李展
當前,移動通信的發展給人們帶來了愈加便利的生活方式,這使得人們對于5G網絡更加期待。隨著2020年5G預商用時間的接近,5G的被關注度被提升到了一個新的高度,5G的標準化和產業化發展也逐漸進入沖刺階段。
在5G標準方面,非獨立5G新空口標準將于2017年12月完成,2018年3月凍結。3GPP公布的5G進展時間表顯示,2018年6月將完成5G標準的第一個版本(3GPP Release 15)。同時,在2017年12月份將增加一個非獨立組網的5G新空口的版本,以滿足部分運營商在2019年商用5G的需求。5G標準進程在加速。
技術產業方面,在巴塞羅那舉行的2017年世界移動大會(MWC2017)上,世界各地運營商、設備商們展示了各自的5G研發成果。中國移動也在香港發出了2018年構建5G核心網,2019年推進5G無線網建設的聲音,有望進一步拉近5G預商用的時間點。
結合工信部5G技術試驗驗證“三步走”的規劃,大唐移動也制定了自己的5G發展戰略,積極進行新技術驗證、新基站產品開發以及新網絡驗證等方面的工作。
參與5G一階段技術測試,
大唐測試結果優異
2016年9月,工信部組織的5G第一階段技術測試完成,驗證了5G關鍵技術性能,進一步推進了5G關鍵技術等的研究工作。
在此階段的測試中,大唐進行了無線技術和網絡技術兩方面的測試工作。
其中無線部分,大唐利用統一的5G綜合驗證平臺,進行了包括大規模天線、非正交多址、超密集組網三個方面的技術驗證測試。大規模天線方面,大唐測試了業內規模最大的支持3.5 GHz頻段、支持256天線的有源天線陣列,小區峰值速率超過4 Gbit/s,可支持20個數據流的并行傳輸,頻譜效率達到4G的7~8倍以上;針對物聯網大連接能力的提升,大唐引入非正交多址技術,通過PDMA圖樣分割非正交多址接入技術可實現3倍以上多用戶接入,接入能力得到提升。超密集組網方面,大唐是業內首家實現并驗證3.5 GHz頻段小基站超密集組網的廠商,在300 m2范圍密集部署8個小站,測試結果表明,流量密度>10 Tbps/km2,充分驗證了5G對超高流量密度的支持能力。
而在網絡部分,大唐搭建了業內首個基于Openflow標準的5G測試系統,測試驗證了網絡切片、移動邊緣計算、控制承載分離以及網絡功能重構等技術,實現了端到端的完整系統級驗證。
加速5G產品研發,致力構建5G新網絡
為了進一步驗證5G不同應用場景的技術解決方案,針對正在進行的5G新網絡的測試驗證,2017年,大唐開發了5G預商用產品,包括5G基站產品以及5G核心網,同時還開發了用于網絡測試的5G終端設備。
在基站設備方面,大唐開發的BBU預商用產品具備單板100 M的處理能力,支持5G架構中CU/DU分離功能;大規模有源天線陣列(Massive MIMO AAS)設備適用于室外網絡宏覆蓋場景,該有源天線陣列工作在3.5 GHz頻段,具備64通道、128天線,可支持200 M信號帶寬,小區峰值速率、頻譜效率等較之4G有了進一步的提升,能更好地滿足5G網絡業務的要求。除此之外,大唐還開發了小型化4通道PAD RRU,可用于網絡微覆蓋及超密集組網(UDN)等場景,該款產品可工作在3.5 GHz和4.9 GHz頻段,支持U/C分離、雙連接等功能,體積小巧,功能強大。預計2018年,大唐5G基站平臺將反向支持4.5G,形成4.5G/5G兼容的商用基站平臺。
在5G高頻段產品方面,大唐與中電集團合作,開發了一款工作在25 GHz—27 GHz頻段的毫米波樣機,該設備支持1G工作帶寬,擁有較小的體積和較優質的性能,適用于室內覆蓋場景。這些基站產品的研發,使得未來大唐或具備5G高、低頻混合組網能力。
針對5G核心網設備的開發,大唐主要進行了包括云平臺、5G NGC網絡新功能、網絡功能切片部署與遷移以及5G新形態網絡設備研發等方面的工作。大唐網絡功能虛擬化(NFV)電信云平臺可滿足電信業務高吞吐和實時性的要求。在快速部署方面,可實現5G邊緣及核心DC的快速部署,滿足5G的多樣化場景;而相應的操作系統平均延遲為2~5 μs,具備高實時性,處于業界領先水平。同時,MEC單節點可提供100 G大容量虛擬交換,可堆疊實現400 T的交換容量,吞吐量較高,并且具備400萬條5G業務數據大連接能力。在5G NGC網絡新功能方面,支持網絡功能單元的靈活部署,實現包括SMF、UPF、NEF、PCF等5G功能;網絡功能切片部署與遷移方面可實現SSF、Slice-Controller及網絡切片生命期管理(上線、擴縮容、遷移、重構、跨DC部署等)等,支持多場景網絡切片構建,未來能夠按照客戶的需求及應用場景定制網絡,幫助運營商快速、高效地服務于不同行業客戶的不同業務。同時,大唐開發了通用服務器、虛擬化平臺等5G新形態網絡設備,進一步構建5G網絡云平臺。
未來,移動邊緣計算(MEC)是5G的一個重要應用場景,在基于5G網絡能力開放的MEC方面,大唐進行了先進云平臺技術及高性能業務支撐技術的研究,使得第三方應用可被部署到網絡邊緣。基于大唐統一的云平臺,MEC可靈活支持多業務集成及多場景解決方案,兼容目前網絡及未來5G網絡架構,致力構建5G新應用環境。
為了支撐5G技術試驗,大唐同步開發了5G測試終端。該測試終端支持3.5 GHz和4.9 GHz頻段的各200 M帶寬、4天線4T4R,支持定點和車載等多種安裝方式;軟件功能方面支持eMBB、uRLLC、mMTC等多場景測試,支持新多址,可模擬多終端接入,支持移動性、增強雙連接等功能。同時,大唐聯儀還進行了5G儀表的開發,從而實現對5G的系統模擬、業務模擬以及空口測試等。至此,大唐具備了提供5G完整端到端解決方案的能力。
構建5G試驗網,大唐全力推進5G系統驗證
為更好地驗證5G網絡及5G基站設備的性能,大唐已經展開了相關的測試準備工作。目前,在北京懷柔進行了站點勘察與建設,將構建起一整套完整的宏微立體覆蓋5G試驗網,以進行外場速率與覆蓋能力等方面的測試,完成5G新網絡的技術驗證。
2017年3月,基于懷柔外場測試環境,大唐完成了業內首次5G低頻段宏微基站切換,同時,完成了室外定點速率、移動拉遠及4G/5G覆蓋對比等測試。此外,大唐攜手產業鏈伙伴啟動了大唐5G產業合作伙伴計劃,并成立了5G無線網絡與應用聯合創新實驗室,積極構建5G產業生態圈。
針對懷柔試驗網,大唐將分階段進行建設,形成完整的5G測試環境。預計在2017年10月左右,將建成5~7個站的連片覆蓋網絡,支持站間切換、無線組網性能;在2018年6月前后,將搭建完成新型網絡架構、本地和中心分級控制、回傳網絡連接中心EPC等,支持第三階段網絡架構測試,支持CU/DU分離、網絡切片、4G/5G互操作等。懷柔5G試驗網的建設,標志著大唐5G已經進入系統驗證階段。
4G給我們的生活帶來極大的改變,而即將到來的5G將是一個應用場景更加廣闊的移動通信網絡。為了能更早地迎接5G的到來,國內外運營商、設備廠商積極參與5G研究,大唐也積極參與制定5G標準,研發5G預商用產品,構建5G試驗網絡,全力推進5G產業布局,為5G的發展做貢獻。