運營商5G部署商用問題探究

月球, 楊小樂

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

國內(nèi)外主流運營商計劃于2020年推出5G網(wǎng)絡服務，到2021年底預計全球5G終端超過2 500萬臺，主要為固定和移動寬帶服務。根據(jù)評估機構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，到2021年底，將有50多家運營商將在近30個國家內(nèi)提供5G的服務。

1 5G標準進展

ITU于2015年啟動5G國際標準制定的準備工作，首先開展5G技術性能需求和評估方法研究，明確候選技術的具體性能需求和評估指標， 形成提交模板；2017年ITU-R發(fā)出征集IMT-2020技術方案的正式通知及邀請函，并啟動5G候選技術征集；2018年底啟動5G技術評估及標準化；計劃在2020年底形成商用能力。

3GPP 5G研究將包含3個版本：R14、R15、R16。目前處于R15階段——R15中將包括5G新空口NR標準以及用于與核心網(wǎng)接口的非獨立/獨立部署（后文將有詳細闡述）。業(yè)界在2018年除了將擁有第一個5G標準，同時也將有第一批相關通信設備。隨著業(yè)界對5G無線接入網(wǎng)的關注告一段落，隨后將是對5G核心網(wǎng)技術的廣泛關注?；?GPP R15標準的5G商用服務將于2018年底提供。這是業(yè)界對目前首先基于現(xiàn)有LTE架構(gòu)上的非獨立5G NR共同努力的結(jié)果，而3GPP R16標準將在2018年中確定。

2 5G試驗情況

目前，國內(nèi)三大運營商均已啟動5G試驗、測試。

中國移動已在北京、上海、廣州進行5G外場測試。

中國電信已在上海、北京、廣州分別設立了5G實驗室分部，分別側(cè)重于5G業(yè)務、網(wǎng)絡技術和融合組網(wǎng)與運營的試驗。

中國聯(lián)通正在建設的5G開放實驗室將重點圍繞基礎網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡能力開放兩方面，分別設置物聯(lián)網(wǎng)實驗室、車聯(lián)網(wǎng)實驗室和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實驗室。

圖1 CU分離演進

3 5G網(wǎng)絡平滑演進步驟

5G新的業(yè)務模式及需求將帶來新的網(wǎng)絡架構(gòu)出現(xiàn)，在一定時期內(nèi)，未來網(wǎng)絡（NextGen Core和New Radio）將會與現(xiàn)有4G網(wǎng)絡共存。

未來對于5G網(wǎng)絡如何實現(xiàn)平滑過渡，建議經(jīng)過如下4個步驟。

3.1 網(wǎng)元形態(tài)向通用平臺、軟件化演進

在5G網(wǎng)絡部署初期，可考慮將核心網(wǎng)功能部署在基于NFV技術的虛擬化平臺上。以實現(xiàn)5G靈活組網(wǎng)、快速部署、便捷網(wǎng)絡調(diào)整、快速引入新功能的特點。

3.2 用戶面更加扁平、簡化轉(zhuǎn)發(fā)功能

網(wǎng)絡虛擬化、軟件化后，為實現(xiàn)高效率的轉(zhuǎn)發(fā)，可進一步分析現(xiàn)有EPC網(wǎng)關上的內(nèi)容計費、數(shù)據(jù)優(yōu)化等內(nèi)容處理功能的部署方式。5G用戶面采用更扁平、簡化的組網(wǎng)架構(gòu)模式，CU分離演進如圖1所示。

3.3 針對eMBB業(yè)務，在EPC中組建不同業(yè)務的DCN網(wǎng)絡

如圖2所示，DCN作為網(wǎng)絡切片的過渡方案，可理解為先將eMBB網(wǎng)絡切片通過EPC網(wǎng)絡升級實現(xiàn)，再逐步過渡到完整的網(wǎng)絡切片方案。

3.4 控制面功能重構(gòu)及模塊化

控制面功能重構(gòu)如圖3所示，將EPC控制功能與EPC網(wǎng)關的控制面功能進行融合、簡化，其中獨立的控制功能模塊可進行靈活的組合，構(gòu)建差異化的網(wǎng)絡能力。

圖2 DCN選擇

3.5 實現(xiàn)按需網(wǎng)絡切片部署

最后通過網(wǎng)絡切片為增強寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、安全專網(wǎng)等多種業(yè)務場景提供更靈活便捷、邏輯隔離的組網(wǎng)。即通過軟件化的網(wǎng)元功能、定制化的控制面模塊，實現(xiàn)不同功能的網(wǎng)絡切片部署。

4 5G商用之路還有多遠

圖3 控制面功能重構(gòu)

5G網(wǎng)絡能夠給用戶帶來更快的速度、更低的時延、海量的IoT應用入網(wǎng)成為可能——連接速度增加和時延降低可給用戶提供閃電般的下載、高清晰度的視頻體驗和虛擬桌面等新的應用，以及由物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術帶來的對更高密度端點的支持。表1為目前各個國家所承諾的5G商用時間。

表1 各個國家所承諾的5G商用時間

雖然業(yè)界大部分認為5G將會為企業(yè)帶來變革，但5G如何引發(fā)這種轉(zhuǎn)型仍不明朗，未來5G商業(yè)部署及應用仍然有大量工作要做。

首先，雖然標準化將加快商業(yè)5G網(wǎng)絡的上市時間，但是5G應用進展緩慢。根據(jù)市場運作規(guī)律，5G應用將在網(wǎng)絡部署后大規(guī)模開發(fā)。盡管一些網(wǎng)絡供應商和運營商將5G作為下一個創(chuàng)新驅(qū)動因素，但現(xiàn)在除了物聯(lián)網(wǎng)領域之外，5G的企業(yè)用例幾乎沒有。

其次，5G的成本節(jié)約體現(xiàn)在低功耗和降低每比特流量下的網(wǎng)絡的成本，但其網(wǎng)絡節(jié)約所帶來收益遠不如通過5G網(wǎng)絡來產(chǎn)生新的收入增長點。目前圍繞5G的收益部分還是體現(xiàn)在對現(xiàn)有網(wǎng)絡的極大改善上，例如，雖然可以更快地下載文件和流式傳輸視頻和媒體，但與舊網(wǎng)絡相比，對網(wǎng)絡的升級和改造所增加的成本不一定能夠超過所獲得的收益。

另外，根據(jù)3GPP標準進展， 5G將采用毫米波技術。毫米波頻段具有一些局限性，主要體現(xiàn)在覆蓋范圍及受干擾性上，這會在很大程度上對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的可用區(qū)域進行限制。同時，5G的毫米波特性也要求新建許多高成本的小型基站。

可見，在各大組織對5G的標準化、各運營商5G試驗加快進展的背后，5G的商用之路還將面對更多挑戰(zhàn)，而運營商5G網(wǎng)絡的部署及4G網(wǎng)絡的演進還將是個漫長的過程。