5G預商用部署策略的探討*

蔡發達

（中國移動通信集團廣東有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

2019年為第五代移動通信（5G）工程建設的元年，三家運營商商用頻譜已確定，5G工程建設全國范圍內開展得如火如荼。6月6日工業和信息化部向包括中國廣電在內的四大運營商發放5G商用牌照，2019年10月即將正式商用，5G進程又提速了，2019年我國將正式進入5G商用元年。

目前三大運營商在全國主要大城市開展5G預商用工程建設，其中中國聯通5G網絡部署要在7個城市城區實現連續覆蓋，在33個城市實現熱點區域覆蓋；中國電信17個城市開展5G創新示范試點；中國移動要在17個城市開展5G規模試驗和應用示范工程[1]。因此本文重點闡述運營商在5G預商用過程中網絡的總體部署策略。

1 預商用網絡架構

5G商用組網網絡總體架構如圖1所示，包括無線網平臺、承載網平臺和核心網平臺。無線網仍采用目前LTE的網絡架構，可將BBU（Bandwidth Based Unit基帶處理單元）集中放置（C-RAN，Centralized Radio Access Network，集中無線接入網)或放置在天線端；承載網前傳采用光纖直連方式，回傳方案采用SPN（Slicing Packet Network，切片分組網）技術組網，接入層傳輸設備將替換升級為25G/50G帶寬需求的光口，對于匯聚層（A設備、B設備）、核心層（ER（Edge Router，邊緣路由器）設備），除部分老舊設備需替換升級外，大部分設備近期將保持不動，待后期依據網絡的需求來替換升級；核心網網元分控制面和用戶面，控制面網元采用虛擬化、大容量、少局所、集中化部署原則，用戶面UPF視業務需求按需部署[2]。

圖1 5G預商用組網網絡總體架構

2 總體部署策略

2.1 先SA還是先NSA？

4G邁向5G不再是核心網與無線接入網“整體式”演進方式，而是把兩者“拆開”了，包括NSA（Non-Standalone Access，非獨立接入組網）和SA（Standalone Access，獨立接入組網）兩種部署方式[3]。到底先NSA建網，還是SA，成了一個全世界各家運營商焦點問題。

NSA和SA的組網主要區別：NSA是將5G的控制信令錨定在4G基站上，仍使用4G的核心網資源；SA方案是5G基站直接接入5G核心網，控制信令完全不依賴4G網絡。NSA是5G網絡的過渡方案，SA是5G最終目標架構，其優劣勢對比如表1所示。

從表1可知SA和NSA各有優劣勢，世界主要運營商如何選取的呢？韓國三大運營商、美國Verizon、英國運營商EE、日本NTT DoCoMo、KDDI選擇的是NSA，日本樂天移動選擇SA[4]。國內方面中國聯通選擇NSA，中國電信選擇SA，中國移動仍未明確表示支持哪種，可能兩種均支持。本文建議中國移動可在一二線大城市采用SA組網以建立良好的5G品牌形象，擁有高質量高ARPU群體，并運用SA的優勢支持企業開展uRLLC、mMTC業務，開拓5G新業務新的利潤增長點，不再輪為“流量管道”。對于三四五線城市，在5G垂直業務未完全成熟前，采用NSA快速搶占5G市場先機，保護已有4G投資。

因此目前多數運營商選擇NSA組網，即利用現有LTE無線接入和核心網絡支援行動性管理與覆蓋，但最終將走向SA模式。設備廠家提供的5G基站設備都是雙模的，既支持NSA也支持SA，未來基站僅通過軟件升級即可實現NSA到SA的演進[5]。

2.2 CU/DU分設還是合設？

5G時代RRU（Remote Radio Unit，遠端射頻模塊）和天線合并成了AAU（Active Antenna Unit有源天線單元），而BBU則拆分成了CU（Control Unit，控制單元）和DU（User Unit，用戶單元），每個站都有一套DU，然后多個站點共用同一個CU進行集中式管理，CU融合了一部分從核心網下沉的功能，如圖2所示。

表1 SA/NSA優劣勢對比

圖2 網絡架構的變化

BBU中的物理底層下沉到AAU中處理，對實時性要求高的物理高層，MAC，RLC層放在DU中處理，而把對實時性要求不高的PDCP（Packet Data Convergence Protocol，分組數據聚合協議）和RRC（Radio Resource Control，無線資源控制）層放到CU中處理[6]。

對于eMBB（Enhance Mobile Broadband，增強移動寬帶）和mMTC時延要求不高的業務可以把CU和DU分開來在不同的地方部署，而時延要求極低的業務uRLLC，CU和DU必須合設在一起以減少時延。5G前期投入至eMBB業務中，但考慮與現有4G-BBU物理架構相一致有利于快速開通5G基站，而專門為CU建設新的數據中心，成本太大且周期過長，因此5G工程建設的前期仍會繼續采用CU和DU合設的方式，后續隨著5G的發展和新業務的拓展，才會逐步進行CU和DU的物理分離。

2.3 頻率如何重耕？

中國移動獲得2 515～2 675 MHz 和4 800～4 900 MHz共計260 MHz帶寬，中國電信獲得3 400～3 500 MHz共計100 MHz帶寬，中國聯通獲得3 500～3 600 MHz共計100 MHz帶寬。電信和聯通是空白頻段，可以直接利用，且國際范圍比較主流，產業鏈相對成熟。中國移動雖中頻有160 MHz帶寬，頻段低可以少建基站，但此頻段電信和聯通各占用了20 MHz帶寬，移動自身D頻又占用了60 MHz，因此必須采取重耕措施，將此頻段移頻或清頻。

電信和聯通各占用的20 MHz帶寬，中國移動可通頻譜置換獲取。中國獲得了FDD牌照后，能夠吸收很大部分流量，但D頻仍是目前4G吸收的主力，不可能一步移頻到位，其移頻方案如圖3所示，分步將D1移至D4，D2移至D5。本文建議待5G市場完全成熟，4G用戶數很少，中國移動可開啟160 MHz帶寬的5GNR，其性能和優勢將完全碾壓電信和聯通，有利于開拓高端客戶群和加快垂直行業的發展。

圖3 中國移動5G頻率重耕方案

2.4 站間距如何選取？

由于NR采用了波束賦形、提高發射功率、多MIMO等技術措施，使得相同頻率下NR覆蓋較LTE更遠。圖4為設備廠家測試上行邊緣速率2 Mbit/s站點的覆蓋距離[7]，在同速率情況下，NR2.6G 64TR產品上行覆蓋能力超過了目前4G覆蓋最好的FDD1.8G 4R；NR3.5G 64TR產品較FDD1.8G 4R覆蓋稍差，但比所有TDD產品均強；4.9G 64TR產品覆蓋能力較弱，但可與目前LTE-D頻相當。

因此建議中國移動前期可與FDD1800共址建設，站間距初步定在400 m左右，但對于部分熱點區域可加密部署，對于話務量較少的站點可不部署以節省投資。4.9 GHz頻段可用于5G微小站，用于熱點補盲或智慧燈桿項目。中國電信和中國聯通建議站間距為300 m，可大量共址移動基站，實現快速建站，節約投資，但這也給基站電源和天饋改造帶來的困難。

圖4 各頻段各制式上行覆蓋距離對比

3 結 語

5G預商用過程中，SA/NSA選取、CU/DU部署、頻率重耕方案、站間距選擇等都是5G部署必須慎重考慮的重大問題。三大運營商應依據各自的特點選擇合適的可行方案，在合理部署的同時，應兼顧考慮建網成本、建設周期、市場業務開拓等因素。