李進良
今年6月6日,工信部發(fā)放5G牌照之后,我國正式進入5G商用元年,運營商為迎接新中國成立70周年大慶都在加速網(wǎng)絡(luò)部署。
如何高效建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò),以低成本高效率提供高質(zhì)量的5G服務(wù)是我國5G建設(shè)迫在眉睫的重大課題。
首先要看到5G相對于以前各代通信技術(shù)的兩大特點:一是全球高度統(tǒng)一的5G技術(shù)標準,二是高昂的建網(wǎng)成本與運營成本。本文基于此進行探討。
高度統(tǒng)一的技術(shù)標準
從1G到5G的整個發(fā)展歷程來看:1G計8種標準,傳輸移動電話;2G計4種標準,傳輸數(shù)字電話與文字短信;3G計4種標準,傳輸電話與圖片多媒體信息;4G還有2種標準,傳輸平面多媒體動態(tài)信息;經(jīng)歷50年的漫長時期,才形成一種全球統(tǒng)一的5G標準,可以傳輸立體多媒體動態(tài)信息,達到一機在手,通遍全球的理想,實現(xiàn)“信息隨心至,萬物觸手及”的總體愿景。
按麥特卡爾夫定律(Metcalfe's Law)認定網(wǎng)絡(luò)價值同網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的平方成正比,肯定了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的經(jīng)濟潛在價值。
3G三種標準,三張網(wǎng)絡(luò)各占山頭,建網(wǎng)必然重復(fù)浪費。4G還有二種平分天下。5G的一種標準,按麥特卡爾夫定律具有成本優(yōu)勢。5G的用戶數(shù)至少是每種4G的2倍,5G網(wǎng)絡(luò)價值則是4G的4倍,即使5G建設(shè)投資比4G高2倍,攤到每個用戶頭上需要承擔(dān)的也不到4G的一半,其網(wǎng)絡(luò)規(guī)模效應(yīng)對成本節(jié)約是極其顯著的。
5G對于4G來說,建設(shè)成本不僅取決于技術(shù)的優(yōu)劣及基站數(shù)量的多寡,還取決于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的程度,肯定總資本支出可以小于4G。這就是全球統(tǒng)一標準的最大網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢。
5G為了適應(yīng)3大主要應(yīng)用場景需要具備比4G更高的6大性能指標,同時為了大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運營的性價比,需要10倍以上提高頻譜效率、能源效率、成本效率。這是一個追求的理想值,由于5G頻率為3.5GHz和5GHz,比4G的1.8GHz~2.6GHz高約2倍,電波的傳播路徑損耗大,5G基站覆蓋半徑是4G的二分之一,因此5G基站數(shù)是4G的4倍左右。
初期5G單基站售價比4G高約2.5倍,覆蓋面積又比4G小,導(dǎo)致同一覆蓋面積的網(wǎng)絡(luò)部署成本大大增加。同時由于5G單基站能耗比4G大3~4倍,再加上5G基站數(shù)將增加2~3倍,導(dǎo)致同一覆蓋面積的總體能耗估計是4G基站的6~12倍。
據(jù)芯團網(wǎng)分析:中國移動2018年4G用戶超過7億,全年營收為7368億元,利潤為1177.81億元,其全年耗電量為245億度,按照0.725元的電價計算,電費是177億元,如果5G增長6~12倍的能耗,每年電費將增加為1062億~2124億元,那么運營成本就將大大超過了利潤,將給運營商帶來巨大投資壓力。
建網(wǎng)成本是問題
因此,網(wǎng)絡(luò)部署成本與運營成本是5G實現(xiàn)快速健康發(fā)展亟需突破的瓶頸,也是整個5G產(chǎn)業(yè)鏈面臨的共同挑戰(zhàn)。
怎么辦?
一是需要靠設(shè)備商努力創(chuàng)新降低基站等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施制造成本與耗電量。二是需要靠運營商深化共建共享5G網(wǎng)絡(luò),以加速5G部署、有效利用資源、減少重復(fù)投資。
中國在4G時代就組建了鐵塔公司,所有運營商的基站配套設(shè)施及重點場所的室內(nèi)分布式天線系統(tǒng),都交由中國鐵塔統(tǒng)籌建設(shè)與共享。
中國鐵塔堅持“能共享不新建、能共建不獨建”的共享模式,4年來從塔、房共享擴展到電力引入、末端傳輸、社會資源等更廣更深的層面,由“行業(yè)共享”向更高層次、更廣范圍、更深程度的“社會共享”邁進。
此外,還與各地市政、公安、電力、交通、物業(yè)等社會各方廣泛合作,將路燈桿、監(jiān)控桿、電力桿(塔)、交通指示牌、廣告牌、樓宇等掛高資源充分整合,開發(fā)多功能智慧桿,大力推動“通信塔”“社會塔”雙向開放共享,統(tǒng)籌社會桿塔資源形成千萬級站址資源庫,可支撐5G網(wǎng)絡(luò)快速布局。新建鐵塔的共享水平由過去的14%迅速提升到75%,節(jié)省投資1148億元。說明共建共享的效果顯著。
但是5G僅靠中國鐵塔的共享模式是不夠的,探討還應(yīng)擴大到共享頻率、共享網(wǎng)路基礎(chǔ)設(shè)施,甚至共享整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等領(lǐng)域。
5G時代的技術(shù)標準是高度統(tǒng)一的,目前為止運營商都是采用TDD方式,為網(wǎng)絡(luò)共享、頻率共享創(chuàng)造了條件,在技術(shù)上沒有任何障礙,甚至可以網(wǎng)間漫游等。
中國電信3400~3500MHz和中國聯(lián)通3500~3600MHz兩家5G頻段臨近,合作可以擴展帶寬,提高頻譜效率、帶寬速度與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
除了頻率之外,從雙方資源來看,聯(lián)通在北方豐富,而電信在南方多些互補性亦較強。
此外,在同一城市,初期二家可考慮將全市中心地區(qū)規(guī)劃分區(qū)各部署一部分來共享,借此可以以一半的投資較快擴大各自的覆蓋區(qū)域。
中國移動2.6GHz比3.5 GHz覆蓋大,可以較低成本在全市遍布郊區(qū)部署,供4家共享,而中國電信與中國聯(lián)通初期只需在城市中心地區(qū)先建,這樣其用戶可以較早享受5G業(yè)務(wù),有利于吸引用戶,同時也提高了中國移動的網(wǎng)絡(luò)效率,實屬多贏。
共享頻率特別要重視中國廣電的700MHz黃金頻段的利用,建議與中國聯(lián)通合作,首先在三四線城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)鋪設(shè),這樣我國可以早日形成遍布城鄉(xiāng)的5G全國網(wǎng),供4家共享,有利于快速推廣應(yīng)用到智慧醫(yī)療、智慧交通等全國性業(yè)務(wù)領(lǐng)域。此外,要加快2G清頻3G共享,借以擴大5G低頻段的頻譜資源。
除無線網(wǎng)路之外,共享還應(yīng)盡可能擴展到核心網(wǎng)、光纖骨干網(wǎng)等整個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,甚至共享整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。鼓勵將現(xiàn)有存量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施納入5G建設(shè)規(guī)劃當中,營造“我的資源你來用,你的資源我可用”的氛圍。在共建共享5G同時,維持各家公司原有3G/4G的優(yōu)勢和差異化服務(wù)。
為此,建議業(yè)界本著集約建網(wǎng)、綠色建網(wǎng)的原則,由運營商、制造商和鐵塔公司等專業(yè)人士組建共建共享協(xié)調(diào)組織,統(tǒng)籌推進全國5G網(wǎng)絡(luò)部署,借鑒國際上的成功經(jīng)驗,制定政策、研究共建共享規(guī)劃與舉措、核算共建經(jīng)費分攤、確定共享分成比例、進行監(jiān)督與獎懲以及協(xié)調(diào)分歧等,加速深化推進5G共建共享,必將成為5G網(wǎng)絡(luò)快速部署的助推器,得以建成覆蓋全國、技術(shù)先進、品質(zhì)優(yōu)良、全球領(lǐng)先的5G精品網(wǎng)。