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小基站,大科普!

7月19日,中国移动公示了《5G 700M无线网主设备集中采购》中标候选人。此次采购产品为5G 700MHz宏基站,采购规模约为480397站,划分为3个标包,5G基站需求分别为19万、19万和10万。

其中各大厂商获得份额约为:华为60%,中兴31%,诺基亚4%,大唐移动3%,爱立信2%。

从颁发5G牌照开始,我国5G网络建设的如火如荼。5G 网络设备最大的资本支出就是基站,据数据显示,投资初期 5G 宏基站价格在 25万/个,随着产业链逐步成熟,后期价格逐步降低,预计 5G 宏基站单价平均 14 万/个。

目前,我国累计开通5G基站96.1万个,占全球70%以上,随着后期5G网络建设步伐的加快,预计到2025年,5G将带动约1.2万亿元的网络建设投资,直接带动经济增加值2.93万亿元。

基站分类

5G 基站主要分为宏基站和小基站。

宏基站主要用于室外覆盖,体型大、覆盖面积广。但由于 5G 高频段工作的原因,宏基站所能覆盖的信号范围有限,还需要大量的小基站协同宏基站进行连续覆盖和室内浅层覆盖。

小基站发射功率较小,根据覆盖范围大小可分为微基站、皮基站和飞基站。IDTechEx 报告预测,到 2031 年,公共区域将安装 4500 万个 5G 小基站。

宏基站
宏基站就是架设在铁塔上的基站,功率在10W以上,这种基站体型很大,承载的用户数量很大,覆盖面积很广。

微基站
微基站通常指在楼宇中或密集区安装的小型基站,功率为500mW至10W,这种基站的体积小、覆盖面积小,承载的用户量比较低。

皮基站
皮基站即比前两者更小的基站,可用于写字楼、室内公共场所等。

飞基站
飞基站是四种基站中最小型的基站,可满足家庭、咖啡馆等场景的需要。

5G基站与4G基站的对比

4G 通信时代,基站一般可分为三部分:BBU(基带处理单元)、RRU(射频拉远单元)和天馈单元。CU 和DU 都在BBU盒子中,这是我们最熟悉的3G/4G的基站形态,也就是RRU+BBU(含CU和DU)。

到了5G,RRU和天线馈线“合并”成了AAU(有源天线单元),通过光纤和BBU相连,可以简化站点部署,降低馈线复杂度,减少传输损耗,提升网络整体性能。BBU 拆解为 CU(Centralized Unit)和 DU(Distributed Unit),CU 用来集中处理非实时数据,DU 负责分布处理实时数据,每个 CU 可以管理多个 DU,CU 和 DU 之间通过不同的组网方案可以适配不同的基站接入场景。

另外,5G基站总数必须是4G的数倍才能实现高速覆盖,为什么5G需要这么多基站?

通信的一个基本原理:传输速度越高,信噪比越大,可以保证准确的传输。换句话说,越高速传播,就越需要更大的功率和更短的距离。频率越高,穿墙能力越低。

5G基站的覆盖范围远不如4G基站,意味着要全面普及5G所需的基站数量要比4G基站多很多。

随之而来的还有电费支出等问题,“电老虎”成了5G建设路上的拦路虎,电费已成为 5G 网络运营商的最大成本之一。

关闭基站节约电费?

根据三大运营商所公布的数据显示,一个标准的4G网络基站耗电量大约在900W左右,而一个标准的5G基站的耗电量大约在3.7KW左右,这意味着5G基站耗电量大约是4G基站耗电量的3-4倍。

加上5G基站的覆盖范围远不如4G基站,如果要实现当前4G基站的覆盖密度,那么5G基站的数量将是4G的数倍。也就是说,未来5G基站总的电费将是4G的9-10倍。

为了缩减成本,运营商开始选择对于部分5G基站进行智能化开启或关停管理,晚上没有人或人少,基站会关停或减少部分容量,以节约能耗,但是有用户进入又会自动打开。运营商会根据实时数据进行判断,从而实现5G网络功耗智能化管理。

同时,运营商会保留至少一张网络,保证用户的正常业务。如果5G业务量突然又增加了,AAU设备还可以通过网管平台进行迅速唤醒。

另外,除了智能化关闭基站,运营商也在共享基站,中国电信和中国联通充分整合双方资源,开展5G网络共建共享。截止到4月底,双方已累计开通5G共享基站40万站。据了解,按照当前已建成的基站规模估算,双方合计节省投资约800亿人民币,节省电费、塔租和运维成本每年近80亿元人民币。

总而言之,5G基站功耗是目前面临的一大难题,希望随着技术地创新,可以攻克这一难关。


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