目前，5G牌照雖已發放，但5G網絡的商用準備工作卻并非全盤就緒，仍然有一系列挑戰亟待解決。筆者認為，當前5G網絡商用面臨三個主要挑戰，即5G基站功耗、5G室內覆蓋以及5G核心網服務化架構的可靠性。

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智慧運營可降低5G基站實際運行功耗

基站功耗主要由射頻功耗和計算功耗組成，5G基站的這兩部分功耗均遠高于4G基站，導致5G基站整體功耗遠高于4G基站。在射頻功耗方面，3GPP定義的Sub 6GHz單載波帶寬最高可達100MHz，為保證一定的功率譜密度，Sub 6GHz 5G基站發射功率一般為200W，而LTE FDD基站發射功率一般為2´20W或2´40W，考慮到兩者功放效率相當，所以5G基站的射頻功耗遠高于4G 基站。

在計算功耗方面，Massive MIMO是5G的核心技術，Sub 6GHz主流基站一般采用64通道，遠高于LTE FDD基站的2通道或者4通道，通道數和載波帶寬的劇增使得5G基站的數字信號處理計算量遠高于4G基站，導致5G基站的計算功耗顯著增加。經中國電信對當前業界主流設備的實測，5G單站滿載功耗約3.5KW，半載功耗約2.8KW，分別為4G的3.2倍、3.6倍，而根據現網統計數據，基站電費約占移動網運營成本的15~20%，因此5G基站的大規模部署將為移動網絡的運營成本控制帶來嚴峻的挑戰。

系統架構設計和芯片集成度決定了基站的原始功耗，而移動網絡的智慧運營可以降低基站的實際運行功耗。中國電信通過實測發現5G AAU的基礎功耗(即空載情況下的設備功耗)達到了650W，占滿載功耗的64%，這表明無論是產品研發還是網絡運營都有較大的節能空間。在網絡運營方面，中國電信提出了基于AI與應用感知的4G與5G多頻段融合節能方案。

該方案是在保證用戶體驗的前提下，綜合考慮各頻段4G和5G網絡的資源使用情況和能耗水平，通過AI算法對各種應用進行合理的調度，使之承載于合適的網絡，在全網范圍降低高能耗基站的負載，然后由基站根據負載情況執行符號關斷、通道關斷或者小區關斷等各個級別的節能措施，從而實現移動網總體能耗的有效降低。該方案的提出是基于中國電信對移動網未來演進的判斷，即4G與5G是長期共存的關系，5G不會替代4G，同時5G也可能以低通道數、低發射功率的基站形態部署于低頻段，因此運營商可以從長遠來考慮4G與5G的多頻段融合組網與節能。

該方案依托的技術基礎是中國電信在3GPP牽頭推進的標準項目“Study on Application Awareness Interworking between LTE and NR”，即基于應用感知的4G與5G互操作。基于AI與應用感知的4G與5G多頻段融合節能方案可以充分發揮4G和5G多頻網絡的各自優勢，從更高的層面對網絡負載進行調控，在保證用戶體驗的前提下，將全網基站功耗控制在合理水平，實現4G與5G融合網絡的智慧運營。

有源+無源方案解決5G室內覆蓋問題

根據現網測試，3.5GHz頻段與1.8GHz頻段相比，室外傳播損耗高約9dB，建筑物穿透損耗高約5dB，因此室外穿透室內的綜合損耗高約14dB。基于以上數據對密集市區室外宏站覆蓋室內方案進行測算(穿透損耗25dB)，邊緣上行速率分別滿足1Mbit/s、2Mbit/s、10Mbit/s標準的3.5GHz NR規劃站間距均為1.8GHz LTE同等標準規劃站間距的1/2，雖然密集市區實際站間距比1Mbit/s標準的1.8GHz LTE規劃站間距小一些，但是也達不到1Mbit/s標準的3.5GHz NR(New Radio，即5G新空口)規劃站間距要求。

同時共站測試結果表明，1.8GHz LTE宏站在其天線主瓣方向的室內深度覆蓋優于3.5GHz NR宏站，而3.5GHz NR宏站的室內淺層覆蓋優于1.8GHz LTE宏站，而且在各樓層表現得更為平均。綜合來看，NR室內淺層覆蓋可以通過1.8GHz LTE宏站共站部署3.5GHz NR宏站來解決，而NR室內深度覆蓋難以通過3.5GHz NR宏站來解決，因為現網站間距不滿足要求，而加密室外站址的難度又極大。為解決NR室內深度覆蓋，中國電信將目光回歸室內方案。

因為現網無源室分不能支持3.5GHz頻段，同時因為無源室分支持多通道的性價比較低，所以3.5GHz NR室內覆蓋一般通過新建有源室分來解決，而從4G商用情況來看，業界主流產品為分布式有源室分，其容量較高但是成本也較高，造價約為單流無源室分的1.3倍(賓館、酒店等場景)，不適合中低流量場景。為此，中國電信提出了面向中低流量場景的5G室內覆蓋綜合解決方案，在保證用戶體驗的前提下盡可能地降低室內覆蓋的建設成本。面向中低流量場景的5G室內覆蓋綜合解決方案是一個系列方案，主要包括5G有源+無源方案和基于開放參考設計的5G有源室分方案。

5G有源+無源方案是指將5G有源室分的射頻遠端單元外接多個無源天線，擴展單個射頻遠端單元的覆蓋范圍，降低射頻遠端單元的密度，從而降低室分系統的整體造價。經初步測試和保守推算，在賓館、酒店場景，5G有源+無源方案與純有源方案相比可節省綜合造價20%以上。

基于開放參考設計的5G有源室分由中國電信與友商以及合作伙伴在O-RAN框架下開展合作研發。在今年的MWC19上海展O-RAN開放產業論壇上，國內3家運營商聯合發布了5G小基站開放參考設計白皮書，中國電信發布了業界首個3.5GHz 5G有源室分射頻參考設計。“公版”參考設計的研制有助于設備廠家收斂芯片和器件選型以形成規模效應，降低器件成本，同時避免了設備廠商的大量重復研發，降低了總體研發投入，而且還能夠通過功能組件的解耦吸引更多的中小企業參與5G研發，繁榮5G生態圈。

“分步走”提高5GC服務化架構可靠性

借鑒互聯網行業云計算、虛擬化、云原生和微服務等技術理念，5GC采用基于NFV的SBA服務化架構，相對于采用點對點封閉協議的EPC，其優勢包括易修改性、可擴展性、可重用性和開放性等，然而作為分布式軟件的5GC，其缺點是架構可靠性設計要求復雜，而且分布式環境中的硬件故障、網絡時延和時鐘同步等狀況復雜，無法完全通過實驗室進行模擬和測試。雖然目前還沒有具體的現網數據能夠證明，但可以預見，最終交付運營商的5GC系統會有更多的軟件問題需要在上線后才能得以發現和修復，這與經過嚴格出廠測試與運營商組網測試的EPC有很大區別。因此為保證5G業務可用性不低于甚至高于4G，運營商面臨較大挑戰。

為應對以上挑戰，運營商應具備以下DevOps能力。首先，是故障發現和恢復，要能夠及時發現并迅速恢復故障節點，保證業務持續可用;其次，是根因查找和解決，即在事后進行分布式環境下的根因分析，查找問題所在，并制定解決方案;最后，是軟件修改和更新，即修改問題軟件并進行重新集成、交付和部署，消除軟件問題的后續影響。

目前運營商在服務化架構運維方面的經驗還比較缺乏，因此建議采用“分步走”的策略：近期，主要采用分供應商的縱向隔離方式進行網絡建設，5GC維護也主要在供應商指導下利用專用工具進行;中遠期，為提高資源利用率和運維效率，在積累經驗后逐步推進三層解耦的水平分層方式進行網絡建設，5GC維護主要依靠運營商自身的運營體系，以及跨供應商的通用工具進行。

當前中國電信正在進行這方面的試驗和驗證，通過自主研發eMANO系統實現ETSI定義的NFVO功能，與VIM和VNFM協同，實現了試驗網5GC的編排和自動化部署。未來還會進一步引入第三方工具支持CI/CD，不斷優化軟件更新流程。除了完善運維工具外，更重要的是中國電信還會借鑒DevOps理念優化運維體系，培養服務化架構軟件維護人才，構建NFV生產維護流水線，以應對5GC服務化架構的各種挑戰。

5G承擔了國家賦予的網絡強國、產業升級等重任，提前發放5G牌照代表了國家加速5G商用步伐的決心。雖然5G網絡商用仍然面臨三大挑戰，但是通過各方共同努力、充分協作，相信這些挑戰終將會在商用過程中逐步得到解決，同時也要正視引領新一代通信技術發展所必須付出的代價，希望中國電信在5G領域的開拓工作能夠有效地幫助網絡強國和產業升級的目標早日實現。