初，三大運(yùn)營商均表示，將根據(jù)今年5G規(guī)模試驗(yàn)的結(jié)果再決定明年是否擴(kuò)大投資。根據(jù)規(guī)劃，2019年中國移動、中國聯(lián)通和中國電信的5G總投資在310億左右，遠(yuǎn)低于4G和3G商用元年的投入。盡管5G商用牌照的發(fā)放加速了5G紅利的釋放，但從三大運(yùn)營商最新的表態(tài)來看，目前，國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仍在緩慢而有序的推進(jìn)中。
5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)略顯緩慢，一方面有三大運(yùn)營商整體業(yè)績下滑以及5G商用前景尚不明朗的背景，但另一方面，建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)核心的5G基站本身面臨的諸多挑戰(zhàn)，同樣是三大運(yùn)營商未能完全放開部署的重要原因。
5G基站建設(shè)挑戰(zhàn)在哪？
在6月26日舉行的2019上海世界移動通信大會上，中國移動、中國聯(lián)通和中國電信三大運(yùn)營商紛紛發(fā)布了5G建網(wǎng)和布局的最新進(jìn)展。
中國移動董事長楊杰宣布，2019年中國移動將在全國范圍內(nèi)建設(shè)超過5萬個(gè)5G基站，在超過50個(gè)城市實(shí)現(xiàn)5G商用服務(wù)；2020年，將進(jìn)一步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，在全國所有地級以上城市城區(qū)提供5G商用服務(wù)。
中國電信董事長柯瑞文表示，在5G建設(shè)初期，中國電信將在全國40個(gè)城市建設(shè)NSA／SA混合組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，提供5G服務(wù)，同時(shí)，力爭在2020年率先全面啟動5G SA的網(wǎng)絡(luò)。中國聯(lián)通總經(jīng)理李國華則透露，聯(lián)通今年將在40個(gè)城市建設(shè)5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，搭建各種行業(yè)應(yīng)用場景。
結(jié)合三大運(yùn)營商的最新表態(tài)，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)，2019年三大運(yùn)營商將在全國建成10萬到15萬座5G基站。而從城市來看，截止目前，宣布將在今年年底前建成超過1萬座5G基站的城市有北京、上海、深圳和成都。考慮到在最早進(jìn)行5G商用的韓國，僅在首爾周邊就已建成了超過5萬座5G基站，仍無法實(shí)現(xiàn)5G信號的完全覆蓋，1萬座基站遠(yuǎn)無法滿足上述城市正常的5G商用。
5G基站建設(shè)本身面臨的諸多挑戰(zhàn)，是三大運(yùn)營商未能完全放開部署5G網(wǎng)絡(luò)的重要原因。相比于4G網(wǎng)絡(luò)，5G通信系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)和性能都有大幅提升，5G基站設(shè)備單站處理能力比4G基站提升了數(shù)十倍以上，這就自然增加了5G基站的建設(shè)難度。
5G基站使用高頻頻段電磁波通信，電磁波的一個(gè)顯著特點(diǎn)是：頻率越高波長越短，在傳播介質(zhì)中的衰減也越大。相較于4G基站，5G基站的傳輸距離大幅縮短，覆蓋能力也大幅減弱，覆蓋同一個(gè)區(qū)域需要的5G基站數(shù)量將大大超過4G基站。
據(jù)中國工程院院士鄔賀銓預(yù)計(jì)，5G組網(wǎng)需要的基站的數(shù)量將是4G的4到5倍。基站需求的增加，一方面意味著運(yùn)營商需要向通信設(shè)備商支付更多的采購費(fèi)用，另一方面也意味著基站建成后，運(yùn)營商需要支付更高的運(yùn)營成本。
以占運(yùn)營商總運(yùn)營成本的15％的電費(fèi)為例。據(jù)《深網(wǎng)》了解，在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，能耗主要集中在基站、傳輸、電源和機(jī)房空調(diào)等部分。其中，基站是整個(gè)移動通信網(wǎng)絡(luò)能耗的主要來源，占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗的80％以上。在基站中，AAU（有源天線單元）、散熱系統(tǒng)等能耗較大，BBU（負(fù)責(zé)處理計(jì)算的基帶單元）的功耗相對較小。
5G基站功耗大小，各廠商的數(shù)據(jù)不一，但總體上相較于4G基站均有不同程度的上升。一位業(yè)內(nèi)人士向《深網(wǎng)》透露，5G基站功耗可能達(dá)到4G基站的3倍。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)EJL Wireless Research透露，5G基站能耗上升，部分原因是引入了Massive MIMO（多天線技術(shù)），4G基站主要采用4T4R MIMO，而5G基站則采用了64T64R MIMO，這增加了基站總功耗。
更多的基站、更高的功耗，將導(dǎo)致運(yùn)營商電費(fèi)支出的指數(shù)級增長。而且，由于5G基站的高能耗，運(yùn)營商在建設(shè)的過程中還將面臨需要為基站重新引電等新的問題。
此外，5G基站建設(shè)還面臨其他配套設(shè)施改造的問題。在5G時(shí)代，基站上的掛靠的天線（負(fù)責(zé)線纜上導(dǎo)行波和空氣中空間波之間轉(zhuǎn)換的單元）和RRU（負(fù)責(zé)射頻處理的單元）被整合成了AAU（有源天線單元），細(xì)長類型的2G、3G、4G設(shè)備變成了矮胖型的5G設(shè)備，5G設(shè)備的重量相比于4G設(shè)備更重了。
據(jù)《深網(wǎng)》從華為北京研發(fā)總部5G展廳了解到，華為5G設(shè)備重40公斤左右。如果以每座基站需要三臺設(shè)備，且均安裝有三家運(yùn)營商的設(shè)備計(jì)算，那么每座5G基站需要承重360公斤以上，這給一些現(xiàn)有的基站設(shè)施帶來了挑戰(zhàn)。
5G基站建設(shè)，瞄準(zhǔn)降成本
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP定義了5G三大應(yīng)用場景包括eMBB（增強(qiáng)移動寬帶），mMTC（海量機(jī)器類通信）和uRLLC（超可靠低時(shí)延）。而對于5G網(wǎng)絡(luò)的部署架構(gòu)，3GPP則定義了非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）和獨(dú)立組網(wǎng)（SA）兩種標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)，NSA僅能支持eMBB的業(yè)務(wù)場景，SA則主要能支持mMTC和uRLLC的業(yè)務(wù)場景。
業(yè)內(nèi)關(guān)于SA／NAS前景的共識是：SA是未來趨勢。工業(yè)和信息化部部長苗圩此前對媒體表示，將來20％左右的5G設(shè)施將用于人和人之間的通訊（eMBB場景），80％用于物和物，物和人之間的通訊，也就是物聯(lián)網(wǎng)，比如未來的無人駕駛汽車（mMTC和uRLLC場景）。換句話說，SA具有更大的商用想象空間。
不過主要受限于成本原因，運(yùn)營商在5G基站建設(shè)初期將主要圍繞NSA展開。華為5G產(chǎn)品線相關(guān)負(fù)責(zé)人近日對《深網(wǎng)》表示，“NSA不是5G的必經(jīng)階段，運(yùn)營商可以從一開始就選擇部署SA。但是NSA可以利用原有4G的核心網(wǎng)，控制5G初始投資，所以很多運(yùn)營商一開始選擇NSA方式部署5G。”
5G NSA能從原有的4G基站直接升級改造而來。公開數(shù)據(jù)顯示，到2018年底三大運(yùn)營商4G基站總數(shù)超過了372萬個(gè)，其中中國移動約占一半，中國聯(lián)通、中國電信各約占1／4。改造這些現(xiàn)存的4G基站，能在很大程度上降低運(yùn)營商初期在5G基站建設(shè)上的投入成本。
除了選擇從更為經(jīng)濟(jì)的5G組網(wǎng)方式外，運(yùn)營商也將從基站本身成本的入手，包括選擇更便宜的基站和建設(shè)更多的微基站。
上述華為5G產(chǎn)品線相關(guān)負(fù)責(zé)人向《深網(wǎng)》透露，“華為已經(jīng)研究出5G極簡產(chǎn)品和解決方案，可以支持多頻段、多制式高度集成在一個(gè)基站產(chǎn)品中，所以運(yùn)營商只需要將原來的基站進(jìn)行升級，不僅可以提供超大的容量以及與4G基站相同的覆蓋，還可以同時(shí)兼容2G、3G、4G和5G多個(gè)制式和多個(gè)頻段，無需新增站點(diǎn)和基站。”但對于該產(chǎn)品的具體形態(tài)以及運(yùn)營商是否會大規(guī)模使用的問題，《深網(wǎng)》暫未得到答復(fù)。
基站分為微基站和宏基站，室外常見以鐵塔方式存在的基站為宏基站，而經(jīng)常出現(xiàn)于部分城區(qū)和室內(nèi)的基站為微基站。5G時(shí)代，由于5G宏基站覆蓋面積更小，且5G信號的穿透力不如4G信號等特性，運(yùn)營商無論從控制成本還是提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果方面考慮，都將更大規(guī)模的使用5G微基站。
此外，運(yùn)營商也將在5G網(wǎng)絡(luò)的部署形態(tài)上選用更經(jīng)濟(jì)的方案，如C－RAN（集中化無線接入網(wǎng)）。C－RAN是中國移動在4G時(shí)代開發(fā)的集中化網(wǎng)絡(luò)部署方案，其本質(zhì)是通過集中化的部署方式，減少基站機(jī)房數(shù)量，減少能耗，并采用協(xié)作化、云化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源共享和動態(tài)調(diào)度，提高頻譜效率，達(dá)到低成本、高帶寬和靈活運(yùn)營的目的。
據(jù)中國移動研究院此前透露，C－RAN集中化部署已經(jīng)成熟。中國移動對成都、太原、深圳和珠海幾個(gè)C－RAN試點(diǎn)城市的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，引入C－RAN可以大幅度降低OPEX（管理支出）和CAPEX（資本性支出），其中OPEX的降低可以達(dá)到50％，CAPEX則可以降低15％。
在4G時(shí)代，C－RAN帶來巨大的成本削減，受到了運(yùn)營商的歡迎和追捧，而到了基站建設(shè)成本更高的5G時(shí)代，這種集中化的方式也受到了各家運(yùn)營商更多的重視。中國移動此前曾多次召開C－RAN相關(guān)的技術(shù)研討會，而在2019上海世界移動通信大會期間，中國移動研究院網(wǎng)絡(luò)與IT技術(shù)研究所副所長李晗公開提到“5G（網(wǎng)絡(luò)部署）主體為C－RAN架構(gòu)”。
5G基站設(shè)施，共建共享是趨勢
5G時(shí)代基站更集，基站的建設(shè)和運(yùn)營成本也更高，如果以傳統(tǒng)的基站建設(shè)方式，三大運(yùn)營商分別建設(shè)各自的基站設(shè)施，那么5G網(wǎng)絡(luò)的部署進(jìn)度將會被建設(shè)成本嚴(yán)重拖累。運(yùn)營商5G基站設(shè)施的共建共享就尤為重要。
4G時(shí)代，中國鐵塔很好的解決了三大運(yùn)營商鐵塔等基站設(shè)施重復(fù)建設(shè)的問題，不過由于運(yùn)營商基站密度和用戶分布不同，4G基站設(shè)施的共建共享效果并不算理想。到了5G時(shí)代，三大運(yùn)營商采用統(tǒng)一制式，而且在5G建設(shè)初期采用的NSA組網(wǎng)方式需要4G和5G雙鏈接，三大運(yùn)營商各自單獨(dú)采購?fù)ㄐ旁O(shè)備，再共建共享鐵塔等5G基站設(shè)施就完全具有可能性。
最新的數(shù)據(jù)顯示，中國鐵塔已協(xié)同支撐運(yùn)營商在全國范圍內(nèi)建設(shè)了超過10000個(gè)5G試點(diǎn)站。據(jù)中國工程院院士鄔賀銓此前介紹，中國鐵塔已儲備超千萬級的站址資源，以及自有超過196萬的存量站址資源，全力支撐5G低成本快速布網(wǎng)。
事實(shí)上，包括鐵塔在內(nèi)的5G基站設(shè)施的共建共享已成為加速5G組網(wǎng)的必然趨勢。橫向?qū)Ρ忍幵?G第一梯隊(duì)的美國、韓國和日本來看：
在美國，由于基站站址獲取和鐵塔租賃成本極高，在4G時(shí)代就出現(xiàn)了大量的路燈和電線桿等共享資源，而據(jù)媒體報(bào)道，美國目前已建成的數(shù)千個(gè)5G新基站，基本都安裝在路燈和電線桿等公共基礎(chǔ)設(shè)施上；
韓國科技信息通信部在2018年4月曾發(fā)文表示，由于城市空間有限，SK、KT和LG U＋三家韓國運(yùn)營商將共建共享5G網(wǎng)絡(luò)，以加速5G部署、有效利用資源、減少重復(fù)投資；
在日本，5G之前就已積累了各種共享站點(diǎn)，為了最大限度的節(jié)約5G建設(shè)投資，日本東京電力公司（TEPCO）提出向運(yùn)營商開放電力桿塔資源，日本電報(bào)電話公司（NTT）則提出與KDDI、軟銀這兩家日本電信運(yùn)營商共享5G基站。
而在國內(nèi)，工信部于今年6月5日正式出臺《關(guān)于2019年推進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的實(shí)施意見》，提出以提高存量資源共享率為出發(fā)點(diǎn)建設(shè)5G基站，除了開發(fā)原有基站存量外，還將利用路燈桿和監(jiān)控桿等公用設(shè)施開展5G基站（特別是微基站）建設(shè)，以期在短時(shí)間內(nèi)能夠在重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)覆蓋。
地方政府也紛紛出臺相關(guān)政策支持5G基站設(shè)施建設(shè)：4月，浙江省發(fā)布《浙江省人民政府關(guān)于加快推進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見》，提出各級政府要在土地、電力接引、能耗指標(biāo)、市政設(shè)施等資源要素上給予重點(diǎn)保障，免費(fèi)開放辦公樓宇、綠地資源、桿塔等，支持5G基站建設(shè)；
5月，廣東省發(fā)布《廣東省加快5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃（2019－2022年）》，提出免費(fèi)開放公共建筑和桿塔等資源支持5G基站建設(shè)，禁止任何單位或個(gè)人在基站建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)中違規(guī)收取額外費(fèi)用；
6月，河南省發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的通知》，提出推進(jìn)移動通信基站塔（桿）資源與社會塔（桿）資源雙向開放共享，保障5G基站建設(shè)用地，推動公共區(qū)域向5G基站建設(shè)開放等。
各地的政策大同小異，核心都是通過鼓勵基站設(shè)施的共建共享以及社會公共資源的開放，降低5G基站的建設(shè)成本，從而加速5G網(wǎng)絡(luò)的部署進(jìn)度。
“4G改變生活，5G改變社會”，從5G應(yīng)用的角度來看，5G網(wǎng)絡(luò)部署已不再僅僅是三大運(yùn)營商的問題，它既需要三家運(yùn)營商在基站設(shè)施建設(shè)上的共享共建，也需要社會公共資源的充分供給。
運(yùn)營商需要找到新的應(yīng)用場景
據(jù)中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院等機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2024年，中國5G用戶將突破10億戶，滲透將達(dá)到90％以上。而在未來五年，中國的5G市場將達(dá)到萬億元的規(guī)模，成為全球最大的5G市場。5G巨大的商業(yè)前景不言自明，但正如前文所述，高昂的網(wǎng)絡(luò)部署成本是首要問題。
6月26日，GSMA（全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會）發(fā)布的《移動經(jīng)濟(jì)》系列亞太版報(bào)告顯示，亞洲運(yùn)營商計(jì)劃在2018至2025年間投入3700億美元構(gòu)建新的5G網(wǎng)絡(luò)，其中僅中國一個(gè)國家就預(yù)計(jì)將為5G投資1840億美元。而6月28日下午，工信部原部長李毅中在金融界2019夏季達(dá)沃斯之夜暨智享＋科技高峰論壇上表示，預(yù)計(jì)5G全國布網(wǎng)需要600萬個(gè)基站，投資1．2－1．5萬億。
萬億級別5G建設(shè)的投資主體是三大運(yùn)營商，而主要的投資費(fèi)用是以基站建設(shè)為主的網(wǎng)絡(luò)部署。盡管運(yùn)營商可以采用多種方式降低建設(shè)成本，但面對萬億元級別的資本投入，節(jié)流的同時(shí)，開源也同樣主要。
當(dāng)前，三大運(yùn)營商還在4G網(wǎng)絡(luò)建成回本的階段，新的網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也讓運(yùn)營商的業(yè)績在不同程度上承壓。考慮到先期采用NSA組網(wǎng)方式的5G網(wǎng)絡(luò)僅能支持面向eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）場景，面向C端的流量生意還是運(yùn)營商先期的主流。但4G時(shí)代，運(yùn)營商之間低資費(fèi)的流量競爭就已趨于白熱化，單純向個(gè)人用戶售賣流量已經(jīng)不足以支撐運(yùn)營商的5G建設(shè)成本，三大運(yùn)營商亟需尋找新的增長空間。
中國移動董事長楊杰在2019上海世界移動通信大會上表示，5G ≠4G＋1G，他透露中國移動將投300億設(shè)立5G聯(lián)合創(chuàng)立基金，首期規(guī)模為70～100億元，在視頻應(yīng)用等生態(tài)方面，將投入30億元。
而華為5G產(chǎn)品線相關(guān)負(fù)責(zé)人也向《深網(wǎng)》透露“華為也在積極聯(lián)合運(yùn)營商、產(chǎn)業(yè)組織和優(yōu)質(zhì)企業(yè)，探索5G時(shí)代的行業(yè)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)新的商業(yè)機(jī)會，提升5G產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)空間。”
值得注意的是，三家運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將首先從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)熱點(diǎn)區(qū)域開始，而非全面鋪開。工信部信息發(fā)展司司長、新聞發(fā)言人聞庫此前在例行新聞發(fā)布會上曾表示，5G的建網(wǎng)和運(yùn)營路徑，將遵循：“先從熱點(diǎn)地區(qū)，需求大的地方啟動，再逐步外擴(kuò)”的路徑。中國工程院院士鄔賀銓在此前接受《財(cái)約你》采訪時(shí)也表示，5G基站建設(shè)將從北京、上海、深圳等地區(qū)率先鋪開，其中很重要的原因是這些地區(qū)有豐富的應(yīng)用場景。
5G網(wǎng)絡(luò)部署將從NSA開始，逐步過渡到SA，而應(yīng)用場景也將從主要面向C端流量用戶的eMBB（增強(qiáng)移動寬帶），轉(zhuǎn)換到主要面向B端用戶的mMTC（海量機(jī)器類通信）和uRLLC（超可靠低時(shí)延）。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的逐步部署，運(yùn)營商對5G商業(yè)模式的探索，也亟需從單純的數(shù)據(jù)流量服務(wù)轉(zhuǎn)向低時(shí)延、高可靠、大連接等多元化的應(yīng)用場景。
作者：馬關(guān)夏