5G基站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架長(zhǎng)啥樣?新建一個(gè)5G基站要多少錢?

三大運(yùn)營商提出了2020年完成55萬個(gè)5G基站建設(shè)的目標(biāo),其中中國移動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)是30萬個(gè),中國聯(lián)通和中國電信計(jì)劃聯(lián)合建設(shè)25萬個(gè)5G基站。


表面上看5G基站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,5G基站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架長(zhǎng)啥樣,新建一個(gè)5G基站要花多少錢,這些你清楚嗎?本文帶你一一了解。


  • 5G基站到底長(zhǎng)啥樣?

  • 5G功耗增加,電源配套如何解決?

  • 2/3/4/5G共站,機(jī)房空間和承重夠用嗎?

  • 多制式共存,鐵塔天面空間夠用嗎?

  • 3.5GHz頻段上行覆蓋短板怎么破?

  • 無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架會(huì)演變成什么樣子?

  • 建一個(gè)5G基站要花多少錢?


本文帶你一探究竟↓↓↓





5G基站長(zhǎng)啥樣?




初印象


該5G試驗(yàn)局由北京聯(lián)通建設(shè),華為提供全套端到端的5G商用系統(tǒng)設(shè)備,包涵核心網(wǎng)、5G基站、承載網(wǎng)等。北京聯(lián)通已在金融街區(qū)域規(guī)劃了11個(gè)5G站點(diǎn),形成全程約3.6公里道路覆蓋的連續(xù)組網(wǎng)。


一走進(jìn)機(jī)房,就傳來那熟悉的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)轟轟聲,打開機(jī)柜門,由上至下正在運(yùn)行的設(shè)備依次是:5G室內(nèi)刀片電源、4/5G共框宏站BBU、5G Only BBU、4/5G共框室分BBU、4&5G RHUB、接入IPRAN ATN890B和鐵鋰電池組。


走出機(jī)房,來到樓頂,一副支持2/3/4G多頻段無源天線和一副5G 3D MIMO有源天線映入眼簾,構(gòu)成1+1極簡(jiǎn)天面。



看完5G基站初印象,你是不是心中已涌出一股難言的激動(dòng),反正我是的,估計(jì)一連串疑問也涌上心頭了吧!


不是說5G基站很復(fù)雜嗎?

看起來挺簡(jiǎn)單的嘛?

那個(gè)刀片電源是個(gè)什么鬼?

鐵鋰電池組又是什么東東?


現(xiàn)在讓我們來逐一揭曉答案。


為啥5G基站那么簡(jiǎn)單?


原本以為,未來的網(wǎng)絡(luò)2/3/4/5G共存,聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)有GUL三制式和900M/1800M/2100M三頻段,再引入5G新頻譜和新模塊,基站站點(diǎn)將更加復(fù)雜,也會(huì)增加站點(diǎn)能耗成本和鐵塔租金成本。


但實(shí)際情況并非如此。


在實(shí)際部署中, 5G設(shè)備支持全制式大容量BBU產(chǎn)品方案、N in 1多制式融合射頻和全頻段天線,可實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)極簡(jiǎn),降低能耗和鐵塔租金。結(jié)構(gòu)如下:



1+1極簡(jiǎn)天面:1P(Passive,無源)多端口天面收編現(xiàn)網(wǎng)Sub 3G存量天面,1A(Active,有源) 5G 3D MIMO獨(dú)立天面。


多頻合一模塊:通過1.8G+2.1G雙頻4T4R等多頻模塊以1當(dāng)2,精簡(jiǎn)塔上射頻模塊,支撐1+1極簡(jiǎn)天面收編;


全制式基帶:大容量全制式BBU,單BBU支持六模合一;


一站一柜:通過智能室外機(jī)柜,實(shí)現(xiàn)一站一柜0機(jī)房,節(jié)省機(jī)房資源投資。


全制式全頻段設(shè)備和1+1極簡(jiǎn)天面,大大簡(jiǎn)化了2/3/4/5G共站帶來的復(fù)雜性,可在5G時(shí)代實(shí)現(xiàn)不增加或少增加鐵塔租金,降低運(yùn)營商運(yùn)營成本。


接下來回答另外兩個(gè)疑問:


刀片電源是個(gè)什么鬼?

鐵鋰電池組又是什么東東?


5G部署,基站電源配套面臨三大難題:


一是市電擴(kuò)容困難。市電擴(kuò)容審批多、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高,同時(shí),按以往的設(shè)計(jì)規(guī)范,電量申請(qǐng)額度或電量冗余額度計(jì)算都是按照基站耗電量的峰值來考慮的,這樣一來,當(dāng)前市電余量就會(huì)少很多,我們就需要申請(qǐng)更多市電額度,費(fèi)用就會(huì)更高。


二是機(jī)房?jī)?nèi)開關(guān)電源(直流電源)容量大部分接近飽和,需要擴(kuò)容或新建。新建如果按照傳統(tǒng)方案建設(shè),又會(huì)帶來機(jī)房空間不足、承重不足(主要指鉛酸蓄電池)等問題。


三是現(xiàn)有電源限制5G部署。5G無線主設(shè)備(尤其是AAU)功耗增加,現(xiàn)有直流電源制式為-48V,電壓低、電流大,傳輸距離短,導(dǎo)致電源可用度降低(采用-48V為AAU供電,供電距離不足40米@6平方線纜,而實(shí)際AAU供電距離70%場(chǎng)景為40-70米)。


為此,5G需要引入新的通信能源解決方案:


一、引入鐵鋰電池組,削峰降市電引入成本


針對(duì)市電擴(kuò)容難,5G時(shí)代基站的市電用量將按照基站功耗平均值考慮,在峰值時(shí)通過市電+鐵鋰蓄電池共同放電,保證基站用電,波谷時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充電。最大程度減少市電重新申請(qǐng)額度,加快部署速度,降低引電成本。


同時(shí),鐵鋰電池組與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比,重量更輕,部署快,工程量極小,解決了機(jī)房空間和承載限制,且與現(xiàn)有電源方案相互隔離,互不影響。


此外, 5G能源方案采用-57V輸出,相比-48V電源,同等條件下,線損降低60%,進(jìn)而再次降低市電需求。


二、引入刀片電源方案,室內(nèi)免改造,室外按需備電


針對(duì)5G無線主設(shè)備功耗增加,在室內(nèi),采用室內(nèi)刀片電源方案(Indoor Blade),與主設(shè)備共機(jī)架,滿足5G設(shè)備(包括BBU、AAU)用電需求。刀片電源方案具備重量輕、占用空間小、易部署等優(yōu)點(diǎn),且與現(xiàn)有電源方案相互隔離,互不影響。對(duì)于室外AAU拉遠(yuǎn)站,采用DPS(分布式電源)方案為AAU就近供電,可根據(jù)需要將交轉(zhuǎn)直模塊和鋰電池嵌在一起,與AAU安裝在同一根抱桿上,實(shí)現(xiàn)零占地、快速部署,解決了傳統(tǒng)方案(室外機(jī)柜,內(nèi)嵌電源和電池)存在的物業(yè)協(xié)調(diào)難、進(jìn)場(chǎng)難、租金高等問題。


三、適度升壓,提高電源可用性


針對(duì)現(xiàn)有-48V電源限制5G AAU部署距離的問題, 5G能源方案采用-57V恒壓電源,6平方線纜距離最遠(yuǎn)可達(dá)100米,線損降低60%。電源可用度接近100%。





5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架長(zhǎng)啥樣?





下面這張圖清晰的描繪了5G無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架:

 


5G無線網(wǎng)絡(luò)通過4/5G共宏站、3D MIMO、云化頻譜、上下行解耦、DC雙連接、桿站、微站、室內(nèi)數(shù)字化等多種技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景全覆蓋的立體式網(wǎng)絡(luò),從而滿足不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量和業(yè)務(wù)需求。


3D MIMO天線技術(shù)


64T64R 3D MIMO具有覆蓋廣、容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),適合對(duì)高話務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行覆蓋;同時(shí),它具備垂直維度自由度,還可滿足未來50m~300m低空數(shù)字化覆蓋。北京聯(lián)通5G試驗(yàn)站路測(cè)測(cè)試顯示,在3.5GHz頻段100M帶寬下,64T64R可保證平均速率超過1Gbps。



上下行解耦


眾所周知,無線信號(hào)頻率越高,傳播損耗越大,覆蓋距離越小。5G基站采用3.5G中頻,比2/3/4G頻段更高,盡管下行覆蓋由于AAU設(shè)備的大功率及多發(fā)多收仍可滿足與4G相等的覆蓋,但上行覆蓋因受手機(jī)發(fā)射功率等能力的限制,成為5G覆蓋的短板。



為了克服上行覆蓋短板,5G引入了上下行解耦技術(shù),即上行業(yè)務(wù)在3.5G小區(qū)邊緣切換至1.8G現(xiàn)網(wǎng)基站,從而延伸5G有效覆蓋,實(shí)現(xiàn)4G和5G共站共覆蓋,極大節(jié)約投資。


DC雙連接


DC雙連接指5G終端通過4G和5G網(wǎng)絡(luò)雙連接,在北京聯(lián)通5G試驗(yàn)站上,通過在上下行解耦小區(qū)中疊加1個(gè)2.1G的4T4R射頻模塊,采用LTE2.1G 20M 4T4R、1.8G 4T4R和3.5G 100M 64T64R聚合,實(shí)現(xiàn)了單用戶下載速率高達(dá)3Gbps。



數(shù)字化室分


傳統(tǒng)室分難以滿足5G時(shí)代的需求,室內(nèi)覆蓋數(shù)字化是必然趨勢(shì)。華為5G LampSite室內(nèi)覆蓋數(shù)字化解決方案支持Sub3GHz +C-Band多頻一體化、5G NR+LTE多模一體化、網(wǎng)線+光纖多傳輸一體化以及eMBB+IoT+導(dǎo)航多業(yè)務(wù)一體化,可實(shí)現(xiàn)“線不動(dòng)”、“點(diǎn)不增”平滑支持5G擴(kuò)容和演進(jìn),保護(hù)投資。





建一個(gè)5G基站要多少錢?






基站一般可以分為宏基站和微基站。室外那種大鐵塔的,是宏基站。目前我們國內(nèi)正在規(guī)模建設(shè)的5G基站,也是宏基站為主。



宏基站

5G宏基站的成本,一般來說,是由主設(shè)備、動(dòng)力配套設(shè)備設(shè)施、土建施工共同組成。




像BBU、AAU、傳輸設(shè)備這些,就是主設(shè)備。像電源、電池、空調(diào)、監(jiān)控這些,就是動(dòng)力配套。而機(jī)房這些,當(dāng)然就是土建施工了。




先看主設(shè)備。




目前5G還處于剛起步的階段,各個(gè)設(shè)備商的5G主設(shè)備價(jià)格還存在變動(dòng)。而且,單買一個(gè)設(shè)備的價(jià)格,和運(yùn)營商集團(tuán)采購(集采)的價(jià)格,存在巨大的差距。




舉個(gè)例子來說,目前,某設(shè)備商的標(biāo)配(1個(gè)BBU+3個(gè)AAU),只算硬件的價(jià)格,報(bào)給國內(nèi)運(yùn)營商大約是20萬元人民幣(以下如未特殊說明,單位都是人民幣)。而在國外,可以報(bào)到30-40萬人民幣的價(jià)格。



網(wǎng)友透露的AAU價(jià)格,差不多。



5G AAU




如果你作為個(gè)人去找設(shè)備商,1BBU+1AAU,對(duì)方敢報(bào)80萬。非主流廠商也敢報(bào)30萬。(別問我怎么知道的,因?yàn)槲覄側(cè)栠^。




所以說,主設(shè)備的報(bào)價(jià)差距是非常懸殊的。我們暫且還是以國內(nèi)運(yùn)營商購買的價(jià)格來算,大約20~25萬吧。




BBU一般包括基帶板、主控板、電源模塊等;鶐О鍍r(jià)格最貴,占成本的大頭(1~2萬)。主控板和電源啥的,不值錢,幾千塊。



同時(shí)支持4G和5G的BBU




順便說說4G主設(shè)備的價(jià)格,一般BBU1~2萬,RRU1萬左右,天線1~5千不等。




國內(nèi)天線價(jià)格,僅供參考




再來看看動(dòng)力配套的費(fèi)用。




動(dòng)力配套設(shè)備為基站提供電力和降溫保障,是一個(gè)基站正常運(yùn)行的前提。


基站站房?jī)?nèi)景



根據(jù)不同的基站配置,所需的動(dòng)力配套設(shè)備數(shù)量和規(guī)格也有很大不同。下表是動(dòng)力配套相關(guān)設(shè)備設(shè)施的一個(gè)范例:


一個(gè)室外機(jī)柜,大約5000元/個(gè)。電源柜一般也是5000~10000元。

基站室外機(jī)柜




蓄電池是基站市電意外中斷后,提供應(yīng)急電力的。普通鉛酸電池價(jià)格是1~2元/Ah。磷酸鐵鋰電池是4元以上/Ah。電池分為機(jī)柜式安裝和鐵架式安裝,規(guī)格是48V100Ah~48V1000Ah等。





基站蓄電池,是小偷的主要目標(biāo)




基站站房還配有空調(diào),價(jià)格幾千到一萬不等。




此外還有一些防雷設(shè)施設(shè)備和防盜監(jiān)控的設(shè)備,價(jià)格都不是很貴,就不單列了。




動(dòng)力配套的硬件成本,算下來大約是3~5萬元。




接下來是站房的土建施工費(fèi)用。




這個(gè)費(fèi)用就有點(diǎn)復(fù)雜了。有的時(shí)候是自建物業(yè),有的時(shí)候是租用業(yè)主物業(yè),根據(jù)所處的地域不同,價(jià)格存在很大的差別。




你說北京鬧市區(qū)高檔寫字樓租一個(gè)機(jī)房,價(jià)格和四五線城市當(dāng)然是不能比的。一線城市的場(chǎng)租有時(shí)候都要5-6萬。




鐵塔方面,分為單管塔、角鋼塔、景觀塔、抱桿等好多種。不同的鐵塔類型,價(jià)格差異也很大。

通信塔桅的分類

例如,一個(gè)普通的三管塔,重量在8.5噸左右,造價(jià)約9萬元。

三管塔
根據(jù)手頭上的資料,我大概估算了一下各類型鐵塔的價(jià)格,如下表所示:




鐵塔建造成本參考
注:鐵塔價(jià)格隨鋼材價(jià)格有較大波動(dòng),以上成本僅供參考。




土建這塊涉及的雜七雜八的費(fèi)用多種多樣,有時(shí)候還包括地勘費(fèi)、建設(shè)用地及綜合賠補(bǔ)費(fèi)、外電引入施工費(fèi)用、選址費(fèi)等。今天并不是真正要去做工程概預(yù)算,就不一個(gè)一個(gè)摳了。通過上面的表格,大家心里大概有個(gè)數(shù)。

一般來說,機(jī)房基建相關(guān)的工作,都是中國鐵塔公司負(fù)責(zé)。鐵塔承擔(dān)成本之后,再向運(yùn)營商收取租金。收租的方式,一般根據(jù)設(shè)備的體積和占用的空間來計(jì)算。例如鐵塔上掛AAU,就會(huì)根據(jù)AAU的數(shù)量,占用的天面資源,來計(jì)算租金。




以上所說的費(fèi)用,就是建設(shè)一個(gè)基站需要支出的硬件相關(guān)的成本和費(fèi)用。

除了硬件費(fèi)用之外,再加上(主設(shè)備)軟件費(fèi)用,安裝耗材等等,七七八八加在一起,不算租金和人工的話,如果新建一個(gè)5G宏基站,大約是30萬。如果把租金和人工算上,平均下來估計(jì)是40~50萬。

需要注意的是,目前運(yùn)營商建設(shè)5G宏基站,只有很少部分是全新建設(shè),大部分都是在現(xiàn)有2/3/4G站址下,新增5G主設(shè)備。可能涉及到的費(fèi)用,就是主設(shè)備成本、機(jī)房改造、電源擴(kuò)容,還有就是新增5G設(shè)備所需要交的租金等。這個(gè)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新建一個(gè)基站的費(fèi)用。



5G微基站

目前國內(nèi)5G建設(shè)還是宏基站為主,相對(duì)比較容易。后期進(jìn)入深度覆蓋,開始拼命建微基站,運(yùn)營商的壓力就會(huì)越來越大了。

宏站主要負(fù)責(zé)廣域覆蓋,微站和室分負(fù)責(zé)深度覆蓋和容量吸收。




5G除了建設(shè)成本(CAPEX)之外,更可怕的是后期的維護(hù)和使用成本(OPEX)。

5G基站的功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4G基站,目前大約是3~3.5KW,約是4G基站的2~3倍。電費(fèi)將是5G時(shí)代運(yùn)營商最不可忽視的現(xiàn)實(shí)威脅。





當(dāng)然,國家應(yīng)該會(huì)在電費(fèi)方面給予一定的補(bǔ)貼,目前三大運(yùn)營商與中國鐵塔也在大力降低5G建網(wǎng)成本。而且,隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),5G基站的功耗也會(huì)顯著下降。





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