5G小基站具有“低成本、高性能”的優勢,可以與5G宏基站形成協同互補的關系。與此同時,隨著5G to B新需求日漸凸顯,有望進一步驅動5G小基站走上發展的“快車道”。
2019年6月,工信部正式向國內四大運營商頒發5G商用牌照,拉開了我國5G網絡建設的帷幕。
如今四年已過,我國5G網絡部署成效顯著,基本完成了縣城以上地區室外5G連續覆蓋的任務,并持續向鄉鎮拓展。據工信部最新數據顯示,截止5月末,我國5G基站總數已超284萬站,占移動基站總數的25.3%。
接下來,5G網絡覆蓋將進一步走深,其主要的任務也將逐漸從室外走向室內。在加強5G室內覆蓋方面,5G小基站具有“低成本、高性能”的優勢,可以與5G宏基站形成協同互補的關系,因此可以說是實現5G網絡覆蓋持續走向縱深的關鍵。
與此同時,隨著5G to B新需求日漸凸顯,有望進一步驅動5G小基站走上發展的“快車道”。
小基站登上5G大舞臺
眾所周知,目前實現室外5G網絡覆蓋的基站部署方式主要依托于宏基站,宏基站體型較大,發射功率較大,因此承載用戶數據量更多、覆蓋范圍更廣闊,通常一座基站的覆蓋面積就能達到幾十公里。
在過去的2G/3G/4G時代,宏基站一直作為移動通信的主力來使用。比如在4G時代,4G宏基站就可以承載70%以上的流量,為用戶帶來連續不斷的網絡體驗。
然而在5G時代,單靠5G宏基站實現全面、深度的網絡覆蓋已是遠遠不夠了,尤其是面對室內移動流量需求的暴增。
根據GSA聯合華為發布的《室內5G場景化白皮書》顯示,其中提到,自2020年開始,隨著運營商室內外基站建設的加速,未來5G將有超過80%的流量發生在室內。
而中國鐵塔則曾在一份公開演講資料中提到,5G時代85%的應用會發生在室內場景。且不論這兩組數據哪一個更加可信,至少可以預期的是,未來5G室內覆蓋重要性在進一步提升。
所謂小基站,是相較宏基站而言的一種低功耗、低成本、小覆蓋的基站設備,主要用于流量熱點區域的覆蓋。
按照3GPP的規范定義,將5G基站的類型按照功率劃分為了三類,即廣域基站、中等覆蓋范圍基站和局域基站,其中廣域基站就是通常來說的宏基站,中等覆蓋范圍基站和局域基站包括了微基站、皮基站和飛基站,這些可以統稱為小基站。
我國在5G網絡建設上,一直以來堅持的是“先宏站后小站,先室外后室內”的原則,一方面取決于整體的5G部署節奏,另一方面則是利用小基站先天所帶有的對宏基站的補盲的特點。與前代移動通信技術相比,5G網絡采用了更高的通信頻段,具有更高的網絡通信容量和更大的帶寬,但此消彼長間也暴露出了5G的一些短板,比如穿透性差、覆蓋范圍小等。
而5G小基站雖然在發射功率、覆蓋面積、傳輸容量等方面,均與宏基站存在一定的差距,但卻可以憑借部署靈活、頻譜多樣、成本便宜、連續體驗等優勢,發揮與5G宏基站相當的作用,推動5G網絡覆蓋從室外到室內縱深發展。比如在體育館、商場、機場、火車站、地鐵、學校、辦公樓等人員密集的場所,通過部署5G小基站可以有效且低成本地實現室內5G網絡的覆蓋,進而滿足這些場所內用戶高密度連接、高頻次通信的用戶需求。
5G to B新要求加速小基站到來
當然,5G面對的并不只有消費級群體,5G賦能萬物互聯的愿景和“二八共識”早已達成,其中揭示了5G用戶群體中除了手機用戶和消費級用戶之外,更多的則是大量的產業用戶的事實,而這些產業用戶可能是未來5G網絡運營商新的增長點。
比如中國工程院院士鄔賀銓曾在一次演講中提到,工業互聯網首先是工廠中的一些生產設備需要聯網,一些已建成的工廠光纖很難部署進去,就需要用到無線技術。而事實上,除了工業互聯網之外,國民經濟各行各業還有大量的生產經營活動發生在室內,也就是說,要想實現5G賦能千行萬業,如果室內基礎設施覆蓋沒有做好,這一夢想就會變成無源之水、無本之木。
5G宏基站并不具備觸達室內的覆蓋深度,尤其是面對室內多樣化且復雜的環境,致使5G網絡覆蓋進一步受限,在這種情況下,產業用戶對5G小基站的需求無疑會進一步增強。
一方面,5G小基站能夠靈活部署在室內,提供室內室外連續網絡覆蓋的能力,為產業用戶提供業務所需的不間斷網絡;另一方面,5G小基站所具有定制化、靈活部署的特征,還能滿足產業用戶按需部署以及其他碎片化需求。
舉個例子,工業互聯網中工廠內聯網的情景,廠房中需要連接的設備數量、傳感器數量基本固定,每一設備需要傳輸的數據包大小、頻次均是根據業務需求有明確的標準,下行控制需求也相對明確固定,在這樣的情況下,對工廠內進行5G室內網絡覆蓋就有了比較確定的業務模型,在業務模型基礎上可以精細化地規劃室內覆蓋方案,此時就是一種以需求導向的網絡部署模式,需要更為靈活的部署方式實現。
另外,5G小基站除了能夠提供連接能力之外,還能夠為產業用戶提供其他方面的價值增益。通過5G小基站靈活的部署能力,可以構建“連接+算力+多元化能力”的“云算網業”一體化新服務,在無線網絡服務基礎上拓展多樣化業務服務能力,進而為產業用戶提供端到端的個性化解決方案。
產業鏈競爭加劇,匯聚中游
隨著小基站的使用將與宏基站一樣頻繁,作用將與宏基站一樣突出,小基站必將會成為5G時代重要的殺手锏之一。與此同時,5G小基站市場新的競爭格局正在開啟。根據前瞻研究院的報告顯示,2022年到2025年,中國5G小基站建設規模將達到600萬站,年度建設量分別為60萬、150萬、200萬、190萬,對應的市場進度分別是390億、975億、1300億和1235億。
從目前生態層面來看,5G小基站的產業鏈包括了上游元器件供應商、中游設備商和集成商,以及下游的運營商。從發展的態勢來看,整個5G小基站的產業鏈呈現出“橄欖球式”的發展態勢,兩頭競爭相對較小,競爭壓力主要匯聚在中游,像華為、中興等處于上游從事小基站基帶芯片國產化研發的企業,以及下游負責網絡部署建設的運營商等,它們也都紛紛擠入到了中游設備層。
比如華為方面,華為在2018年巴展期間發布了5G LampSite小基站產品,支持四個“一體化”,包括Sub 3GHz +C-Band多頻一體化、5G NR+LTE多模一體化、網線+光纖多傳輸一體化以及eMBB+IoT+導航多業務一體化。LampSite適用于大型辦公樓宇、大型展館、交通樞紐等大中型室內覆蓋場景或半開放型體育場館場景,通過多項技術突破創新,包含軟件定義頻段、四頻并發、虛擬4T4R等,LampSite可以大幅度提升室內用戶的體驗。
除了華為之外,中興也有相關涉足相關產品,比如中興通訊發布的QCell系統,主要由三級核心設備組成(pico RRU/pBridge/BBU)。三級室分架構支持CAT6a網線或光電復合纜一體化輕型線纜完成快速布放,支持pBridge多級級聯、小區分裂與合并,可快速響應運營商室內覆蓋頻段和制式交叉復雜組網,實現容量與覆蓋的快速調整和靈活擴容需求。
另外,運營商也在積極布局小基站的自研。今年2月份,中國電信研究院官方發布消息稱,中國電信研究院已成功研發5G擴展型小基站國產化pRRU,芯片和器件國產化率達到100%,實現了小基站產品國產化的首個里程碑,詳細信息可見文章《中國電信100%國產化、華為幾乎去美化,5G小基站還得看國內》。
中國聯通研究院則在2022中國聯通合作伙伴大會精品網絡論壇上,發布了首款高國產化率毫米波室內分布式微基站。該基站由中國聯通和紫金山實驗室、中航國際聯合研發,包括了BBU、Hub、pRRU3個部分,具備基帶控制器及射頻芯片自主可控、高低頻融合組網和獨立組網、靈活幀結構以及綠色節能方案等8大特性。
目前,從事5G小基站設備研發的企業已達60多家。隨著我國5G網絡建設逐漸走向深水區,5G to B場景和室內網絡需求的激增,5G小基站必將迎來新一輪發展機會。多家企業之間構成的強烈競爭,則有望推動國內5G發展取得新的成就,尤其是在國產化和應用創新層面,從當前看來勢必會有較大的展望空間。
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