5G网络该如何实现共建共享?_通信世界网

下面的几幅图来自国内某运营商的基站建设流程。从中可以看出,基站建设可分为规划设计,配套改造,以及设备安装开通这三个阶段,每个阶段都有详细复杂的流程。

站建设的复杂性及成本之高由此可见一斑。那么,这这三个阶段中,移动通信站点建设处处都要花钱,包含:站点租赁,机房土建,动力和监控等系统的成本甚至远高于设备本身。

根据产业链人士爆料,试商用阶段单个5G基站的价格约为50万-60万元,5G部署成熟期的单价会降至30万-40万元。另外,5G网络的部署还包括传输网、核心网,传输网折合到单个基站上的成本约为5万-10万元,核心网在部署初期的造价约为1000万到3000万元。4G刚建了没几年,当初的投资尚未回本,又要面临5G网络建设的大笔支出,并且5G的杀手级应用还未出现,投资回报率不明。因此,越来越多的运营商考虑使用“网络共享”的方式来建网,几家共享网络基础设施,分摊成本,快速提供服务,互惠互利,抱团取暖!

网络共享是怎么做到共享基站的呢?要知道网络共享只是共享网络,不是共享用户,肯定要做到用户无感知。那么问题来了,手机又怎么区分各个运营商的网络呢?

这一切都要从PLMN说起。PLMN的全称是Public Land Mobile Network,也就是公共陆地移动网络,说人话就是由基站,核心网等设备组成的,能让手机打电话,上网的网络。PLMN由移动国家码(MCC,Mobile Country Code)和移动网络码(MNC,Mobile Network Code)这两部分组成。一组MCC+MNC就唯一标识了一张网络。中国的移动国家码是460,移动网络码为两位数字,从00开始。举例来说,中国移动的移动网络码有两个,是00和02。中国联通的是01,中国电信的是03。用46001这五位数字就能在全球唯一标识中国联通的网络了。由此可见,手机要识别哪家的网络,最关键的就是识别PLMN。因此要提供服务,每个小区都必须不断地广播PLMN号,让手机接入正确的无线网络,再连接到对应的核心网和提供服务。想象一下,如果联通用户试图接入电信的网络,如果没有漫游的话,唯一的结果就是鉴权不通过,被判定为非法用户,拒绝接入。

在这种方式下,两个运营商只共享物理站址,包括:机房,铁塔,电源,天馈系统等系统。在中国,这部分基础设施是由中国铁塔公司负责的,然后提供给三大运营商。也就是说,站址共享是默认支持的。这就是中国铁塔存在的意义:资源共享,减少重复投资。

第二种:MORAN (Multi-Operator Radio Access Network)这种方式的共享比站址共享更近了一步,把无线接入网的主设备——基站也共享了。虽然共享,但是程度还不彻底,只共享基站内部和无线接入资源无关的模块,而最关键的部分:小区和频点,仍然各用各的,各行其是。

因此,对手机来说,MORAN的表现和不进行共享是一样的,由于各个运营商的小区独立,它们各自在各自的小区广播中发送自身的PLMN编码,手机按自己的网络进行接入即可。所以,MORAN的实现比较简单,也不需要标准制定组织3GPP对其进行额外的标准化。

那么这个小区到底属于谁呢?这就需要在小区广播中同时发送参与共享的所有运营商的PLMN码,手机按自己的服务网络的PLMN进行接入。这一过程涉及到小区和手机之间的信息交互,因此需要3GPP对其进行标准化。于此同时,基站侧同样也要做大量工作:同一小区内的各个运营商之间的资源怎么分配?谁的优先级高?拥塞了怎么处理?这需要多方协商才能确定,是一个比较复杂的过程。

过盈分配(Overbooking)。静态分配:共享的运营商按照固定的比例来分配资源,比如运营商A占60%,运营商B占20%。那如果运营商B的网络拥塞了,而运营商A还有资源空闲了该怎么办?对不起,资源就是这么分的,拥塞了也不能用别人的,就是这么简单粗暴。半静态分配

:这种分配方式是基于固定分配的。我们再来重新审视这个问题:如果运营商B的网络拥塞了,而运营商A还有资源空闲了该怎么办?在固定分配方式下这个问题是无解的,那么我们变通一下,既然你运营商A的资源还有空闲,那么临时让运营商B用一下不是大家都好么?也就是说,有一段资源虽然是固定分配的,但在空闲时还可以临时借给别人用,自己要用了可以随时拿回来。

GWCN(Gateway Core Network)这种方式的共享又比MOCN更近了一步,不但共享了无线接入网的主设备——基站硬件和无线接入资源相关最关键的模块:小区和频点,连核心网的部分网元(MME,SGW,PGW等)也共享了。

对于无线侧来说,GWCN的表现和MOCN一样,都需要考虑基站内部的资源分配和管理问题。对于核心网来说,共享的网元也需要考虑容量的分配,除此之外,作为用户管理的HSS是核心网中的核心,不进行共享,高层的业务平台具体运营商的业务具有差异性,也不进行共享。这几种网络共享方式的共享程度依次加深,各有优劣,对比情况如下表所示

对于MORAN,MOCN和GWCN这三种方式,由于共享了基站设备,必然涉及到容量和性能的规划,参数的修改等问题。既然大家都要网络共享了,这些实际操作上的问题都是在网管上配置的,网管该怎么操作呢?这里再引入两个概念,用于对共享的运营商做个区分。通常情况下,实际花钱建设网络,并把网络共享出去的运营商叫做“主建运营商”,而自己不建设网络,租赁别人网络的运营商叫做“租赁运营商”。显然,主建运营商作为网络的所有者,理所应当地拥有全部的网管权限,而租赁运营商就只能得到有限的权限,只能修改,查看和自己网络相关的参数。

或者,为了避免参与共享的运营商相互之间的推诿扯皮,提高网络运维效率,他们还可以共同出资成立一家合资运维公司,负责共享网络的规划,部署,运营和维护,如下图所示。

上面这些网络共享的模式是通用的,适用于从2G到5G的各种技术。但是在部署5G时,还需要考虑一些特殊的因素。

由于5G NSA组网和4G具有耦合性,要求和4G网络的设备同厂家。那么,如果两个运营商想用NSA的方式共建5G网络,但它们的4G网络供应商不是同一家怎么办?这个问题是比较棘手的,解决的方法就是主建运营商把4G锚点网络也共享出来,这样一来,虽然4G其他频段还是不同厂家,但最关键的锚点网就统一成一家了。

关于语音方案,到底是用CSFB还是VoLTE?在4G锚点网络上大家都采用VoLTE当然是最方便的了,但如果要用CSFB的话,涉及到和各运营商各自2G或者3G的交互,网络优化难度加大。如果采用5G SA方式组网的线G的网络交互都是标准流程,也不需要和4G厂家绑定,部署起来相对NSA会简单一些。

第二点:无线侧的CU和DU该怎么切分?在网络共享场景下,不同运营商对于基站CU和DU的切分需要保持一致。其中CU的容量被多个运营商共享,DU需要广播多个PLMN。

如果共享全部承载的话,跨运营商之间的互通在核心层,适合于租赁方承载资源非常缺乏的情况,会带来额外的核心网互通延迟。如果共享部分承载的话,跨运营商之间的互通将在承载的汇聚层。

如果不共享承载的话,各个运营商完全使用各自独立的承载,这种情况下,需要各运营商的承载网络都要能支持5G的大带宽低延时需求,传输网也都要面临改造的压力,网络共享的意义就主要是基于无线设备投资的节省考虑了。无线网络共享是一把双刃剑。

2、在各自的5G建设区域内,谁建设,就由谁投资,维护并承担网络运营成本。

然后,双方的5G频谱资源共享,核心网独立建设,不进行共享。由于联通和电信的5G频谱各有100MHz且紧挨着,且在3.5G频谱上最大的载波带宽就是100MHz,因此双方大概率会采用MOCN的方式建网,部署两个共享的100MHz的5G载波。对于单个终端来说,理论上通过载波聚合,可以最多同时使用200MHz的带宽,达到约3Gbps的峰值速率。

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