88bifa必发唯一官网5G推进组发表《五G承载光模块》和《MEC与C-V二X一心一德应用场景》白皮书

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本周行业观点:IMT-2020(5G)工作顺利推进5G
商用加速6月21日,2018年(暨第六届)IMT-2020(5G)峰会在深圳召开,向国内外业界集中发布我国最新5G
研究和试验成果。

无线通信的LTE时代已全面开启。随着5G逐渐走近,单个基站的带宽将会大幅增加,基站部署密度加大,现有的基站建网方式已显现出一些问题。如基站选址困难、机房成本高、基站资源利用率低、维护工作量大等。

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IMT-2020(5G)推进组组长王志勤在峰会现场汇报了IMT-2020(5G)推进组的工作进展。期间IMT-2020(5G)推进组发布《5G承载需求白皮书》、《5G
核心网云化部署需求与关键技术白皮书》、《C-V2X 白皮书》和《绽放杯5G
应用征集大赛白皮书》。

随着BBU与RRU分离以及RRU拉远技术的逐渐成熟,未来5G也必将采用BBU集中部署的方案,现有的光纤直连承载前传方案不再适用,因此对于未来5G的超高密度无线网络,集中部署的前传承载成为研究的重点。

近日,IMT-2020推进组在5G技术研发试验第三阶段总结暨第二届“绽放杯”5G应用征集大赛启动会上正式发布《5G承载光模块》白皮书和《MEC与C-V2X融合应用场景》白皮书。前者阐述了5G承载光模块应用场景及发展现状、前传和中回传关键光模块技术方案、光模块及核心光电芯片产业化水平分析、光模块产业化能力测评情况、技术产业发展建议等内容,以加速推动5G承载光模块产业健康有序发展,有力支撑即将到来的5G规模化部署。后者由电信运营商、设备商、科研机构、整车与汽车零部件企业、互联网企业等共同参与撰写完成,系统阐述了MEC与C-V2X(基于蜂窝的车用无线通信技术)融合的内涵、特性以及典型应用场景。

    2017年第四季度,我国5G
技术试验第三阶段工作正式开启。在这一阶段的计划是,2017年Q4-2018年Q3,先进行非独立组网(NSA),后进行独立组网(SA);2018年Q1-Q3,完成NSA
架构室内、室外测试。2018年Q3-Q4,完成SA
架构室内、外场测试。2018年年底,计划完成终端测试以及互操作测试。目前,华为率先完成非独立主网(NSA)模式3.5GHz系统室内+场外测试,完成SUL
功能测试和预研测试,大唐、爱立信和上海诺基亚贝尔也完成了室内测试。随着5G
工作的如序推进,5G
商用将会加速落地。同时工信部副部长陈肇雄也在大会上表示全球5G
发展已进入商用部署的关键时期,号召产业界加快推进5G
技术产业发展:一是促进5G
技术成熟,打造完整产业链,为全面商用奠定产业基础;二是出台5G
商用政策,适时发布频谱规划和商用牌照,满足5G
网络建设与应用拓展需求;三是加快5G
应用拓展,支撑服务经济实现数字化、网络化、智能化高质量发展。随着IMT-2020(5G)推进组工作顺利进行,5G
整体进程有望加速,进入商用落地新阶段。其中,5G
承载网将提前于无线网建设,建议关注光通信设备企业,如烽火通信等。

BBU集中部署的主要优势

业界针对适用于5G承载不同应用场景的光模块已展开广泛研究,目前存在多种技术方案与产品规格。过多的方案和规格容易导致市场碎片化,造成上下游研发、制造与运维等资源浪费,5G承载光模块技术方案需聚焦收敛。白皮书根据应用场景、技术成熟度、成本等因素,重点针对25Gb/s双纤双向、25Gb/s单纤双向、25Gb/s波长可调谐、100Gb/s和200Gb/s单纤双向等前传关键光模块,以及25Gb/s双纤双向、50Gb/s单纤双向/双纤双向、100Gb/s~400Gb/s灰光、相干与非相干50Gb/s和100Gb/s彩光等中回传关键光模块技术方案进行分析并开展了综合测评。

    建议2018年关注3条投资主线: 1)5G
加速部署,中国掌握话语权,上游厂商首先受益;2)流量持续快速增长,下游建设需求旺盛,光通信厂商随之受益;3)政企积极“上云”,市场政策双轮驱动,云计算走势看好。

BBU集中到局站主要的优势包括:

目前,5G前传用25Gb/s波长可调谐光模块处于在研阶段,25Gb/s
BiDi光模块处于样品阶段,25Gb/s其他类型光模块已处于成熟阶段。前传用更高速率的100Gb/s
BiDi光模块、200Gb/s BiDi光模块和100Gb/s
4WDM光模块处于基本成熟或成熟阶段。5G中回传用50Gb/s PAM4 BiDi
40km光模块、400Gb/s直调和相干光模块目前均处于在研阶段,其他类型光模块已基本成熟。国内厂商在光模块层面目前能够提供大部分产品,研发水平也紧跟国外领先企业,但25G波特率及以上的核心光电芯片尚处于在研、样品或空白阶段,创新发展需要下游设备商的拉动牵引和产业生态的改善。

    风险提示:5G
试验进度不达预期,光纤光缆产能扩张导致过剩,云计算未来发展不确定。

  1. 节省建设投资:BBU集中放置可以减少基带硬件设备的数量,降低设备费用;同时无需新建基站机房与相关配套设施,可充分利用现有局站机房内的空间、电源和空调等资源,大大节省机房和配套设施投资。
  2. 减少运维成本:BBU设备集中安装,减少了无线、承载专业的维护工作量;BBU集中部署,提高了电源供给的效率,利于节能减排;GPS设备亦可实现共享和集中,降低建设和维护成本。
  3. 实现快速建网:RRU完全室外型设计,直接引入市电并安装室外一体化电源箱,即可满足建设要求,大大降低了基站选址和建设难度,同时提升了网络建设速度。原先基站寻址新建或租赁一个无线基站,需要通过土建(租赁不需要)、装修、电源空调及主设备采购建设安装等流程环节,采用BBU集中方式后将大幅缩短基站的建站周期。
  4. 无线网络质量提升:未来BBU基带池化,可实现多个无线站点基带资源共享,有效地应对话务潮汐效应,根据话务动态变化,灵活配置基带资源,提高了资源利用率;可消除RRU边缘的干扰,便于提升密集区域的切换性能,减少掉线;可实现站内的载波聚合,以提高速率;可实现站间CoMP(多点协同),以提高站间边缘速率。

5G承载工作组各成员单位为《5G承载光模块》白皮书的完成和发布作出很多贡献,希望我国产业界各方继续加强合作,协同推进5G承载光模块技术和产业健康发展,为5G服务于社会提供更好连接。

    本期【卓越推】高新兴(300098)

在以上优势中,BBU集中的成本优势是最直观且可以在短期内看到成效的。根据国内运营商的测算,平均每宏基站可减少18.46万元投资,按5000个站的规模计算,累计可省9.23亿元,每年还可节省运营成本(主要是基站机房租赁和维护成本)1.62亿元。

MEC平台将云计算平台从网络内部迁移到网络边缘,MEC与C-V2X融合的理念是将C-V2X业务部署在MEC平台上,支持实现“人-车-路-云”协同交互,可以降低端到端数据传输时延,缓解终端或路侧智能设施的计算与存储压力,减少海量数据回传造成的网络负荷,提供具备本地特色的高质量服务。

前传承载的接口

依据是否需要路侧协同以及车辆协同,MEC与C-V2X融合场景可以分为“单车与MEC交互”“单车与MEC及路侧智能设施交互”“多车与MEC协同交互”“多车与MEC及路侧智能设施协同交互”四大类。该白皮书对四类场景中的典型应用进行了具体描述,并对各场景中MEC的能力需求进行了归纳总结。

BBU集中后,移动承载网的结构将发生较大的变化,新的网络结构如图1所示。

下一步,IMT-2020推进组C-V2X工作组将从推动MEC能力分级、开展标准研制以及测试床建设、深入研究MEC与C-V2X融合发展路线等方面持续开展工作,促进产业各方继续加强合作,协同推进MEC与C-V2X融合的快速发展。

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图1 BBU集中后的移动承载网结构

移动承载被分为了移动前传和移动回传两个部分,前传是指基站RRU到BBU之间的网络,回传是指BBU到S-GW/MME之间的网络。

前传方面,CPRI接口获得了更多主流设备厂商的支持,且定义了满足LTE需求的更高速率,因此,CPRI接口成为国内主流,被广泛采用。

CPRI(Common Public Radio
Interface,公共无线接口规范)可用于各种无线网络制式(GSM、cdma2000、LTE等),目前已发布到7.0版本,速率达到了25Gbit/s。CPRI链路应用于REC(Radio
Equipment Control,即LTE制式中的BBU)和RE(Radio
Equipment,即LTE制式中的RRU)之间。

由于CPRI采用射频模拟信号采样数字化,带宽需求比业务带宽增加数十倍,对于4G系统,在20M载波配置下,一个3载波的RRU型基站的承载带宽需求为:

  • FDD LTE:3×2.5Gbit/s(2T2R),3×4.9Gbit/s (2T4R)
  • TD-LTE :3×4.9Gbit/s (4T4R),3×9.8Gbit/s (8T8R)

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