5G基站網(wǎng)絡構(gòu)架長啥樣?新建一個5G基站要多少錢?

三大運營商提出了2020年完成55萬個5G基站建設的目標,其中中國移動計劃目標是30萬個,中國聯(lián)通和中國電信計劃聯(lián)合建設25萬個5G基站。


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


  • 5G基站到底長啥樣?

  • 5G功耗增加,電源配套如何解決?

  • 2/3/4/5G共站,機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)絡構(gòu)架會演變成什么樣子?

  • 建一個5G基站要花多少錢?


本文帶你一探究竟↓↓↓





5G基站長啥樣?




初印象


該5G試驗局由北京聯(lián)通建設,華為提供全套端到端的5G商用系統(tǒng)設備,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5G站點,形成全程約3.6公里道路覆蓋的連續(xù)組網(wǎng)。


一走進機房,就傳來那熟悉的設備運轉(zhuǎn)轟轟聲,打開機柜門,由上至下正在運行的設備依次是: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,反正我是的,估計一連串疑問也涌上心頭了吧!


不是說5G基站很復雜嗎?

看起來挺簡單的嘛?

那個刀片電源是個什么鬼?

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基站那么簡單?


原本以為,未來的網(wǎng)絡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,基站站點將更加復雜,也會增加站點能耗成本和鐵塔租金成本。


但實際情況并非如此。


在實際部署中, 5G設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,可實現(xiàn)站點極簡,降低能耗和鐵塔租金。結(jié)構(gòu)如下:



1+1極簡天面: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2,精簡塔上射頻模塊,支撐1+1極簡天面收編;


全制式基帶:大容量全制式BBU,單BBU支持六模合一;


一站一柜:通過智能室外機柜,實現(xiàn)一站一柜0機房,節(jié)省機房資源投資。


全制式全頻段設備和1+1極簡天面,大大簡化了2/3/4/5G共站帶來的復雜性,可在5G時代實現(xiàn)不增加或少增加鐵塔租金,降低運營商運營成本。


接下來回答另外兩個疑問:


刀片電源是個什么鬼?

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:


一是市電擴容困難。市電擴容審批多、周期長、費用高,同時,按以往的設計規(guī)范,電量申請額度或電量冗余額度計算都是按照基站耗電量的峰值來考慮的,這樣一來,當前市電余量就會少很多,我們就需要申請更多市電額度,費用就會更高。


二是機房內(nèi)開關電源(直流電源)容量大部分接近飽和,需要擴容或新建。新建如果按照傳統(tǒng)方案建設,又會帶來機房空間不足、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,而實際AAU供電距離70%場景為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


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


同時,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5G無線主設備功耗增加,在室內(nèi),采用室內(nèi)刀片電源方案(Indoor Blade),與主設備共機架,滿足5G設備(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,且與現(xiàn)有電源方案相互隔離,互不影響。對于室外AAU拉遠站,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,實現(xiàn)零占地、快速部署,解決了傳統(tǒng)方案(室外機柜,內(nèi)嵌電源和電池)存在的物業(yè)協(xié)調(diào)難、進場難、租金高等問題。


三、適度升壓,提高電源可用性


針對現(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平方線纜距離最遠可達100米,線損降低60%。電源可用度接近100%。





5G網(wǎng)絡構(gòu)架長啥樣?





下面這張圖清晰的描繪了5G無線網(wǎng)絡構(gòu)架:

 


5G無線網(wǎng)絡通過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)字化等多種技術結(jié)合,實現(xiàn)多場景全覆蓋的立體式網(wǎng)絡,從而滿足不斷增長的網(wǎng)絡容量和業(yè)務需求。


3D MIMO天線技術


64T64R 3D MIMO具有覆蓋廣、容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點,適合對高話務場景進行覆蓋;同時,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試驗站路測測試顯示,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,即上行業(yè)務在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)絡雙連接,在北京聯(lián)通5G試驗站上,通過在上下行解耦小區(qū)中疊加1個2.1G的4T4R射頻模塊,采用LTE2.1G 20M 4T4R、1.8G 4T4R和3.5G 100M 64T64R聚合,實現(xiàn)了單用戶下載速率高達3Gbps。



數(shù)字化室分


傳統(tǒng)室分難以滿足5G時代的需求,室內(nèi)覆蓋數(shù)字化是必然趨勢。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+導航多業(yè)務一體化,可實現(xiàn)“線不動”、“點不增”平滑支持5G擴容和演進,保護投資。





建一個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,是由主設備動力配套設備設施、土建施工共同組成。




像BBU、AAU、傳輸設備這些,就是主設備。像電源、電池、空調(diào)、監(jiān)控這些,就是動力配套。而機房這些,當然就是土建施工了。




先看主設備。




目前5G還處于剛起步的階段,各個設備商的5G主設備價格還存在變動。而且,單買一個設備的價格,和運營商集團采購(集采)的價格,存在巨大的差距。




舉個例子來說,目前,某設備商的標配(1個BBU+3個AAU),只算硬件的價格,報給國內(nèi)運營商大約是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,可以報到30-40萬人民幣的價格。



網(wǎng)友透露的AAU價格,差不多。



5G AAU




如果你作為個人去找設備商,1BBU+1AAU,對方敢報80萬。非主流廠商也敢報30萬。(別問我怎么知道的,因為我剛?cè)栠^。




所以說,主設備的報價差距是非常懸殊的。我們暫且還是以國內(nèi)運營商購買的價格來算,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。



同時支持4G和5G的BBU




順便說說4G主設備的價格,一般BBU1~2萬,RRU1萬左右,天線1~5千不等。




國內(nèi)天線價格,僅供參考




再來看看動力配套的費用。




動力配套設備為基站提供電力和降溫保障,是一個基站正常運行的前提。


基站站房內(nèi)景



根據(jù)不同的基站配置,所需的動力配套設備數(shù)量和規(guī)格也有很大不同。下表是動力配套相關設備設施的一個范例:


一個室外機柜,大約5000元/個。電源柜一般也是5000~10000元。

基站室外機柜




蓄電池是基站市電意外中斷后,提供應急電力的。普通鉛酸電池價格是1~2元/Ah。磷酸鐵鋰電池是4元以上/Ah。電池分為機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




基站站房還配有空調(diào),價格幾千到一萬不等。




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




動力配套的硬件成本,算下來大約是3~5萬元。




接下來是站房的土建施工費用。




這個費用就有點復雜了。有的時候是自建物業(yè),有的時候是租用業(yè)主物業(yè),根據(jù)所處的地域不同,價格存在很大的差別。




你說北京鬧市區(qū)高檔寫字樓租一個機房,價格和四五線城市當然是不能比的。一線城市的場租有時候都要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,價格差異也很大。

通信塔桅的分類

例如,一個普通的三管塔,重量在8.5噸左右,造價約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格,如下表所示:




鐵塔建造成本參考
注:鐵塔價格隨鋼材價格有較大波動,以上成本僅供參考。




土建這塊涉及的雜七雜八的費用多種多樣,有時候還包括地勘費、建設用地及綜合賠補費、外電引入施工費用、選址費等。今天并不是真正要去做工程概預算,就不一個一個摳了。通過上面的表格,大家心里大概有個數(shù)。

一般來說,機房基建相關的工作,都是中國鐵塔公司負責。鐵塔承擔成本之后,再向運營商收取租金。收租的方式,一般根據(jù)設備的體積和占用的空間來計算。例如鐵塔上掛AAU,就會根據(jù)AAU的數(shù)量,占用的天面資源,來計算租金。




以上所說的費用,就是建設一個基站需要支出的硬件相關的成本和費用。

除了硬件費用之外,再加上(主設備)軟件費用,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,平均下來估計是40~50萬。

需要注意的是,目前運營商建設5G宏基站,只有很少部分是全新建設,大部分都是在現(xiàn)有2/3/4G站址下,新增5G主設備。可能涉及到的費用,就是主設備成本、機房改造、電源擴容,還有就是新增5G設備所需要交的租金等。這個費用遠遠低于新建一個基站的費用。



5G微基站

目前國內(nèi)5G建設還是宏基站為主,相對比較容易。后期進入深度覆蓋,開始拼命建微基站,運營商的壓力就會越來越大了。

宏站主要負責廣域覆蓋,微站和室分負責深度覆蓋和容量吸收。




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

5G基站的功耗遠遠大于4G基站,目前大約是3~3.5KW,約是4G基站的2~3倍。電費將是5G時代運營商最不可忽視的現(xiàn)實威脅。





當然,國家應該會在電費方面給予一定的補貼,目前三大運營商與中國鐵塔也在大力降低5G建網(wǎng)成本。而且,隨著技術的不斷改進,5G基站的功耗也會顯著下降。





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