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5G網(wǎng)絡部署應堅持“廣播網(wǎng)和通信網(wǎng)優(yōu)勢互補聯(lián)合覆蓋”

來源:聚銘網(wǎng)絡    發(fā)布時間:2021-01-20    瀏覽次數(shù):
 

信息來源:新浪科技

當下的5G網(wǎng)絡部署應堅持“廣播網(wǎng)和通信網(wǎng)優(yōu)勢互補聯(lián)合覆蓋”的建網(wǎng)策略。日前,中國國際經(jīng)濟交流中心、國經(jīng)咨詢有限公司、國家廣電總局廣科院、規(guī)劃院及中廣傳播集團的專家組發(fā)布的《5G廣播中國戰(zhàn)略及前景展望》報告指出,“建設5G廣播網(wǎng)絡對5G通信網(wǎng)絡是一個網(wǎng)絡能力的補充,也起到了降低5G網(wǎng)絡建設成本,降低5G網(wǎng)絡整體能耗成本的目的?!?

同時報告強調(diào),廣播電視發(fā)射塔(簡稱大塔)并不是替代通信基站(簡稱小塔)的無線通訊功能,但網(wǎng)絡的下行數(shù)據(jù)可以用大塔傳播,互動和數(shù)據(jù)回傳由小塔完成。而且通過估算可以看出建設和運維費用大塔均低于通信小塔的費用。

5G廣播網(wǎng)絡對5G通信網(wǎng)絡是一個網(wǎng)絡能力補充

移動通信網(wǎng)采用小區(qū)制蜂窩組網(wǎng)方式,低功率小塔(移動通信基站)有利于個性化內(nèi)容的傳送,能提供個性化、交互式業(yè)務以及高新視頻業(yè)務等,業(yè)務手段靈活,但是覆蓋范圍小,廣域覆蓋成本高,廣播和推送效率低,不利于公共業(yè)務內(nèi)容的廣播和推送,所有的數(shù)據(jù)傳輸都需要流量消耗。

廣播電視網(wǎng)采用大區(qū)制組網(wǎng)方式,高功率大塔覆蓋范圍大,廣播效率高,適合提供公共服務,有利于公共業(yè)務內(nèi)容的廣播和推送,但是其不具備上行回傳信道,無法實現(xiàn)點播或寬帶接入,不能提供交互業(yè)務,不利于個性化內(nèi)容、交互業(yè)務的傳輸。如果既提供廣播業(yè)務又提供點播業(yè)務,應該采用高功率大塔和低功率小塔聯(lián)合覆蓋的網(wǎng)絡架構方案,并需要“5G廣播+5G通信”無縫銜接的技術支撐。

表1:移動通信網(wǎng)與(無線)廣播電視網(wǎng)特性對比

報告指出,應用5G廣播電視技術,能夠盤活全國7000余個廣播電視無線發(fā)射大塔資源,實現(xiàn)廣播電視信號對5G手機的全覆蓋,既可以覆蓋傳統(tǒng)固定接收數(shù)據(jù)的電視大屏,又可以支持移動的手機終端,全面實現(xiàn)廣播電視終端通、人人通。

5G廣播電視業(yè)務可以充分發(fā)揮廣播網(wǎng)絡的低遲延、傳播高效的優(yōu)勢,同時依托移動通信網(wǎng)的靈活特征,構建新型廣播電視業(yè)務,適應新時代的發(fā)展。各國廣播電視機構及運營商能夠利用5G廣播電視技術對基礎設施進行升級更新,使廣播電視節(jié)目能夠順利傳輸?shù)?G移動通信終端,實現(xiàn)廣播電視業(yè)務的擴大覆蓋。

同時,隨著5G的應用普及,由于其增強移動寬帶(eMBB)的技術特性,與現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡相比5G網(wǎng)絡將會承載海量視聽節(jié)目的傳輸,隨4K/8K和VR/AR等高質(zhì)量視聽媒體內(nèi)容消費需求的快速增長,消費者對視聽節(jié)目的需求將會呈爆炸式增長,這將對5G網(wǎng)絡帶來更大的傳輸壓力。

在傳統(tǒng)的雙向化通信網(wǎng)絡里,根據(jù)測算,單人觀看 4k/2160p直播或者視頻需要 10.55 GB/小時流量,所有用戶如果全用通信網(wǎng)收看視聽節(jié)目,必將占用大量頻譜資源,有限的頻譜資源將無法承載爆炸式增長的用戶需求。

因此,在5G時代利用廣播方式下行傳輸視聽節(jié)目,將會大大節(jié)省帶寬,釋放頻譜資源,減輕視聽節(jié)目對運營商帶來的負荷。從運營商的角度來看,開展5G廣播業(yè)務,是十分有效也是十分必要的。

5G廣播網(wǎng)建設成本和運營能耗成本低

5G基站能耗成本高。4G系統(tǒng)典型的基站功耗約1300瓦,5G基站典型功耗在3500瓦左右。同樣覆蓋目標情況下,5G基站數(shù)量將達到4G的3-4倍,這樣5G移動網(wǎng)絡的整體能耗將是4G的9倍以上。

2018年全年,三大運營商的移動基站統(tǒng)計的耗電約270億度,總電費約240億元。在同樣覆蓋情況下,5G網(wǎng)絡的能耗將達到2430億度,電費達到2160億元。這么龐大的用電成本將吃掉三家運營商的所有 利潤,還要虧損數(shù)百億元。即使未來總基站量達不到4G的3-4 倍,總體上運營成本也不可小覷。電信行業(yè)需要積極推動技術進步,不斷提高設備性能,降低功耗,同時還要關注在網(wǎng)絡中引入各種智能手段,基于業(yè)務情況實現(xiàn)動態(tài)能耗管理。

廣電推出5G廣播的公共服務,包括融媒體新聞傳播、應急廣播業(yè)務、5G直播業(yè)務、生活服務、基于5G廣播的高精度時空服務、航空互聯(lián)移動多媒體服務、廣播融媒體平臺等,將成為5G殺手級業(yè)務。

大塔并不是替代小塔的無線通訊功能,下行的數(shù)據(jù)可以用大塔傳播,互動和數(shù)據(jù)回傳由小塔完成。通過估算可以看出建設和運維費用大塔均低于小塔的費用。

1、大塔和小塔的配制和能耗:

(1)大塔(廣播電視發(fā)射塔)核心部件包括天線,饋線,濾波器,發(fā)射機兩臺(一臺用于備份),上述4個部分的硬件成本預計80-100萬。發(fā)射機典型功率1000瓦,綜合電力功耗約4千瓦。

(2)小塔(通信基站)標配1BBU+3AAU,加上電網(wǎng)+UPS供電鐵塔抱桿等配套,至少25 萬以上。單天線發(fā)射功率200瓦,綜合電力功耗3.5千瓦。

2、基站硬件成本測算

2020年9月召開的服貿(mào)會“5G新興服務貿(mào)易發(fā)展論壇”上,工信部信息通信發(fā)展司司長聞庫介紹,全國已建成5G基站超過48萬個(3大運營商共計),而全國大塔(覆蓋到縣級)的數(shù)量為3321個。

按照這個數(shù)據(jù)估算采購設備支出:

小塔 480000*250000=1200億

大塔 3321*1000000=33.21億

大塔建設成本大大低于小塔的建設成本,電信和聯(lián)通共建的約25萬個5G基站,中國電信官網(wǎng)在 2020年4月24日公布的消息顯示,中國電信和中國聯(lián)通聯(lián)合招標的共計25萬站的集采,訂單總額達到700億,與小塔硬件成本25萬元以上是基本接近的。中國移動計劃 在2020年底基站數(shù)量達到30萬個,總投資規(guī)模千億級。

3、基站運維測算

運維成本主要開支來自電力支出、鐵塔租金、土建和人工成本、設備運維方面。以電力開支為例:

小塔 480000*3.5=1680000 千瓦,即每小時168萬度電

大塔 3321*4=13284 千瓦,即每小時1.3萬度電

電信的報告指出,2018年,三大運營商總計耗電270億度,總電費240億元(國家補貼后),同樣覆蓋的情況下,5G網(wǎng)絡能耗達到 2430億度,電費達到2160億元。從移動公開的財報中看到,移動集團2019年度網(wǎng)絡運營及支撐成本為1758億元,雖然沒有進一步的數(shù)據(jù)說明屬于基站部分的運營成本,從上文可知基站的運維成本占有了較高比重。

以同一城市同等面積網(wǎng)絡覆蓋人群及并發(fā)人數(shù)來對比:

注:5G廣播網(wǎng)基站建設投資占比是5G通信網(wǎng)的百分之一,可展望的市場效果和價值可期。

利用5G廣播大塔+小塔組網(wǎng),大塔資源可以通過升級改造重復利用,不用增加過多投入。利用低頻段覆蓋優(yōu)勢,小塔部署數(shù)量更少。所以整體建設成本顯著降低。此外采用大塔廣播與小塔交互協(xié)同,提高網(wǎng)絡資源利用率,進一步降低能耗。

4、優(yōu)化大塔和小塔的覆蓋設計

根據(jù)計算,全國已有48萬5G基站的硬件成本約1200億,大塔為3321個,硬件成本約33億,為小塔成本的2.75%,電力消耗方面大塔約為小塔的0.77%。

根據(jù)工信部統(tǒng)計,截至2019年年底,我國5G基站數(shù)超13萬個, 加上2020年規(guī)劃的55 萬個基站,預計到2020年底,全國5G基站數(shù)為68萬個。根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)字,截止 2019 年9月,中國的人口占世界人口大概 1/5,4G 的基站數(shù)量占到全球 4G 基站數(shù)量的一半以上。中國5G基站要想達到4G的密度,至少要建600萬個基站,5G基站建設還需要很長時間。如果按照600萬個基站來測算,5G小塔和大塔之間的差距巨大。

目前國內(nèi)3321個大塔已基本覆蓋 C2類以上城市,5G廣播可使用已有大塔,既可節(jié)省投資成本,也可加快5G廣播的服務應用落地。對于加快廣電總局提出的“加強廣播電視公共服務體系”有極大的推動作用。另一方面,當采用大塔5G廣播的模式支持熱點直播業(yè)務時,節(jié)省了小塔的無線資源。

因此在綜合大小塔方案的情況下,在5G網(wǎng)絡規(guī)劃之初應考慮大塔廣域覆蓋的傳統(tǒng)線性業(yè)務與小塔個性化的點播類的非線性業(yè)務的融合關系。優(yōu)化小塔的覆蓋設計和鏈路預算,降低小塔的綜合成本。5G大塔廣播還可節(jié)省參與視頻服務的各個環(huán)節(jié)的資源,例如回傳及骨干鏈路的傳輸資源、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡資源等,減少網(wǎng)絡攻擊者對內(nèi)容的篡改,保證畫質(zhì)穩(wěn)定無卡頓。



 
 

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