用最少的投入实现最好的5G,有何良方

2018-08-02 15:44:01 来源:EEFOCUS
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5G

5G已来。不再是坐而论道,而是起而行之。当下要做的事,就是拿出实实在在的产品和解决方案建设5G、运维5G。

但5G是一个矛盾且复杂的家伙。5G速率与覆盖是相互矛盾的,高速率依靠高频段和大带宽,但频段越高,无线信号覆盖范围越小,运营商不得不建设更多的基站及相关配套设施,且网络越来越复杂,业务越加多样化,日益高企的建网和运维成本是摆在运营商面前的两大拦路虎。

新的矛盾和复杂性促使新的技术进步,要实现网络可持续演进和业务创新,考验设备商的技术和解决方案的产品能力。作为全球第一大电信设备商,华为是如何解决的?

SingleRAN Pro:不止是4G/5G共站平滑演进

在2/3G时代,不同制式的无线接入网彼此独立,网络演进意味着在2G网络上叠加建设3G,基站及配套资源成倍增长,网络结构越加复杂,成本也越来越高。

2007年,华为发布了SingleRAN解决方案,一个基站融合支持GSM、UMTS、LTE等多种制式,实现向4G时代“一张网络”、“一个构架”的平滑演进,从而降低复杂性和节省成本。

进入5G时代,运营商面临的不仅是成本和复杂性问题,5G还要像瑞士军刀一般,一张网络使能业务多样化、服务多个行业,这对无线接入网提出了新的要求。

为此,华为对SingleRAN的理念再次延伸,已发布面向5G时代的SingleRAN Pro 解决方案,其具备三大亮点:

1)统一硬件平台支持5G兼容2G、3G、4G

一体化BBU等硬件平台高度集成,支持多制式、多频段、多天线,从而简化站点空间,降低能耗和维护成本。

2)全云化构架支撑网络敏捷性

全云化架构包括:①网络架构云化部署,一套软件架构灵活支持DRAN(基站分布式)、CRAN(基站集中式)和CU-DU分离(基站分离部署)多个部署场景;②频谱资源云化,通过CloudAIR实现频谱资源按需动态分配,快速引入新制式,提升频谱利用率;③空口能力云化,通过网络切片实现按需定义空口、按业务定义网络。

3)引入SoftCOM AI使能网络智能化

通过引入人工智能,将网络管理化繁为简,推动网络运维智能化,并使能更多新业务新能力。

在4/5G共站平滑演进上,SingleRAN Pro不仅降低了网络复杂性和减少了部署成本,还面向未来使能新业务和降低运维成本。

3D MIMO/64T64R+上下行解耦:解决容量与覆盖的矛盾

5G要兼顾容量与覆盖,Massive MIMO(3D MIMO,大规模多入多出)是关键技术之一。

64T64R的Massive MIMO通过在规模天线阵列技术,控制每一个天线单元传输的相位和幅度来产生具有高度指向性的窄波束,使信号能量更集中,实现三维精准波束赋形和多流多用户复用技术,从而大幅提升单站的容量和覆盖能力,充分释放了现有站点能力,解决了运营商面临的选址难、建站难和深度覆盖难等痛点。

华为多年前就开始对Massive MIMO技术研究,于2014年联合中国移动推出全球首台实验室Demo测试样机,于2015年推出第一台Massive MIMO商用样机,于2016年携手中国移动、软银成功在商用网络部署Massive MIMO技术。如今华为已与全球多家运营商合作部署了Massive MIMO,可谓发力早、规模大、技术成熟。

上下行解耦是提升网络覆盖和降低5G部署成本的另一大利器。

众所周知,传统蜂窝网络技术上下行绑定于同一(或相近)频段,相同的频段的无线传播特性相近,但手机的发射功率低于基站发射功率,因此小区覆盖范围受限于上行,为此,华为与业界合作伙伴共同提出上下行解耦,利用低频段传播距离更远的特性,采用低频段作为5G上行传输,提升上行覆盖,从而补齐5G中高频段的上行覆盖短板,解决5G覆盖问题,节省部署成本。

2018年1月,华为与英国运营商EE在伦敦商用网络上进行了上下行解耦的外场试验,试验结果表明,采用了上下行解耦后,3.5GHz的覆盖半径提升了73%,在用户体验提升10倍的前提下达到了与1.8GHz的同覆盖。

此外,由于5G频段高,信号覆盖难以抵达室内,而现有无源室分无法支持MIMO多天线演进,针对5G室内覆盖gap,华为已发布新一代5G Lampsite产品,以更简单灵活、更具扩展性的方式部署5G数字室分系统,使能5G时代智慧家庭、智能工厂、VR等丰富多彩的室内业务。

SoftCOM AI:降低运维成本,提升运维效率

电信业推动着各行各业数字化转型,但自身的运维系统还处于“石器时代”。说“石器时代”,可能太夸张,但运维效率低是不争的事实。

举个我们工作中常见的例子。半夜基站断站了,监控发现告警,派单给维护,维护人员从睡梦中惊醒,匆忙联系车辆,借钥匙,直奔基站,一路颠簸终于到站,结果发现钥匙拿错了。

这个故事告诉我们,电信业迫切需要从“被动运维”向可预测的“主动运维”转型,乃至实现自动、自优、自愈和自治的“自动驾驶”网络,以提升运维和运营效率。

随着NFV/SDN、云计算、大数据、人工智能等技术卷席而来,业界已一致认同5G时代的运维系统将逐步实现这一转变。面对现实,日趋复杂的网络,不断攀升的OPEX,也在倒逼电信业数字化转型。

华为已先行一步提出SoftCOM AI解决方案。

华为SoftCOM AI在全云化网络构架上,引入以机器学习为核心的AI技术。整个构架有两个核心,一是AI训练平台,训练数据,输出模型或算法;另一个是推理平台,收集数据,根据模型或算法推理网络动作指令并执行。SoftCOM AI旨在推动网络从自动化业务部署和动作执行,走向智能化的故障自愈、自我优化和自我管理,提升网络运维效率、能源效率和资源效率。

在运维效率方面,SoftCOM AI通过“智能故障预测,网络负荷分担”变抢修为基于状态计划性维护,通过“人工开环转为设备闭环”实现非物理故障恢复自动化。

比如,网络故障中超过70%的问题源自无源设备,例如光纤弯曲老化、接口松动等,通常从性能逐渐恶化到触发故障的过程中信号会发生变化,通过引入AI学习这些变化的特征,就可提前进行预测,用有源解决无源的故障问题。

在资源效率方面,当下网络资源管理是网络建设好后,流量随之流动,资源利用可能不合理,通过AI对流量趋势预测、路径性能预测等,可根据实时变动的流量来选择最佳流向路径,从而提升资源利用率。

比如,无线网络可根据用户、终端、业务分布等实现空口频谱最大程度利用;骨干网DC间的IP骨干网络利用率接近70%,而非热点DC间的网络利用率不到30%,可通过AI优化实现弹性流量削峰填谷,测试证明,AI优化的骨干网线路忙时利用率可从平均30%提升50%以上。

电费是运营商OPEX里的一笔主要开支,提升能耗效率也是5G的KPI之一。

从网络能耗分布看,站点能耗占65%,数据中心占20%;10%的站点产生50%的流量,50%的站点产生5%的流量,网络流量分布在时间和空间上不均衡。SoftCOM AI旨在实现“比特决定瓦特”,即网络流量大小决定能耗多少,从而使整网的能耗效率达到最佳:在机房/站点,AI训练生成散热与环境及业务负荷模型,使日照、温度与油机、太阳能和电池等达到最佳能效;在设备层,根据业务负载进行动态能量投放,无流量时隙关断、RF深度休眠、载频关断等减少耗电量;在网络系统层,构建准确的业务负荷预测模型,使整网流量最优达到能效最佳。

总结一下,3D MIMO/64T64R+上下行解耦解决5G容量与覆盖的矛盾,降低建网成本;SingleRAN Pro进一步解决建网成本过高的问题,且使能未来新业务;softcom AI降低运维成本,提升运维效率。面对5G矛盾与复杂性,这是华为对5G建设和运维开出的新药方。

 

 
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