对于第一个5G标准影响网络部署的详细分析

几天前，我们迎来了第一个全球5G标准，5G梦想终于照进现实，整个通信业一片欢腾。

第一个5G标准将如何影响网络部署？我们今天来简单探讨一下这个话题。

基站部署更容易

第一个5G标准完成了 NSA（非独立部署） 5G NR相关技术规范，主要针对增强型移动宽带场景。所谓NSA，就是4G基站和5G基站共同沿用4G核心网，控制面信令走4G通道，即以双连接的方式在现有4G LTE网络上新增5G NR（新无线）。

这就意味着5G基站（gNB）与现有的4G基站（eNB）共站部署，提供重叠覆盖。当然，也可通过“拉远”的方式提供非重叠覆盖，将5G NR用于解决室内或热点覆盖。

不管怎样，都是依靠现有的4G基站为“主站”来进行部署。

第一个5G标准也完成了5G NR的物理层规范，新增的5G NR物理层技术与LTE并不相同，比如定义了新的波形f-OFDM、灵活的帧结构、更高阶的调制技术、采用LDPC码和Polar码信道编码等。

不同的物理层技术会在现有4G站点上新增5G 基站主设备吗？

我们估计，由于这些技术部分由基带单元（DU）来处理，或者独立于RF硬件来处理，因此，或将在现有的基带单元上新增或更换硬件，以及通过软件升级的方式升级到5G系统。

剩下的就主要是在铁塔上新增RRU和天线，由于5G NR采用Massive MIMO技术，有源天线一体化、RRU集成化，让5G部署更加方便。

不过，Massive MIMO天线将多个天线单元、功放、锁相环、低噪声放大器和滤波器等挤压在一定的空间里，还要考虑功耗、散热和小型化、美观化等，部署成本并不低，其价格远远超过目前的4G LTE 4通道或8通道天线。

当然，相信未来随着Massive MIMO规模商用，成本会进一步降低。

光模块厂家笑了

由于速率提升，5G部署需对光传送网进行升级。

相对于4G LTE接入网的BBU和RRU两级构架，5G RAN将演进为CU、DU 和 AAU三级结构。

CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU（Centralized Unit，集中单元），负责处理非实时协议和服务。

AAU：BBU的部分物理层处理功能与原RRU合并为AAU （Active Antenna Unit，有源天线处理单元）。

DU：BBU的剩余功能重新定义为DU（Distribute Unit，分布单元），负责处理物理层协议和实时服务。

这样，RAN分离后，承载网也就分成了三个部分：前传、中传和回传。

前传（Fronthaul）：AAU和DU之间。

中传（Middlehaul）：DU和CU之间。

回传（Backhaul）：CU 以上。

估计早期5G部署与4G类似，只有前传和回传，如上图(b)。

对于前传部分，光模块连接DU和AAU，5G更宽的频率带宽和Massive MIMO技术，意味着CPRI接口传输速率更高，目前4G基站设备的6G/10G光模块无法满足需求，将升级到25G/40G/100G，比如，现阶段的4G Massive MIMO，根据不同厂家的产品，或者采用100G，或者2个40G，或者4个25G光模块。

考虑早期的5G部署可能采用3.5GHz中频段，由于3.5GHz频段更高，单站覆盖范围更小，估计要达到与4G相当的覆盖规模，需要的5G基站数量至少是4G的1.5-2倍。据机构预测，在5G接入网中，85%是前传光模块，15%是回传光模块。因此，5G部署对基站前传光模块的需求上，或将出现价量齐升的现象。

回传也将升级。参考中国电信发布的《5G时代光传送网技术白皮书》，下表为典型的5G单个S111基站的带宽需求估算：

以一个大型城域网为例，5G基站数量12000个，带宽收敛比取 6:1。核心层的带宽需求在初期就将超 6T，成熟期将超过17T。因此，在5G传送承载网的接入、汇聚层需要引入 25G /50G速率接口，而核心层则需要引入100G及以上速率的接口。

手机更新速度总是很快

终端是无线网络中的重要组成部分，只有终端产业链成熟才能推动5G发展。

首先，第一个5G NR标准发布，意味着手机芯片厂家也可根据这个标准开发芯片，但由于LTE和5G NR的底层技术并不相同，需要新增5G芯片，手机才能支持5G，也就是说，用户需要换手机，同时，由于采用LTE与5G NR双连接的方式，手机还得同时理解LTE 和 5G NR的信令。

其次，对于5G终端，需要提升发射功率，以提升上行覆盖。

在基站侧可以更灵活的增大发射功率（120W），基站覆盖范围的短板主要在上行覆盖（手机对基站），为了尽可能补齐短板，手机终端的发射功率可能会提高一倍，达到26dBm。

此外，为了更好的支持Massive MIMO技术，终端将支持4或8接收天线、支持上行波束赋形等，以增强上行单用户速率和覆盖。

之前媒体报道称，华为和高通均宣布将于2019年推出5G芯片，并同步推出5G商用手机。

就在昨天，外媒报道称，苹果也在跟进了，正准备打造第一款支持5G的iPhone原型设计。如果真是这样，看来苹果在5G上也急了，因为每一款新iPhone总是不支持最新的基带芯片，他们总是慢一拍，似乎要等到市场熟透了再杀入。

如果苹果、华为、三星等厂家均在2019年推出支持5G的手机，大概算一下，估计到2020年，全球7.5亿的5G用户就有zhi'wang。

手机更新速度总是很快，相对来说，部署5G网络总是一个缓慢的过程。不过，它已经来了，当我们正在讨论LTE-A时，5G已经跨了一大步，向我们走来。