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中国联通和中国电信联合攻关实现5G共建共享总目标

2020年是中国5G大规模建设的第一年,中国电信和中国联通以共建共享的方式建设5G网络,既是今年建网的难点,也是建网的亮点。今年9月10日,双方共建共享满一年,快速建成了32万个5G基站,形成了覆盖全国所有地级市的5G网络,截至2020年9月,已节省投资600亿元,电费、塔租、运营维护年化成本节约超60亿元。

画楼容易盖楼难,中国电信和中国联通都是全球顶尖的十大运营商,如此体量的运营商实现新一代移动通信主力网络的共建共享,在通信行业是前所未有的事,其中的挑战可想而知。12月5日,中国电信与中国联通联合申报的“5G共建共享关键技术研究与产业化应用“项目获得2020年度“中国通信学会科学技术奖“一等奖,说明此次共建共享的科技含金量相当高。

联合攻关实现共建共享总目标

相较于4G网络,5G基站密度至少是4G基站的3倍,5G基站单站的耗电量约为4G基站的3倍,单基站建设成本至少是4G的3倍以上。从现阶段看,共建共享是解决上述问题的最有效途径,这也与国家提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念高度吻合。在此背景下,中国电信与中国联通联合成立了5G共建共享工作组,核心成员全封闭集中,研究突破关键技术。

中国联通和中国电信联合攻关实现5G共建共享总目标

中国联通5G共建共享工作组组长苗守野表示,面对未来巨大的市场空间和巨大的5G建设投资之间的矛盾,如何高效率低成本地建设一张覆盖广、速度快、感知好的高品质5G网络,成为摆在运营商面前的一道近乎无解的难题。中国联通与中国电信成功探索出了一条共建共享之路。

据中国电信5G共建共享工作组负责人张新介绍,在开始阶段,5G共建共享主要面临四大难题:首先,是NSA阶段双方共建共享非常复杂,没有现成的解决方案;其次,共建共享NSA网络如何向SA网络演进;再次,没有现成完备的技术标准可用;最后,全世界前十的两大运营商要在全域范围内共建一张5G网络,在建设、运营各方面有诸多难题。

在百人项目团队的联合攻关下,目前5G共建共享项目取得了初步成果,实现了“一张物理网、两张逻辑网、4G/5G高效协同、独立运营”的总体目标,并首创了200M共享的全球最高2.7Gbps的峰值体验速率,该项目实现15项关键技术创新、发明专利31项,提出5G国际3GPP标准7项、CCSA行业标准7项。

在没有任何经验可借鉴的情况下,中国电信和中国联通探索的中国式共建共享实现了5G建设中的多项创新。同时,电费、塔租、运营费用等也大幅节省。

多项首创技术破解共享难点

据张新介绍,此次共建共享有多项首创技术。

一是全球首创NSA共享技术。

建设之初,NSA共享面临很大难题,因为双方都有超过5亿的4G用户,NSA的共享首先要保证用户体验不能受影响;推动5G市场,运营商坚持用户可以“不换卡、不换号”地接入5G网络,但中国电信和中国联通的话音承载方案不同,如何实现兼容也存在难题。

项目组创新地采用接入网共享,核心网独立建设,双方各拥有一张逻辑上端到端可管可控的5G网络,实现了各自的用户可以不换卡、不换号,同时接入共享5G网络。这使得共建共享建成的NSA网络质量优良,在345个城市全面达到预期。

二是成功实现从NSA(5G非独立组网)共享向SA(5G独立组网)共享的演进。

实现NSA共享后,向SA共享演进成为一个难题。核心网相当于网络“大脑“,NSA用4G核心网,SA用5G核心网,从NSA共享向SA共享演进中,两个运营商各有两个核心网,面临4个核心网要管一个基站的困境,而且基站之间的互操作关系多达24个。业内戏称这是”4个脑袋24条腿”。

项目组通过采用双模终端手机自适应NSA/SA网络的演进技术,成功地解决了共享的NSA向SA演进的路径问题,并在11月7日全球首发了SA商用。

三是解决了5G共建共享网络建设运营管理多项痛点。

在双方共同运营一张网络的过程中,面临着共享网络边界问题、异频切换问题、双方网络的优化参数和差异等诸多问题。

项目组通过针对性的研究,系列化的创新解决方案,实现了统一规划、统一标准、统一部署、统一质量和统一口径的“五统一”,保障了网络的运行质量和双方业务、用户的感知一致。

在5G共建共享方面,项目组牵头制定了多项3GPP国际标准,推动了中国标准成为国际标准。其中最主要的有2.1G 50M的FDD NR大带宽共享项目和华为合作提出的超级上行项目等,全部都纳入了R16标准。

中国联通5G共建共享工作组组长苗守野表示,双方的共建共享实现了“三个第一”:全球第一张而且是最大规模的共建共享5G网络,全球第一个200MHz大带宽高性能5G网络,全球第一张TDD+FDD混合组网的5G网络。通过共建共享,显著节省5G网络建设及运营成本,TCO节省成果显著,电联共享之后CAPEX(资本性支出)预计节省40%左右,OPEX(运营性支出)每年节省35%左右。

下一步目标 实现高品质5G

5G建设的第一阶段目标完成后,为5G市场发展奠定了基础。苗守野说,下一阶段将重点面向市场、面向用户,聚焦体验,打造一张高品质的5G精品网。

苗守野表示,一张高品质的5G精品网络,应该具备这样几个特点:一是极简网络,以明确的极简目标网来牵引建设,实现网络瘦身,实现网络的代际解耦,让5G轻装上阵;二是极致体验,确保用户感知,面向VR体验实现零时延、零拖拽;三是极智服务,让5G超级管道化身超级智慧管道,为用户提供更便利的业务,智能匹配复杂行业个性化诉求。同时与全行业合作构建产业生态和商业生态,形成基础支撑力。

实现极简架构,有利于加速演进,降本增效。4G处于成熟期,5G迎来大规模发展时期,聚焦5G发展则必须减小2G/3G的牵绊束缚,中国联通已制定坚决向极简网络方向演进的策略和方案。今年年底,已计划240个本地网2G退网,最快明年年底2G全面退网;3G年底首先降至1载频,加快VoLTE发展,替代3G语音,推进3G逐步退网;最后形成4G+5G协同的极简目标网。

中国联通和中国电信的共建共享加快了NSA向SA架构演进简化的诉求,否则4G和5G紧耦合增大双网优化困难,一个基站面临连接4~6个核心网的复杂结构,而且行业数字化拓展需要SA架构支撑。目前,联通已经率先牵引网络和终端在多省开通SA能力,全力支持toB新市场发展。

针对海量无线网站点,中国联通5G全面部署C-RAN,拉远室外站,实现零机房,可节省30%~40%空调能耗和机房租金;通过3/4/5G设备融合和天线融合,进一步降低设备能耗和天面租金。

苗守野说,联通和电信共建共享,双方天然的资源禀赋合并实现1+1>2的效应,实现规模翻倍、覆盖翻倍、带宽翻倍、速率翻倍,一出生就天然具备领先体验;进一步,联通和电信制定了3.5G+2.1G双频5G战略,将全球最宽的TDD(200M)和FDD(2x40M)频谱协同创新,最大程度发挥频谱效益,实现上行4~5倍体验提升,深度覆盖提升7~9dB,双频协同节能10~20%,可以明显提质增效。

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