1 移劢通信发展趋势对基础设施 的需求和思考 通信技术研究院 邹勇 2017年8月 2 Contents Page 目 录 一、移劢通信发展的驱劢力 二、移劢通信技术发展趋势 三、需要关注和思考的问题 3 1.18 3.99 5.41 8.79 13.21 20.62 41.87 93.64 15.37 26.7 66.1 72.8 98.2 139.4 205 389.3 772 1377 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年4月 移劢亏联网流量高速增长 总流量(亿G) 月户均流量(M) 驱动力驱动力1 1：流量流量保持高速增长保持高速增长 1.1 在视频、直播等新兴移劢亏联网业务带劢下，近年来移劢亏联网流量保持高速增长态势，年 均复合增长率超过50%，2017年4月月户均流量已达1377MB，工信部十三亐规划预测，2020 年月户均流量将达3.1GB，流量高速增长将对移劢网络提出新的需求。 数据来源：工信部统计公报 3G规模商用 4G规模商用 大流量套餐 4 驱动力驱动力2 2：业务要求不断提升：业务要求不断提升 1.2 更高带宽、更低时 延的增强移动宽带 eMBB 支持海量用户连接 的物联网 mMTC 超高可靠性、超低 时延业务 uRLLC 场景丌断丰富 性能丌断提升 5 Contents Page 目 录 一、移劢通信发展的驱劢力 二、移劢通信技术发展趋势 三、需要关注和思考的问题 6 频谱供需矛盾日益突出频谱供需矛盾日益突出 2.1 无线电频谱是移劢通信最稀缺的基础资源，业务 量激增导致频谱供需矛盾日益突出。 目前三家运营商的频谱资源尚不能完全满足到2020年的需求，5G 时代，频谱赤字将更加严重； 一方面需要采用新技术提高频谱利用效率，另一方面需要分配新 的频谱资源。 频段 中国移劢 中国联通 中国电信 1G以下 20*2 6*2 10*2 1.8G-2.1G 25*2+45 50*2 40*2 2.3G 50 20 20 2.6G 60 20 20 目前三家运营商频谱资源 月户均流量 776MB 2016年 典型单站频谱 约40MHz*2 月户均流量 3.1GB 2020年 典型单站频谱 约115MHz*2 5G时代 IMT2020预测： 6GHz以下需要 808M-1078M 6GHz以上需要 14G-19G 7 5G5G网络启用更高频段将是大势所趋网络启用更高频段将是大势所趋 2.2 未来5G网络，连接覆盖和移劢性主要依靠6GHz以下频率实现，热点区域峰值流量主要依靠 6GHz以上频率承载。高频信号传输损耗更加严重，精准覆盖、深度覆盖的需求更加迫切，网络 结构、设备形态也将随之发生变化。 高频 低频 WRC15/19 WRC19 10 50 40 30 20 60 80 70 90 1 5 4 2 6 3 GHz 可见 光 蜂窝 频段 通信系统频率越高，损耗越大 高频段：6GHz以上，具有连续大带宽频谱，满 足高业务需求。 低频段：6GHz以下，作为基础覆盖层，实现广 域和连续覆盖。 频段定位 3.5GHz最有可能成为国内5G首发频段。 未来将向26GHz和38GHz更高频率演进。 运营商现有的低频资源也会逐步进行5G重耕。 频谱趋势 2018年9月，第一版5G国际标准将完成。 预计2020年，国内将开始5G商用。 部署节奏 8 站址规模：目前190余万。 站址密度：市区约300-500米， 部分区域甚至达到200米左右； 郊区1-2km。 热点覆盖层 室内：室分 70%流量承载 深度覆盖层 微站：杆站/挂墙 85%数据连接 基础覆盖层 宏站：铁塔/屋顶 95%人口覆盖 网络向异构形态转变，加网络向异构形态转变，加站转向站转向深度和深度和热点热点覆盖覆盖 2.3 移劢通信网络逐步向分层立体组网转变，网络呈现宏站不微站协同、室内不室外协同、高站 不低站搭配的异构网形态。宏站作为广域覆盖的中坚力量是基础，微站和室分是深度覆盖和容量 吸收的重要手段。 720P、1080P 50m 100m 300m 1km 站间距 4K Video AR、1/2VR VR 站高/覆盖人口 15m/85% 25m/90% 35m/95% 5m/70% 语音、360P 10km 宏站规模已经基本饱和 9 基站向云基站向云化架构化架构演进，演进，BBUBBU逐渐集中建设逐渐集中建设 2.4 宏站 微站 超级宏站 微站 为提升网络资源效率，运营商逐步推进无线网向于化架构演进。基站基础设施将随之转变， 站点逐渐向小型化、轻量化演进。但受传输资源限制，演进至BBU大集中，将经历较长历程。 宏站 现在：BBU小规模集中 过去：单站部署BBU 一体化基站，每个基站自成体系 基站和配套全部置于机房 基站通过馈线与天线连接 未来：BBU于化大集中 BBU-RRU点对点，2030个 BBU集中堆叠 基带资源静态一 一对应固定分配 50+BBU或更大规模，集中成池 动态载波调度、虚拟化云计算、 应对潮汐效应 宏站 末端站点越来越简单， 大机房的需求越来越少 10 室分有源数字化，共享或是大势所趋室分有源数字化，共享或是大势所趋 2.5 室分技术：随着高频段的启用、芯片和集成电路技术的发展、成本的降低，室分技术将逐步 从无源向有源数字化演进，价值较高的机场、车站、体育场馆等大中型公共建筑会率先采用。 室分技术将逐步向光分和分布式微站演进，基于成 本考虑，无源和光纤室分在近阶段仍然是主流。 大中型公共建筑，ARPU值较高，回收期短，将率 先采用分布式微站建设。 技术 趋势 无源室分：技术成熟，造价低，目前在各场景广泛 使用，但不支持3GHz以上频率，难以支撑未来5G 新增频段的需求。 光纤室分：可管可控，目前主要用于住宅小区、工 业园区等业务量低或施工难度大的建筑群，较微站 成本低、可共享，未来5G也会有一定需求。 微站室分：高容量、高性能、高造价，在业务量高 的大型公共场所正逐步采用。 室分 技术 对比 高频？ 容量？ 共享？ 中国移动要求从2017年起在流量高、隔断少的室内场 景，微站应用比例不低于50%； 联通和电信的演进节奏相对保守，迫于成本压力，仍以 传统无源室分为主。 11 室分有源数字化，共享或是室分有源数字化，共享或是大势所趋（续）大势所趋（续） 2.5 建设模式：目前，传统无源室分已经得到广泛应用，在5G时代仍有利用价值，多种室分技术 将在一定时期内并存，但受建筑物内部空间和资源限制，共享戒是大势所趋。 无源和微站混合、叠加虽然技术可行、成本合适，但天 线和线缆数量太多，机房、管道、桥架资源面临不足， 实施难度大，各自为战不可持续，共享或许是大势所 趋。 三家运营商存量室分已达70多万套，绝大部分采 用传统无源室分，沉淀了千亿以上的投资。 5G初期，传统无源室分会继续发挥余热，多种 技术混合、叠加的情况会越来越常见。 无源室分解决现有低频段系统覆盖，分布式微站 解决3.5GHz以及其他高频段系统覆盖，光分在 部分业务量低、不便走线的场景补充替代。 多种技术并存，混合、叠加越来越常见 高价值场所：采用分布 式微站（新建）或分布 式微站结合无源室分的 方式（存量）。 低价值场所：主要采用 无源室分或光纤室分， 其中部分频率的通信系 统演进到5G。 天花板空间 管道空间 桥架空间 机房空间 共享戒 许是大 势所趋 12 基基站多频多模，小型化微站渐成主流站多频多模，小型化微站渐成主流 2.6 三家运营商的频率资源呈现碎片化分布，随着新频段的逐步启用，频 率碎片化会越来越严重，采用多频多模基站，可多个系统共用基站硬 件资源，降低设备硬件投资。 基站多频多模是趋势，在技术上已经没有难度，推进的制约因素是运 营商现在一代一代叠加建网的建设模式和厂家分布格局问题。 基站多频多模，降低设备硬件投资 频段越高，传输损耗和穿透损耗越大，低频段采用大功率宏站覆盖效 率更高，高频段采用贴近用户的小型化微站覆盖效率更高。 三家运营商现有频段上（800MHz2.6GHz）的基站设备，即使演 进到5G，仍将以大功率宏站为主。 测试结果显示，3.5GHz频段覆盖范围接近目前2.6GHz，可能仍以 大功率宏站为主。 对于6GHz以上的高频段，将绝大部分都是微站。 小型化微站，贴近用户精准覆盖 GSM900 GSM1800 LTE1800 WCDMA2100 降低设备能耗 减少安装空间 降低硬件投资 1GHz 2GHz 3GHz 6GHz 30GHz 微站比例 频率 100% 0 13 天线多频多天线多频多模、一体化、阵列化是趋势模、一体化、阵列化是趋势 2.7 多频多模多端口 低频段宏站 有源一体化 小微站 大规模阵列 高频段超级宏站 通过天线振子布放技术，减少天线数量和 风荷，提高天线集成度、MIMO能力。 4端口及以下天线的需求逐年下降，近几年 现有2.6GHz以下频段的主流需求将是6端 口和8+端口天线，ABI咨询预测2021年6 端口以上天线占比将超过65%。 灯 杆 型 墙 面 型 与主设备集成、一体化，精致小 巧、隐蔽美化。 未来小微基站绝大部分都是有源 一体化的设备形态，而且美化程 度将越来越高。 8 端 口 天 线 17102690MHzx4 1360x620x160 4 端 口 天 线 17102690MHzx2 1360x320x80 Massive MIMO 天 线 800x600x150 Massive MIMO是提升容量和速率 的一项重要技术，天线数量越多，提 升效果越好，体积较常规天线有一定 增加，对铁塔风荷有一定影响。 高频段TDD系统将率先使用，主要应 用于高容量的商业区、学校等场景， 预计2020年使用占比10%30%。 原型机 64Ants 14 Contents Page 目 录 一、移劢通信发展的驱劢力 二、移劢通信技术发展趋势 三、需要关注和思考的问题 15 主动适应建设需求的结构性调整主动适应建设需求的结构性调整 3.1 建设需求逐步向微站、室分转移，宏站需求规模逐步减少，据华为公司预测，至2020年，微 站将占新增需求的50%左右。 宏站需求规模减少：根据站址规划，2017年塔类需求约52.7万（含约19万L800升级），较2016年下降26.3%； 微站需求快速增长：随着4G网络转向深度覆盖和热点覆盖，微站作为电信企业“吸热补盲” 的重要手段，近三年需 求快速增长，预计2017年需求将超过12万，增幅达到43%。 3.6 8.7 12.9 2015年 2016年 2017年预计 站点/年 199X 2016 2005 2021 室分 微站 宏站 数据来源：华为预测 48.5 71.5 52.7 2015年 2016年 2017年预计 时间点 运营商近三年微站建设数量 运营商近三年宏站建设需求 建设需求变化趋势 16 打造专业化能力，抓住微站发展机遇打造专业化能力，抓住微站发展机遇 3.1.1 微站的建设模式和站址获取方式都将发生变化，要未雨绸缪，主劢适应建设需求的结构性调 整，打造三项基础能力，促进业务可持续发展。 微站建设主要特点 点多站密：点多站密：覆盖范围只有100米左右，未来点多站密。 安装灵活：安装灵活：设备小、功耗低，对配套设施的要求较低，承 载物大多为路灯、建筑物墙面等公共设施。 初期难共享：初期难共享：由于运营商发展不均衡，近阶段微站往往是 个性化的需求，共享率较低，未来微站上量、网络架构趋 于稳定后，共享率会提升。 主要承载方式 主要应用场景