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小基站为5G网络“补盲”“补热”

来源:人民日报海外版2022-09-07 09:35

  日前在黑龙江省哈尔滨市举行的2022世界5G大会上,汇聚了全世界5G发展的最新成果。图为参展商现场演示5G+VR在线教学。新华社记者 张 涛摄

  到今年7月底,中国已建成开通5G基站近200万个。然而,不少人有这样的感受:室外5G信号稳定,到了室内偶尔会出现时断时续的情况。专家指出,这是室内信号深度覆盖能力不足导致的。

  随着在线教育、远程医疗、远程办公等应用快速发展,5G室内场景增多。在覆盖行业更广、应用走深向实的当下,如何解决室内信号不稳定的问题?具备小体积、低成本、高性能、低功耗、易部署等特性的5G小基站成为建设重点之一。

  体积小,更灵活

  海上风电厂与海岸线距离较远时,容易出现网络信号微弱、难以正常通信的问题。这个困扰不少电力企业的麻烦,现在只需要一个行李箱大小的5G小基站就可以解决。有了它,无论是在海上、偏远山区还是封闭地下室,都能实现5G网络信号畅通。

  除了信号通畅方便打电话,在工厂内建设5G小基站,还可以实现厂房视频传输、生产智能巡检、连接智能机器人信号等功能。

  什么是5G小基站?

  “5G小基站的单通道发射功率较小,通常为毫瓦级。远端单元的体积尺寸一般在2L左右。”中国联通网络部无线网管理室总监范斌介绍说,5G小基站之“小”体现在两方面:

  体积小——根据3GPP(第三代合作伙伴计划)标准,无线基站可分为四大类,分别是宏基站、微基站、皮基站和飞基站。相对于宏基站来说,后三者体积较小,通常合称为“小基站”。由于体积小、重量轻,支持多种回传组网方式,安装的灵活性更高,能够实现对重点场景进行网络覆盖的补充。

  覆盖范围小——覆盖范围与体积相关。宏基站体积最大,信号的覆盖范围最大,主要解决室外的远距离连续覆盖。微基站覆盖范围50-200米,应用于宏基站部署受限的市区或农村;皮基站覆盖范围20-50米,应用于室内公共场所,如交通枢纽、购物中心、展馆等;飞基站覆盖范围10-20米,通常适用于家庭或企业环境。

  小基站并非5G时代产物。在3G、4G时代,随着室内场景对网络需求的增加,小基站开始出现。进入5G时代,人们对无线通信的传输速度提出了更高要求。而小基站能够在室内安装,实现弱信号和盲区内的定点深度覆盖,包括人流密集或数据流量传输需求大的区域。此外,小基站还能帮助宏基站分担流量负荷,与边缘计算等技术相结合,以满足垂直行业应用碎片化需求。

  今年初,三大运营商纷纷启动了5G小基站集采,聚焦细分场景的信号覆盖与网络建设。

  8月4日,中国移动公示了2022年至2023年扩展型皮站设备的集采结果,这是5G商用以来最大规模的小基站集采。此次集采预估采购规模约为2万站,其中单模扩展型皮站7500站、双模扩展型皮站12500站。

  据分析,进入运营商集采,有利于推动5G小基站相关产业发展。运营商集采的持续性可以进一步激活上下游产业链,进而为运营商提供更丰富、性价比更高的建网方案。

  满足5G信号室内覆盖需求

  工信部数据显示,截至7月底,全国所有地级市的城区、县城城区和96%的乡镇镇区实现了5G网络覆盖。

  “目前,5G室外基站建设已基本实现广域覆盖,后续运营商将重点聚焦5G室内网络建设新赛道,5G小基站将成为5G室内建设的重要一部分。”中国联通网络部无线网管理室无线网新设备业务主管范天伟说。

  为啥要建小基站?

  解决高频段部署带来的新挑战——

  随着5G频段越来越高,宏基站信号传输面临更大的链路损耗问题,室内信号覆盖不足。一边是5G更高的频段导致室外宏站信号难以抵达室内,一边是越来越多的业务和流量需求发生在室内。单纯增加宏基站覆盖,成本难以承受。面对如此“两难”的境地,小基站成为破解5G网络痛点的“利器”,为实现5G深度覆盖提供了新的解决方案。

  为5G信号“补盲”“补热”——

  华为有关负责人介绍,宏基站易受到建筑物、树木等影响,覆盖效果不均匀,且随着信号频率的提升,4G/5G信号穿透能力会减弱,从而出现弱覆盖区域或盲点,影响用户体验。而在热点区域,如商场、机场、酒店、医院等人群密集、流量需求远高于普通地域的区域,宏基站往往难以提供足够的流量,小基站此时可以发挥很好的补充作用。此外,由于宏基站选址需要考虑的因素较多,协调建网成本较高,面临传统设备安装位置受限、铺设传输困难、天面资源紧张等问题,尤其是在人群密集区,更不易获取站址。因此,很难通过密集部署宏基站解决室内和热点区域的覆盖和容量问题。

  “室内场景环境复杂、覆盖需求多样化,高业务量、中业务量、低业务量场景分布不均,因此5G室内网络覆盖方案应通过多种形态网络设备,以满足差异化的室内网络部署需求。”范天伟说,未来“宏基站+小基站”的多元化模式,有望成为更低成本、更强覆盖的组网方式。

  带来更大的市场发展空间——

  5G大带宽、低时延、高速率的特性正在赋能各行各业。小基站快速定制、灵活部署、高网络容量、低成本的优势使其可以更好满足各行各业的多元网络需求,如智慧工厂、远程医疗、移动车联网等等,其深度覆盖将为各行各业带来新的发展空间。

  小基站制造能力快速提升

  除了室内区域外,小基站还在两类场景内具备优势。一是室外非连续覆盖的热点区域,如景区、步行街、居民区、道路等;二是垂直行业应用场景,如矿山矿井、产业园区、生产制造、仓储物流等。

  针对多种使用场景,多款5G小基站产品已应运而生。华为LampSite Pro以不改变室内网规的方式实现“线不动”“点不增”,从4G向5G演进,减少运营商二次规划;LampSite Sharing聚焦多运营商场景,以超宽频产品实现最多4家运营商共建共享,加速运营商在高话务量场景下的5G部署节奏;LampSite EE面向智能制造、智慧医院、智慧交纽、智能仓储等行业应用场景,有助于5G在行业场景的深入应用。东方国信发布的5G一体化皮基站TranCELL系列,通过IP网络接入5G核心网,适用于小型封闭场景热点区域或盲区的快速低成本覆盖、提升网络服务质量,可解决矿山、电力、制造、交通、化工、园区、仓储等行业室内覆盖场景,对深化5G与垂直行业的融合以及促进传统行业转型具有推动作用。

  在小基站产品领域,中国厂商在产品设计、产品性能、商用经验方面均走在世界前列,但产业链发展仍面临挑战,特别是小基站芯片国产化程度相对不高。此外,在整机功耗、通信性能等方面也有较大技术优化空间。

  工信部有关负责人表示,芯片和模块是关键基础,也是中国信息产业发展的短板,今后将加强5G芯片、高速PON芯片、高速光模块的技术攻关,提升制造能力和工艺水平,推动中国信息通信产业自立自强。同时,着力保障网络质量。今后将指导做好5G和4G网络协同发展,通过频率重耕和优化升级,提升网络资源使用效率;开展多模基站设备研制和部署,保障广大用户在城市热点地区、高铁地铁沿线等区域对不同制式网络的使用需求。

  “工信部将持续推进以5G网络和千兆光网为代表的新型信息基础设施建设,加快双千兆网络和各领域深度融合,不断夯实经济社会高质量发展的数字底座。”工信部信息通信发展司司长谢存说。(徐佩玉 李 婕)

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