廣電700MHz 5G的技術(shù)實(shí)現(xiàn)與覆蓋方案研究

周叢竹

【摘要】當(dāng)前，國(guó)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，基于工信部給出的商用頻段而言，廣電具有700MHz的黃金頻段。在新形勢(shì)下，必須要按照廣電700MHz 5G系統(tǒng)的建設(shè)需要，采取科學(xué)合理的建模方式以及數(shù)字化技術(shù)手段實(shí)施科學(xué)布局，充分考慮其他各種影響因素，高效部署廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)，確保合理覆蓋，為廣電各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)的開(kāi)展帶來(lái)更多助力，推動(dòng)廣電的轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展。本文結(jié)合筆者實(shí)際研究，探討了廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)特征和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其覆蓋方案展開(kāi)分析。

【關(guān)鍵詞】廣電700MHz5G;技術(shù)實(shí)現(xiàn);覆蓋方案

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.17.022

廣電5G建設(shè)即以傳統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)為基礎(chǔ)，依托于5G技術(shù)不斷擴(kuò)寬廣電業(yè)務(wù)活動(dòng)范圍，深入挖掘創(chuàng)新廣電業(yè)務(wù)項(xiàng)目。近年來(lái)廣電開(kāi)始更加關(guān)注和重視700MHz黃金頻段的建設(shè)和打造，將其當(dāng)成是發(fā)展的核心板塊，現(xiàn)階段在不斷探索推進(jìn)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作中，廣電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工信部等各主管部門的規(guī)定，對(duì)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署和以此為載體的其他各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)的開(kāi)展實(shí)施科學(xué)合理規(guī)劃，從而更好地滿足國(guó)內(nèi)5G高、中、低頻協(xié)同有序發(fā)展的客觀要求。目前針對(duì)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和研究正處于關(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)當(dāng)在明確組網(wǎng)方式和組網(wǎng)架構(gòu)的前提下科學(xué)制定有針對(duì)性的業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃，對(duì)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理部署，制定合理的覆蓋方案，推動(dòng)廣電各項(xiàng)業(yè)務(wù)的創(chuàng)新發(fā)展。

1. 廣電700MHz5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征

1.1 良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)無(wú)線接入網(wǎng)選擇多頻協(xié)同組網(wǎng)策略，如此一來(lái)不單單能夠增加廣電網(wǎng)絡(luò)的整體容量以及下行帶寬，更好地契合各個(gè)地區(qū)特別是農(nóng)村地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，同時(shí)還讓熱點(diǎn)區(qū)域的實(shí)際覆蓋范圍得以進(jìn)一步加深，重點(diǎn)區(qū)域在開(kāi)展業(yè)務(wù)時(shí)可獲得足夠的網(wǎng)絡(luò)需求，為更加科學(xué)的網(wǎng)絡(luò)布局帶來(lái)了技術(shù)支撐。無(wú)線接入網(wǎng)不但可以拓展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，還可以在熱點(diǎn)、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行深度覆蓋，確保各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)的有序開(kāi)展。

1.2 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)靈活運(yùn)用目前已有的有線電視傳輸網(wǎng)資源，同時(shí)也充分發(fā)揮出了有限電視干網(wǎng)組建的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。和傳統(tǒng)技術(shù)比起來(lái)，100GOTN在傳輸效率、傳輸距離以及傳輸容量等方面表現(xiàn)出非常突出的優(yōu)勢(shì)，這樣一來(lái)也讓有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)具備更強(qiáng)的通信能力。城域網(wǎng)涉及到核心層、匯聚層以及接入層，可以確保數(shù)據(jù)信息在其中得以高效穩(wěn)定傳輸，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)的開(kāi)展提供穩(wěn)定的信息傳輸服務(wù)。

1.3 網(wǎng)絡(luò)部署的靈活性

對(duì)于廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其核心網(wǎng)的組建運(yùn)用了各種現(xiàn)代技術(shù)，將用戶和系統(tǒng)操作獨(dú)立開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)分布式操作，讓網(wǎng)絡(luò)部署更具有靈活的。用戶能夠按照具體業(yè)務(wù)需求自行選擇分布式亦或是集中式部署方案。廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)所采用的靈活組網(wǎng)方式能夠?yàn)閺V電系統(tǒng)內(nèi)部、廣電系統(tǒng)和用戶雙方的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及管理帶來(lái)更好的技術(shù)支持，讓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更為靈活。

1.4 網(wǎng)絡(luò)功能部署的集中化

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)于模式設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)變了過(guò)去那種軟硬件緊密聯(lián)系的耦合模式，選擇基于服務(wù)的架構(gòu)，真正讓不同網(wǎng)絡(luò)功能依托于服務(wù)化接口對(duì)外給予服務(wù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)其他網(wǎng)絡(luò)功能訪問(wèn)以及調(diào)用網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)。對(duì)此廣電能夠按照自身?yè)碛械臉I(yè)務(wù)信息，更加科學(xué)有效地開(kāi)發(fā)布局相關(guān)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模塊以及功能服務(wù)，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能部署的集中化和廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的集中化。

2. 廣電700MHz5G的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)選擇SA0ption2組網(wǎng)方案，其中涉及到無(wú)線接入網(wǎng)、承載網(wǎng)以及核心網(wǎng)（見(jiàn)圖1）。無(wú)線接入網(wǎng)選擇700MHz+4.9GHz多頻協(xié)同、FDD+TDD協(xié)同組網(wǎng)方式，700MHz選擇4T4R組網(wǎng)來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)容量以及下行帶寬;4.9GHz頻段選擇64T64R組網(wǎng)來(lái)提高業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋范圍。承載網(wǎng)能夠借助于有線電視傳輸網(wǎng)來(lái)確保符合5G承載網(wǎng)的具體需要。國(guó)干、省干選擇N×100GOTN，城域網(wǎng)涉及核心層、匯聚層以及接入層。根據(jù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分包含前傳、中傳以及回傳三個(gè)模塊，前傳一般承載AAU/RRU以及DU間的流量，中傳主要負(fù)責(zé)DU以及CU間的流量，回傳承載CU以及核心網(wǎng)間的流量。核心網(wǎng)利用NFV以及SDN等技術(shù)，把用戶平面功能和控制平面功能進(jìn)行分割，能夠做到更加靈活高效地部署，同時(shí)其選擇模塊化設(shè)計(jì)方式，具體功能按照業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求下沉到核心DC、本地DC以及邊緣DC。

2.1 無(wú)線接入網(wǎng)

廣電700MHz 5G NR包含一個(gè)或多個(gè)gNB構(gòu)成，gNB依靠NG接口與5GC進(jìn)行連接，NC接口屬于5GNR和5GC之間的接口，gNB間也能夠利用Xn接口進(jìn)行連接。5G基站選擇CU/DU相互分離的架構(gòu)。CU與DU能夠按照具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景的實(shí)際需要提供不同的部署方式，包括多元化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，如D-RAN/C-RAN/CU云化部署等。對(duì)廣電5G來(lái)說(shuō)，CU與DU即便能夠從邏輯上實(shí)現(xiàn)分離，然而物理上是否進(jìn)行獨(dú)立部署還需要結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)要求來(lái)確定。廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)選擇SA為目標(biāo)架構(gòu)，首先對(duì)CU與DU實(shí)施邏輯劃分，隨后根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)情況，主動(dòng)應(yīng)用uRLLC以及mMTC技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)CU與DU的物理分離。

2.2 承載網(wǎng)

承載網(wǎng)包含了前傳、中傳以及回傳三個(gè)組成部分。5G前傳方案涉及到光纖直連、無(wú)源WDM以及有源WDM/OTN等。因?yàn)?G基站密度逐漸增加以及潛在多頻點(diǎn)組網(wǎng)方案的影響，光纖直驅(qū)往往會(huì)使用到大量光纖資源，對(duì)于部分資源較為緊張的區(qū)域而言無(wú)法有效滿足實(shí)際需要，應(yīng)當(dāng)以波分設(shè)備承載進(jìn)行補(bǔ)充。D-RAN組網(wǎng)模式相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及到的光纖資源不多，前傳網(wǎng)絡(luò)通常選擇光纖直驅(qū)形式。C-RAN組網(wǎng)模式消耗的光纖資源相對(duì)更多，前傳網(wǎng)絡(luò)通常選擇WDM技術(shù)為主的波分復(fù)用方案，從而降低光纖資源的消耗，亦或是選擇光纖直驅(qū)。中傳以及回傳方案按照具體技術(shù)能夠劃分成SPN/IPRAN以及M-OTN，確定方案之前需要根據(jù)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際規(guī)模和投資等進(jìn)行全面分析。

2.3 核心網(wǎng)（5GC）

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)不再繼續(xù)選擇過(guò)去那種軟硬件緊密連接的耦合模式，而是借助于SBA架構(gòu)，各NF依靠服務(wù)化接口對(duì)外提供服務(wù)，同時(shí)允許其他NF訪問(wèn)與調(diào)用相關(guān)服務(wù)。從整體上來(lái)說(shuō)實(shí)施虛擬化、服務(wù)化架構(gòu)方案，按照實(shí)際用戶規(guī)模、傳輸環(huán)境等相關(guān)條件開(kāi)展大區(qū)集中設(shè)置，遵循大容量、少局所、集中化的要求對(duì)NF進(jìn)行部署。廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)要按照先局部后整體、先控制面后用戶面的基本原則來(lái)循序漸進(jìn)地進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，結(jié)合業(yè)務(wù)項(xiàng)目、產(chǎn)品服務(wù)逐漸引入部署網(wǎng)元虛擬化。

3. 廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)部署覆蓋方案

技術(shù)技術(shù)以及成本角度能夠了解到，依靠低頻段700MHz實(shí)施組網(wǎng)，短期內(nèi)能夠讓廣電更加快速地推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，但怎樣進(jìn)行科學(xué)有效地運(yùn)營(yíng)，確保廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的整體設(shè)計(jì)和部署真正落地，我們應(yīng)當(dāng)深入思考廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)部署覆蓋方案。

3.1 基于700MHz 5G+物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品服務(wù)融合

出于700MHz這一頻段的實(shí)際特征，它能夠當(dāng)作是NB-IoT的最佳承載點(diǎn)，為不同領(lǐng)域的垂直行業(yè)帶來(lái)定制、個(gè)性的應(yīng)用服務(wù)，例如說(shuō)智慧城市、智慧消防等，可以在很大程度上促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?；诶碚摰慕嵌葋?lái)看，3GPP定義了5G未來(lái)的eMBB、mMTC等應(yīng)用場(chǎng)景，即更加穩(wěn)定的移動(dòng)寬帶、高效通信和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。對(duì)mMTC業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)低成本、廣覆蓋的優(yōu)勢(shì)具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 基于700MHz 5G+高鐵的平臺(tái)資源整合

廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)順利建設(shè)部署后，能夠促進(jìn)平臺(tái)對(duì)接以及資源整合，有助于提升通信效率，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。如中國(guó)高鐵相關(guān)的高速移動(dòng)場(chǎng)景能夠依托于廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)多普勒頻移低的特征，有效促進(jìn)通信效率和質(zhì)量提高，確保信息接收的穩(wěn)定性。同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐的邁進(jìn)，讓更多高速移動(dòng)場(chǎng)景能夠真正做到全范圍的穩(wěn)定覆蓋，進(jìn)一步減少了高速移動(dòng)場(chǎng)景下通信基站切換和網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)可能帶來(lái)的影響。

3.3 基于700MHz 5G+基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)模式綜合

依托于廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署，能夠結(jié)合差異化的業(yè)務(wù)需求，依靠和各個(gè)運(yùn)營(yíng)商對(duì)接項(xiàng)目來(lái)促進(jìn)資源優(yōu)化和效益提升，深入研究創(chuàng)新運(yùn)營(yíng)模式，完善管理機(jī)制，利用信息技術(shù)的創(chuàng)新新、數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝砸约熬W(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展的預(yù)見(jiàn)性來(lái)不斷彌補(bǔ)目前已有的缺陷，真正實(shí)現(xiàn)廣電+運(yùn)營(yíng)商合作共贏的目標(biāo)。

3.4 配套建設(shè)

廣電能夠充分利用好目前已有站址以及鐵塔資源，主動(dòng)溝通協(xié)調(diào)地方鐵塔公司、社會(huì)塔資源、電力部門和相關(guān)政府部門來(lái)獲得更多資源，采取宏站、微站以及室分相協(xié)調(diào)的靈活方案推進(jìn)建設(shè)，同時(shí)對(duì)目前的承載網(wǎng)、電源系等予以優(yōu)化升級(jí)，確保能夠符合5G承載與配套需求，最后把5GNR和國(guó)網(wǎng)核心網(wǎng)進(jìn)行對(duì)接，提供跨省業(yè)務(wù)功能。

4. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)持續(xù)加快700MHz頻段資源開(kāi)發(fā)利用的背景下，建立符合廣電未來(lái)發(fā)展的700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一項(xiàng)關(guān)鍵的工作任務(wù)。借助于對(duì)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)和部署方案等相關(guān)技術(shù)分析，該架構(gòu)表現(xiàn)出更廣的覆蓋范圍，更強(qiáng)的傳輸效率以及更加靈活的部署方式，憑借這些優(yōu)勢(shì)也讓廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)層面能夠得以進(jìn)一步創(chuàng)新和優(yōu)化。在未來(lái)的工作中應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)政策規(guī)定，充分考慮到市場(chǎng)發(fā)展和用戶實(shí)際需求，根據(jù)廣電700MHz 5G網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)架構(gòu)特征和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，不斷研究更加科學(xué)的部署方案和業(yè)務(wù)規(guī)劃，讓700MHz頻段資源得以更好地利用。

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