1、網絡云化帶來的規劃和運維挑戰

5G網絡全面云化，在帶來功能靈活性的同時，也帶來很多技術和工程難題。

（1）網絡云化使跨層故障定界定位困難，后期升級過程也更加復雜而低效。

（2）邊緣計算的引入使網元數目倍增，也會導致建設和維護工作量成倍增加，問題增多，問題定位難度增大等問題。

（3）微服務化，用戶更多的定制業務，也給業務編排能力提出了極高的要求。

（4）傳輸方面，海量隧道動態變化，人工規劃和分析調整無法滿足業務需求；高精度時鐘的建設和維護要求高、難度大，需要新的支撐手段。大寬度傳輸，一旦出現故障，需要更快恢復的技術手段，否則將導致更大影響和損失。

2. 網絡演進、高密度組網、多天線、多業務等帶來的規劃和建設難題

5G 建設初期如果采用 NSA 架構，4G 網絡與 5G 網絡緊耦合，帶來站址約束、互操作配置復雜等問題，后續向 SA 演進還需多次網絡大規模調整。

受 5G 高頻段影響，5G 基站覆蓋范圍小，需高密度組網以及更多的站型，這給無線網規劃、建設和維護都帶來成倍增加的工作量和難度。

MassiveMIMO 與波束賦形等多天線技術，使得 5G 網絡規劃不僅僅考慮小區和頻率等常規規劃，還需增加波束規劃以適應不同場景的覆蓋需求，這使得干擾控制復雜度呈幾何級數增大，對網絡規劃和運維優化帶來極大挑戰。

3.5GHz 的 5GNR 采用 TDD 雙工方式，對時鐘同步要求高，失步將導致大范圍干擾。工程上全網采用 1588V2 時鐘尚屬首次，由此帶來的網絡安全風險很大。

5G 部署初期基于 eMBB 業務需求進行網絡部署，滿足公眾寬度數據業務需求。后期大規模機器通信 mMTC 及超高可靠與低延遲通信URLLC 將主要面向垂直行業、工業控制、城市基礎設施等領域，網絡部署區域、業務感知需求都差異甚大，可能需要進行大的網絡調整或新的載波。

3. 高頻率、高功耗、大帶寬給基站建設帶來的難題

（1）天面空間緊張，為5G騰挪天面而進行天線整合會影響2 3 4G網絡

與 4G 宏站的 RRU+天線的安裝方式不同，5G 宏站通常采用 AAU 的形態，即 RRU 與天線集成在一起，內含 192 或 128 天線陣子，組成二維平面陣列有源天線。典型 5GAAU 的形態與規格見下圖。

典型 5G AAU 的形態與規格

由于 5GAAU 中 RRU 與天線不可拆分，且不兼容 1.8G/2.1G/2.6G等其它頻段，所以只能與現網 234G 無源天線相互獨立部署，故而，一個三扇區的 5G 宏站需要增加三副體積龐大的 AAU，爭奪原本 2G、3G、4G 就已擁擠的天面空間，尤其是聯通、電信、移動三家運營商共享的站址，很容易出現由于天面空間不足而導致站點不可用的情況，這極大地增加了 5G 網絡選址和建設難度。根據運營商的調研結果顯示，28%的站點有天面整合的需求。

天面空間資源緊張（示例）

工程上可以考慮天面改造，比如采用多端口天線整合 2/3/4G天線。但這樣的天線改造除帶來成本上升的壓力以外，由于 2/3/4G多制式網絡緊耦合，尤其天線方向角不再能夠獨立可調，在 2/3/4G網絡拓撲差異較大的情況下，必然會難以協調各網的覆蓋，帶來多網覆蓋質量下降。

（2）天線抱桿承重要求高，很多燈桿站無法滿足安裝要求

5GAAU 通常體積大（逾 35L）、重量高（逾 35Kg）、迎風面大（逾0.5m2），天線抱桿要求明顯高于 4G。另外，由于 AAU 為有源、高功耗設備，其所需的-48V 直流電源線及地線線徑要求在 16-25mm2以上，這些電源線和地線從抱桿底部一直延伸至安裝 AAU 的抱桿頂部，這些電線的自重也會給天線抱桿強度帶來額外壓力（4GRRU 一般安裝于抱桿底部）。

基于上述分析，多數燈桿站無法滿足 5GAAU 的安裝要求，這對站址密度要求很高的 5G 網絡部署帶來極大影響。這些燈桿站如不能改造，只能滿足小微基站的安裝要求。

（3）機房空間改造需求大

5G 宏站通常需要與現有 234G 共機房部署，但現有機房未必有足夠空間安裝 5G 基站所需設備，包括 5GDU、電源、傳輸等。如果現有綜合柜剩余安裝空間不足，則需要整合現有 234GBBU 設備或者新增綜合柜，或者考慮 5GDU 掛墻安裝、室外安裝（需要新增室外機柜，并需要引入交流電源）。這些因素對 5G 建設工程帶來很大挑戰。

據運營商統計的部分城市 5G 規劃站點結果顯示，這些被統計的站點中，需新增綜合機柜的站點占 20%，需掛墻安裝的站點占 14%，需新增室外機柜的站點占4%，另外還有17%的站址需要進行BBU整合：多制式 BBU 合一。但是，如果不同制式 BBU 設備分屬不同廠商，受設備兼容性及廠商利益平衡壓力，這樣的 BBU 整合幾乎是無法進行的。

（4）機房供電需求高

5GAAU 滿負荷功耗超過 1kw，在 3/4/5G 網絡共站的情況下，站點功耗超過 10kw，如若三家運營商多制式共站，機房供電需求甚至能到達 30kw，現有機房供電能力幾乎肯定無法滿足，需要進行擴容。

另外，備用電池方面很難滿足 2 小時容量保證的需求。

據運營商統計的部分城市 5G 規劃站點結果顯示，這些被統計的站點中，26%的站點交流電不滿足，64%的站電源模塊不滿足，69%的站空氣開關不滿足，55%的站備用電池不滿足。尤其對于交流電改造需求，改造成本高、周期長，是機房供電改造的最大難點。

（5）站點傳輸資源需求大，改造需求高

5G 空口能提供很高的峰值速率，這也意味著 5G 網絡需要大量光纖傳輸資源。對于 5G 基站而言，中傳或回傳帶寬要求高，對站點的光纖資源消耗也非常大。

1）前傳帶寬

與 4GBBU/RRU 之間的 CPRI 接口不同，5GDU 與 AAU 之間的前傳接口采用新的 eCPRI 接口，以減少對傳輸帶寬的需求。

但是 eCPRI 接口切分點并未實現標準化，各廠商設備之間存在差異，而切分點越靠近底層，所需要的 eCPRI 前傳帶寬也越寬。

另外，所支持載波寬度越寬越寬、天線端口數越多、所支持流數越多，所需 eCPRI 接口帶寬也越寬。為減少前傳帶寬需求，通常切分點不宜過低，且采用高效地傳輸壓縮技術。

通常 64TRx 的 AAU 所需前傳帶寬不超過 25Gbps，可以采用單一的25Gbps光模塊進行傳輸。相比較而言，若仍采用CPRI接口，所需前傳帶寬將高達 300Gbps。

2）中傳/回傳帶寬需求

5G 建設初期優先考慮基于 CU/DU 合設的網絡結構來進行部署。在 CU/DU 合設的網絡架構下，基站與核心網之間的回傳網絡提供S1/X2 或 Ng/Xn 接口，其傳輸帶寬需求可以基于如下方法估算：對于S111 站型，載波帶寬為 100MHz，終端考慮 2T4R，則單用戶下行峰值速率 1.5Gbps，而小區峰值速率約 5Gbps，平均速率 1.5Gbps。那么，S111 單站平均速率可達 5Gbps，而峰值速率可達 8Gbps，故單站回傳帶寬需要按照 10Gbps 來進行光纖布放。

隨 5GCU 虛擬化設備逐步成熟以及海量連接場景應用的發展，后期有可能選擇 CU/DU 分離的網絡結構，實現基帶資源的共享，提升效率，同時降低運營成本和維護費。此時 DU 分布于各物理站點，CU集中布放于綜合接入點、匯聚機房或核心機房，此時 DU 與 CU 之間的中傳接口仍需要考慮 8-10Gbps 的傳輸帶寬。

對于上述 5G 傳輸帶寬需求，現網傳輸條件有相當大比例不能滿足，需要進行傳輸改造。據運營商統計的部分城市 5G 規劃站點結果顯示，這些被統計的站點中，12%的站點需要新增傳輸設備，33%的站點需要擴容傳輸設備，13%的站點需要替換傳輸設備，8%的站點需要擴容光纖資源。擴容光纖資源由于涉及管道改造，實施難度非常之大。

（6）高頻段、多天線使傳統室內分布系統無法適應5G需求

3G、4G 時代，室內深度覆蓋的主要方式是布設室內分布系統，另外對于較小樓體采用定向天線室外照射的方式，而對于少數人流密集、容量需求高的場景，如機場候機廳、高鐵候車廳、大型商超等，也引入了小微基站、數字化室分系統。

到了 5G，主流工作頻段在 3.4-3.6GHz，甚至 4.4-5GHz，而室內分布系統的大部分饋線、功分器、合路器、功放器等射頻器件工作帶寬都在 2.5GHz 以下，不能適用于 5G 信號接入。

定向天線室外照射的方式則因高頻段信號更高的建筑物穿透損耗而大大降低覆蓋的有效性。于 1.8GHz 頻段的 4G 信號相比，3.5GHz頻段的5G信號平均穿損大約增大6dB以上，極大降低室內覆蓋深度。

目前最可行的 5G 室內覆蓋方案是分布式數字化室分。相比傳統室分等方式，數字化室分所能提供的容量會有大幅提升，但相應的CAPEX 建設成本也大幅增加。

（7）高頻段及安裝空間限制，使地鐵、高鐵隧道5G覆蓋難以解決

地鐵、高鐵隧道覆蓋方面，傳統 2G/3G/4G 網絡通常采用 BBU+RRU+漏纜的覆蓋方式：隧道場景中，一般每 500 米存在一個 RRU 設備安裝的洞室，RRU 安裝在避車洞內，漏纜安裝高度與高鐵列車窗口中部對齊，基站信號通過漏纜輻射，穿透車窗、車體到達車廂內用戶。

與室內分布系統遇到的高頻挑戰相同，這些隧道覆蓋使用的傳統漏纜在高頻段傳輸損耗很大，通常無法應用于 3.5GHz 頻段 5G 信號。即便是規格更高、線徑更粗的 3.5GHz 專用漏纜，3.5GHz 信號每百米的傳播損耗仍高達 16dB 以上，比 1.8GHz 高約 8dB。

同時，受安裝條件限制，數字化室分的方式也不適合地鐵、高鐵隧道布設。又因地鐵隧道空間狹小，僅足夠一列列車通過，上下左右無明顯空間，也不具備安裝大型天線進行照射的條件。

綜上所述，5G 信號引入地鐵、高鐵隧道覆蓋難度很大，對于較短隧道，計算損耗若能滿足，可利舊原有漏纜使用 RRU+漏纜的方式。

若利舊漏纜不滿足 3.5GHz5G 信號引入需求，則考慮新建或替換更粗線徑、支持 3.5GHz 信號傳播的新型漏纜。若鏈路預算分析新型漏纜仍不能滿足，則建議采用波導管替代泄露電纜。而且，考慮最低 4T4R實現 4 流時，需要 4 根波導管，建設成本很高。

4. 5G網絡數據采集和處理面臨挑戰

考慮到 5G 在推動物聯網、人工智能和高級分析計劃方面的潛在作用，數據采集和處理策略亟需升級，運營商需要建設高性能的數據采集和處理平臺，同時，平臺的滿足實時性任務能力、服務能力、支撐能力都面臨著挑戰。

（1）要求 5G 網絡數據采集和處理平臺能夠覆蓋大數據生態的各個方面，構建全鏈條的大數據體系與解決方案；

（2）要求平臺系統中各個模塊之間松耦合設計，具備根據實際需求提供靈活定制服務的功能；

（3）要求平臺實現異構數據的數據虛擬化，多維度整合異構數據源，提供統一數據服務；

（4）要求平臺實現異構數據庫全覆蓋，能夠高效匯總，處理多種異構數據庫中的數據；

（5）要求平臺可支持 PB 級的批量處理任務，解決海量數據分析難題。

這些高技術難度的功能需求給 5G 網絡數據采集和處理平臺的設計和開發帶來一定挑戰。

5. 5G網絡發展給仿真軟件平臺建設帶來挑戰

5G 的到來將帶來更大規模的移動數據業務，而為了實現高速、穩定、低延遲等要求，5G 系統有必要采用新型的網絡架構，從目前的異構網絡發展趨勢來看，5G 網絡將會是一個高密度新型分布式協作與自組織組網，各個異構系統之間采用無線資源聯合調配技術以達到資源高效利用，提升系統性能。

但這樣的新型網絡架構及其相應的關鍵技術，也給仿真平臺建設帶來了極大的挑戰。

首先，從內存需求和仿真速率來看，在 4G 系統中，多層異構網絡的引入已經使得仿真內存需求很大，在 5G 系統中大規模 MIMO 技術的引入將帶來參數配置復雜、中間數據產生與儲存量大、仿真時間較長、用戶交互信息多、評估指標方式方法多樣等難點；

其次，新型網絡架構的引入，需要對傳統的固定網絡架構進行修改，會影響到系統干擾分布情況，同時分布式協作處理技術、自組織網絡等關鍵技術的引入也需要對 4G 系統下的仿真模塊進行修改，對仿真平臺的建模帶來挑戰；

最后，現有的仿真平臺存在軟件仿真和專家經驗割裂、缺少方案分析和輔助方案等弊端，5G 時代的仿真平臺需要解決這些弊端，實現在一級架構下各方協調共同操作審核、統一維護等更高效的功能需求，這些需求也增加了仿真平臺的設計開發難度。

6. 信息化和互聯網+加速勘察設計平臺的應用

5G時代的到來敦促了網絡勘察設計行業的智能化、平臺化轉型。數字化智能化的勘察設計平臺為傳統業務的提質增效提供了基礎手段。根據某運營商的現場驗證測試表明：通過使用智能勘察設計平臺，無線單站點查勘設計整體作業時間可提升 30%左右；同時，借助信息化平臺，節約了工程各環節中所涉及到管理人員、設計人員和建設人員的溝通時間。

雖然智能勘察設計平臺可以解決數據不一致、數據有缺陷、數據表達不清晰、客戶需求有差異、運維管理困難等難題，但也同時對平臺的圖像處理、數據處理等能力提出了更高要求，需要依靠括數據治理技術、動態自適應技術、圖形圖像處理技術、可視化呈現技術、運維安全技術等關鍵技術建設平臺，給平臺的設計開發帶來了技術難題。

隨著 5G 技術進一步發展，未來可以智能勘察設計平臺等工具為依托，逐步構建數字化設計云平臺，采用“大平臺+微服務”的研發方式，引入智能技術高效實現數字化制圖與流水線作業，基于數據資產便捷提供智能應用，實現勘察設計的數字化交付與精細化管控，更好地服務于通信工程勘察設計業務的數字化轉型工作。

未來智能實驗室是人工智能學家與科學院相關機構聯合成立的人工智能，互聯網和腦科學交叉研究機構。

未來智能實驗室的主要工作包括：建立AI智能系統智商評測體系，開展世界人工智能智商評測；開展互聯網（城市）云腦研究計劃，構建互聯網（城市）云腦技術和企業圖譜，為提升企業，行業與城市的智能水平服務。