5G小基站赋能万千行业

责任编辑:甄清岚 2020.10.13 15:06 来源:通信世界全媒体

 行业背景

2020年是5G发展的关键年份,是收尾“十三五”,启航“十四五”的重要一年。中央政治局会议、国务院常务会议、中央政治局常务会等会议和相关文件多次强调“加快5G商用步伐”,充分体现了5G基建对于拉动新基建和经济增长的重要性和紧迫性。2020年3月,工业和信息化部发布《关于推动5G加快发展的通知》,提出加快5G网络建设进度,支持加大基站站址资源,加强电力和频率保障,推进网络共享和异网漫游,切实保障5G建设的顺利进行。截至3月份,已有超过20个省市发布5G相关政策。

作为直属于国务院国资委的中央企业,又是中国通信技术和信息技术的一流解决方案提供商,中国信息通信科技集团有限公司(简称“中国信科集团”)积极参与并推动中国5G的发展。集团具备强大的软硬件开发能力,拥有4G、5G、云计算等信息技术的研发和产品能力。在5G产品方面,形成宏基站、分布式皮基站和扩展型皮基站等全产品覆盖,为运营商不同价值的应用需求提供不同的解决方案。

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中信科移动公司作为中信科集团子公司,承担了集团无线通信的重要职能,中信科移动公司的使命是致力于提供最佳的无线通信与信息解决方案和综合服务,为客户创造最大价值。2G时代,公司成为国内室内覆盖的首创者。3G时代,通过数以万计的网优覆盖精品工程,成为无线网优的领军者,4G时代,转型为无线通信综合解决方案提供商,5G时代积极布局5G小基站,为运营商提供高性能、低成本的室内覆盖解决方案。

5G所拥有的高速率、大连接、低时延的三大特性,将会使得5G业务大多发生在室内。随着2020年运营商室内外基站建设的加速,预测5G将有超过80%的流量会发生在室内。未来丰富的室内应用将主要分为两类场景:一个是传统公网覆盖业务,如4K/8K超高清视频、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等,这些技术将广泛应用于大型赛事直播、游戏、远程教育、远程医疗等领域。一个是“公网专用”的室内覆盖业务,如绝大多数的5G+工业互联网应用场景,智慧轨道交通,智能制造等。同时,5G还将广泛的应用于智能园区,智慧城市和智慧能源等室内外覆盖兼顾的应用场景。可以说,5G是一个室内覆盖为王的时代。

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(1)数字化和智能化室内覆盖

相比4G室内覆盖,5G室内覆盖具备更全面的数字化管理和智能化运维的特点。随着5G网络的建设和2/3G的逐步清频退网,中国室内无线网络将具备“4/5G网络长期共存,NSA与SA网络中期共存”的特点。

由于2/3G清频退网以及终端转向5G SA网络还需要一个相对长期的过程,在1~2年内,室内无线网络的复杂性必然会给无线网络运维带来困难。同时,5G基于网络切片技术,进一步为行业客户提供了确定性网络和基于服务等级的网络,以满足不同行业应用碎片化的特点,但是单纯依赖高能耗的宏基站是无法完成服务性网络的目标。低能耗、灵活的网络切片管理以及不同服务等级网络之间的隔离和安全是5G室内覆盖需要面临的挑战。5G小基站具备安装灵活,能耗低、标准开放接口等特点,是室内覆盖的首选。而小基站统一网管、人工智能的引入和数字化运维管理工具将是未来小基站发展的三大趋势。

(2)高性能和低成本的全套行业解决方案

5G赋能万千行业,中信科移动公司的5G扩展型小基站系统具备“开放式接口,全套安全的行业解决方案、低成本和高性能”四大特点。中信科移动公司5G小基站北向业务接口满足3GPP标准定义,管理接口满足运营商统一网管标准接口,具备可开放管理特性。同时,依托中信科集团优势,可自主提供5G行业核心网、5G MEC、基于切片网络的分组光传输系统、5G小基站系统和5G CPE等各种工业终端,由自主研发产品构建的室内覆盖网络可以最大限度地保障系统的安全性、可维护性和灵活可控的端到端网络切片管理。同时,基于高性能低功耗的5G小基站解决方案,可充分实现低成本和高性能的平衡。

5G作为新基建第一项目,随着进一步基础型建设开展,“5G+”将深入到千行百业。中信科移动公司的5G小基站系统不仅仅能完成高性能的室内覆盖,同时还将开放的能力提供给云端,中信科移动公司的5G小基站系统除了与中信科集团自主知识产权的“楚天云”系统结合,同时也和众多云系统进行连接,在“智慧园区”、“智慧工厂”等项目中充分体现了“云网结合”的特性,极大降低了行业客户的建设维护成本。

5G小站解决方案

5G扩展型小基站是一种采用数字化技术,通过光纤承载无线信号传输和分布的微功率的室内覆盖方案实现低成本和低功耗的5G蜂窝技术产品。固网宽带接入到移动核心网,为用户提供包括传统蜂窝移动通信基础业务在内的固定移动融合业务。

5G扩展型小基站主要由基带单元BBU、远端汇聚单元HUB和无线射频单元RU三部分组成,其中远端单元设备先通过星形级联的方式与扩展单元设备连接,扩展单元设备再通过星链混合级联的方式与主机单元设备相连,主机单元设备再与核心网连接。扩展型小基站主要用于室内中低容量场景,满足不同室内场景的差异化需求,并辅以柔性化容量设计,实现真正的按需部署,是5G数字化室分覆盖优选方案。

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系统组网方面,BBU可以星型链接4台HUB,一个HUB可以支持扩展8个RU,在HUB满足链型级联的情况下,最小系统可以满足64端RU的无线覆盖。

系统集成设计方面,HUB和RU采用业界先进的SOC芯片,传输接口业界先进的万兆PHY,通过RJ45和HUB进行数据传输,RU采用业界领先的4通道的高集成收发器,实现ARM和FPGA的高集成度,RX最大支持带宽200M,TX最大支持带宽600M,可以同时支持4T4R 5G系统或者5G+4G双模系统。

系统能耗优化方面,利用了氮化镓自有的高功率、大宽带优势,取代LDMOS功放管,同时结合数字预失真技术降低了产品的功耗,整体效率可以提高15%以上。

系统覆盖方面,RU支持的多种功率等级产品,2TR和4TR系统均支持250mW和500mW两种产品的规格,单小区可以支持800个激活态用户,4TR的业务峰值速率可以满足1.5Gbps,2TR的业务峰值速率可以满足750Mbp。

 产品应用

(1)基于5G小站的办公楼室分覆盖建设

中信科移动公司的5G小站系统设备在实验室进行关键技术、平台、端到端业务的验证,保证满足吞吐量、时延的指标要求及关键功能符合5G的覆盖的技术指标设计要求。同时在连续覆盖的小规模外场组网测试环境下,验证移动性切换及业务速率等空口性能指标。

2020年7月中信科移动联合重庆电信在重庆完成了基于中信科移动5G小基站 (2TR,500mW) 办公楼宇室内分布的覆盖方案验证,中信科移动5G小基站成功接入商用核心网,完成了上下行峰值流量测试。100M带宽情况下,在信号较好的区域用户平均下行速率717Mbps,峰值速率719Mbps,上行平均速率260Mbps,峰值速率285Mbps。

系统设备在完成实验段测试后,进行系统工程应用定型,为后续开展产品的示范工程建设奠定了工程基础。

(2)基于5G小站平台的5G智慧工厂建设

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2019年4月,中国移动湖北公司联合中国信科集团公司在武汉正式启动了国内首个“5G智慧工厂”项目成立了“5G工业互联网”联合创新实验室,央视新闻联播等主流媒体进行了报道。通过引入基于5G的工业互联网的“5G无线+5G边缘计算+移动云平台”组网模式,目前已上线的中信科移动生产管理中心、产品交付、高清视频等一系列具体应用,可以实现设备点对点通信、设备数据上云、横向多工厂协同、纵向供应链互联,打造设备全生命周期在线管理、运营数据监控与决策、订单全程追溯的透明交付,基于5G的工业控制互操作在工厂智慧化管理中成为可能,生产效率较改造前提升30%以上。当天同时启动的5G工业互联网联合创新实验室,将借助信息化技术打通企业各流程,合力深入开展5G应用落地和示范,积极打造工业“智能+”特色,进一步扩大5G无线在工业互联网的影响力和辐射能力。

总结

5G商用网络2020已正式开启,宏基站建设已在紧锣密鼓的进行中,相比宏站来说,小基站的部署灵活、建造简单,成本低、效率高,小基站不仅可以用于增强室内网络覆盖能力,还可以为满足垂直行业的业务需求,提供更好的服务。

在5G时代,业务场景将更多地从室外转向室内,室内有赖于小基站的增强覆盖,实现热点吸热和补盲作用的小基站即将大展身手,小基站即将迎来发展机遇。5G小基站的三级架构设计方案,满足5G新时代网络和工程的需求,可以为用户、行业带来更高性价比的5G覆盖解决方案和高质量的业务体验,实现5G的快速发展。


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