随着物联网、移动互联网等新兴业务的不断发展，目前的LTE网络已经难以适应新业务发展，为了满足未来通信的需要，全球各国开始大力发展5G网络。当前国际上已经就5G标准的制定流程达成了基本共识，而我国三大电信运营商也已经制定了相应的部署策略，5G规模商用的步伐渐行渐近。

5G加速落地，使得网络设备如何适应5G网络典型应用和需求成为业界关注的焦点。从部署上看，5G新技术的应用必将打破现有网络设备的产品形态以及网络架构，对未来基站建设模式等多个方面产生深刻影响。中通服咨询设计研究院有限公司认为，5G时代的网络设备将向着“集”“大”“微”“分”“移”五个方向演进。

5G发展的四大驱动力

5G技术自身的驱动力主要来源于4个方面，分别是：技术、市场、业务需求以及政策。

技术驱动：移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级。移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆发式增长。

市场驱动：移动数据流量将呈现爆炸式增长，以中国移动为例，预计到2020年数据流量将增长超过300倍，移动终端（不含物联网设备）数量将超过20亿。

业务需求：互联网注重提供更好的用户体验，物联网不仅涉及普通个人用户，也涵盖了大量的行业用户，用户在追求高质量业务体验的同时期望成本下降。

政策驱动：“网络强国”战略作为未来发展的战略基石，5G网络、移动互联网、物联网是未来通信发展的主要驱动力。

5G关键技术特点

为了满足未来应用的部署需要，5G具备五大关键技术，对网络的性能和构架提出了更高的要求。

全频谱接入技术

通过有效利用各类移动通信频谱（包含高低频段、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等）资源有效提升数据传输速率和系统容量。在技术影响上，采用全频谱接入技术将使网络不再受限于带宽的影响并可实现离散频谱的整合利用。网络建设时，应基于分层网络架构合理进行频谱使用（见表1）。

表1：5G分场景频率需求表

5G要实现高低频段协同覆盖。在低频段（6GHz以下）打造基础覆盖层，实现无缝广覆盖；在高频段（6GHz~100GHz）打造补充覆盖层，重点区域进行速率、容量提升。

天线技术

大规模天线阵列（Massive-MIMO）通过使用数量庞大的天线组成天线阵来进行信号发送和接收，成倍提升系统频谱效率（5~10倍），更好地实现3D MIMO。在给网络能力带来提升的同时，天线的重量和迎风面积相较于现有的天线有了大幅跃升。

超密集组网（UDN）

超密集组网通过增加基站部署密度实现频率复用效率的巨大提升，考虑到频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升。采用超密集组网将带来大量的站址建设需求，5G网络将采用异构网架设，从网络结构进行预判，微站规模将远超宏站。运营商在后期的建设过程中应加大对微站资源的储备。

结合建设场景，广域覆盖主要由宏站实现，深度覆盖主要由微站实现，宏微结合的异构网络将成为必然。

智能网络（SON）

智能网络的核心是SON（Self-Organizing Network）技术方案，SON以降低网络运维成本和改善网络性能为目的，主要包括自配置和自优化功能。SON网络的规模引入将减轻运营商在网络初配和后期优化的工作，对于网络拓扑结构的要求不再像前期那么严格，可加速推动异构网络建设。

4G网络中SON技术已经提出并小规模应用，受限于技术成熟度以及微站数量，并未大范围应用，5G网络的SON技术，自组织、自优化等功能将从现在的无线网络扩展到全网络端到端的范畴。

网络云化（CloudRAN）

在实时云架构系统软件的控制下，形成更为巨大的实时云架构资源池，为每个接入的射频单元指配虚拟处理资源，充分利用资源的同时增强网络协同能力（见图1）。C-RAN通过上下行解耦、CU/DU解耦、物理拓扑与业务解耦、站点与终端解耦，让5G网络建设更加灵活有效，与此同时，也对C-RAN机房的地理布局以及建设提出了更高的要求。

图1：网络云化（CloudRAN）示意图

4G网络通过BBU集中部署构建BBU池可看作C-RAN的初步应用，集中规模较小，5G网络通过将基带处理单元解耦为CU和DU，实现了网络的灵活部署，集中规模成倍增加。

5G典型应用场景

5G典型应用场景主要包括：移动宽带场景（MBB、eMBB）、大连接物联网场景、低时延高可靠场景、广域覆盖场景等，其中MBB、低速物联网、车联网的第一阶段以及简单的工业互联网、简单的智慧城市应用等可基于现有的LTE网络以及NB-IoT承载。

移动宽带场景

移动宽带场景主要包括MBB、eMBB应用。MBB包括网页浏览、手机游戏普通视频业务、物联网视频等；eMBB包括4K高清视频、8K高清视频、3D高清视频、虚拟现实VR、增强现实AR等。

随着云计算、大数据、人工智能等技术和应用的兴起，未来10年中，整个社会将大量使用连接到云端的各种人机界面，并引入语音和触摸等多种交互方式，而5G将显著提升这些服务的质量。

大连接物联网场景

大连接物联网场景（mMTC）可分为低速类和高速类。低速类指的是智能手表（带语音）、电子签名款POS机、电梯卫士等；高速类指的是智能抄表（如水表、气表）、智能家居（如家庭安防）、可穿戴设备（如慢病管理）、物流追踪（如共享单车）、市政物联（如智能路灯）等。5G网络的超大连接数，为大连接物联网场景的应用和开发提供了基础平台。

低时延、高可靠场景

低时延、高可靠场景（uRLLC）包括车联网、智慧城市、工业互联网、智能电网等应用。

车联网——阶段一，车载信息服务（对时延及可靠性无特别要求）；阶段二，智能辅助驾驶（如防碰撞）；阶段三，自动驾驶及智能交通。

智慧城市——利用5G先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，包括智慧政务、智慧医疗、智慧交通、平安社区、智慧旅游、智慧农业等。

工业互联网——基于5G低时延、高可靠性的特点，通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业，激发生产力。

智能电网——移动运营商能够与能源供应商优势互补，实现更快速准确的电网控制。5G可以取代配电自动化中的现有光纤基础设施，可提供<10ms的网络时延和gbps级吞吐量，实现无线分布式控制。

对于最新最尖端的智慧制造应用，灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信（urllc）是基本的要求。

广域覆盖场景

5g时代的广域覆盖包括高铁、地铁、城区广域等场景，如表2所示。以保证用户的移动性和业务连续性为目标，随时随地（包括小区边缘、高速移动等恶劣环境）为用户提供100mbps以上的体验速率。

表2：广域覆盖场景需求

网络设备走向“集、大、微、分、移”

5g网络低时延高可靠性、低功率大连接、大容量、连续广域覆盖等特点无疑将给网络设备带来较大的变革，具体可以总结为“集、大、微、分、移”五大趋势。

“集”意味着aas du cu的架构需要大量设备集中放置，带来机房类idc化的需求；“大”指的是部分场景使用大型天线，如贴片天线面积大、有源天线系统体积大重量大等，这些将对塔桅提出更高的要求；“微”代表城区网络微型化，数十米一个基站，隐蔽型微站成为主流；“分”指的是现网室分das无源器件不支持2.6ghz以上频段，需改造或新建，由于带宽、功率、通道数等增加，有源方案成本显著提高；“移”意味着车联网时代，5g网络为了保证高可靠性、低时延，游牧式节点的出现需提升网络容量和增强覆盖。

集——设备集中放置

5g前传将会出现大集中和小集中两种典型场景。小集中场景下，du部署位置较低，与4g宏站bbu部署位置基本一致，此时与du相连的5g aau数量一般小于30个（<10个宏站）；大集中场景下，du部署位置较高，位于综合接入点机房，此场景与du相连的5g aau数量一般大于30个（>10个宏站）。依据光纤资源、拓扑分布和网络需求（保护、管理）等，又可将大集中的场景再细分为P2P大集中和环网大集中。可以预见，在大集中场景下，接入点机房的类IDC化是必然趋势

大——大型天线 极大的基站密度

以高增益天线满足网络质量，导致部分场景使用“大”型天线，贴片天线面积大、有源天线体积大重量大，对塔桅提出了更高的要求（见图2）。

图2：天线形态示意图

微——基站设备微型化

微站具有使用灵活、安装便利等优点，但覆盖范围有限，可与宏站相互结合，作为宏站建设方式的一种有益补充，有效提升立体覆盖效果。

微站体积小、重量轻，使用灵活，安装便利。同时，微站支持多种上联方式，除了宏站支持的光纤，微站还支持五类线（网线）上联方式，增加了安装的便利性。此外，微站的发射功率也非常低，微站发射功率一般为1W~5W或者是百毫瓦级，覆盖范围较为有限。

分——室内分布系统多样化

5G时代，室内分布系统将呈现多样化的发展趋势，多种覆盖方式并存。一、传统DAS部署在3.5G频段，可综合多种手段（替换无源器件、上行覆盖增强技术等）弥补链路损耗，实现与现有室分天线同点位覆盖，4.9GHz无法实现同点位覆盖；二、3.5G分布式微站由于带宽、通道（4T4R）、功率的增加，可实现与现有室分天线同点位覆盖，成本会增加2.5倍左右；三、新型扩展型微站简化了基带处理单元，支持小区分裂，容量能力稍弱于分布式微站，但端口协议开放，降低市场准入门槛。

移——交通工具具备更强通信能力

未来，交通工具将成为无线通信网络的一部分，这就要求5G网络能够灵活地基于容量、覆盖和业务需求部署交通网络架构。一、大量游牧式节点能够提升网络容量和增强覆盖；二、移动站点需要大容量的网络回传，大容量宏站数量提升，或者使用超大规模天线站点；三、公共交通工具作为移动中继能够提升网络质量；四、仅提供V2X服务的站点。

总工点评

5G时代，网络设备的演进将更加智能、高效、云化、密集，未来的移动通信网络与物联网将呈现融合趋势。5G时代也将支撑我国数字经济走向新的高度和深度，将带动新一轮的行业投资，拉动国内信息消费。

以5G为网络基础的虚拟现实VR、增强现实AR、无人机、无人驾驶技术、智能制造、智慧城市、智慧物流等新兴应用和产业的发展，将使数字世界与物理世界更加快速、实时地互通，充分释放数字经济红利，为数字经济的未来方向——人工智能经济发展奠定基础。

——中通服咨询设计研究院有限公司总工程师 朱晨鸣