電信聯(lián)通接連完成“不可能的挑戰(zhàn)”

來源：《IT時報》公眾號vittimes

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1、2020年，中國已建成全球最大5G網(wǎng)絡(luò)。中國電信和中國聯(lián)通更是挑戰(zhàn)不可能完成的任務(wù)，在沒有任何借鑒經(jīng)驗(yàn)下，建成全球最大的共建共享5G網(wǎng)絡(luò)，僅建網(wǎng)投資就節(jié)省600多億元。

2、雙方不僅在全球首創(chuàng)NSA共享，還成功向5G SA共享平滑演進(jìn)，他們是怎么做到的？

2019年，5G商用元年；2020年，5G SA商用元年。

一直以來，中國電信大力推進(jìn)5G SA技術(shù)創(chuàng)新，牽頭制定全球5G SA指南，并且通過與中國聯(lián)通共建共享，快速、高效推動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，率先攻克NSA共建共享技術(shù)，率先實(shí)現(xiàn)NSA共享向SA共享平滑演進(jìn)，率先實(shí)現(xiàn)5G SA規(guī)模商用。

這是中國運(yùn)營商為全球5G發(fā)展貢獻(xiàn)的中國式創(chuàng)新樣板，為國際同行打開了5G發(fā)展新思路。

圖源/Pixabay

還有一周時間，2020年就將翻篇。這是充滿挑戰(zhàn)與壓力的一年，也是充滿速度和創(chuàng)新的一年。

這一年，雖然經(jīng)歷新冠肺炎疫情這只巨大的“黑天鵝”，但是為了加快新基建進(jìn)程，國內(nèi)電信運(yùn)營商克服重重困難，調(diào)高5G建設(shè)目標(biāo)、加快5G建設(shè)速度，目前已建成全球最大5G網(wǎng)絡(luò)，基站數(shù)量超70萬個，全球占比近7成。

不僅于此，中國運(yùn)營商還為全球同行樹立了創(chuàng)新樣板，中國電信、中國聯(lián)通積極探索并率先在全球TOP10運(yùn)營商之間全面開展5G網(wǎng)絡(luò)共建共享，一舉破解了投入、頻率等資源受限和技術(shù)、管理等系列難題，高效、快速建成了一張覆蓋廣、網(wǎng)速快、感知好的高品質(zhì)5G網(wǎng)絡(luò)。雙方合作一年來，已累計開通35萬個5G站點(diǎn)，為全球最大的共建共享5G網(wǎng)絡(luò)，僅建網(wǎng)投資就節(jié)省600多億元。

如此規(guī)模巨大、成效顯著的共建共享，在全球范圍內(nèi)絕無僅有，為其他運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了新思路、新方案、新模板。前不久，中國電信與中國聯(lián)通聯(lián)合申報的“5G共建共享關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2020年度“中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎”一等獎，這是對共建共享中國式創(chuàng)新的高度認(rèn)可。

圖源/網(wǎng)絡(luò)

“卻顧所來徑，蒼蒼橫翠微！”

共建共享中國式創(chuàng)新一路走來卻是非常不易。從推動5G NSA共享，到共享網(wǎng)絡(luò)下NSA向SA演進(jìn)，還有解決5G共建共享環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維等方面各種難題，這些事情從來沒有運(yùn)營商做過，沒有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，中國電信和中國聯(lián)通的技術(shù)人員攻克了一個又一個難關(guān)，成功實(shí)現(xiàn)“一張物理網(wǎng)、兩張邏輯網(wǎng)、4G/5G高效協(xié)同、獨(dú)立運(yùn)營”的目標(biāo)。

01

挑戰(zhàn)不可能完成的任務(wù)

“2018年規(guī)模試驗(yàn)，2019年預(yù)商用，2020年規(guī)模商用”，一直以來，我國5G發(fā)展按照這“三步走”戰(zhàn)略在穩(wěn)步推進(jìn)。一直到2019年上半年，仍保持著這樣的節(jié)奏。

不料在2019年上半年，韓國運(yùn)營商和美國運(yùn)營商之間掀起了“全球5G第一商用”爭奪戰(zhàn)，爭相在這一年4月份推出5G規(guī)模商用服務(wù)，比之前預(yù)計時間大大提前。

在美韓5G商用進(jìn)程提速的情況下，身處全球5G發(fā)展第一陣營的我國也加快了步調(diào)。2019年6月6日，我國發(fā)放5G牌照，意味著5G大門正式打開，這比之前業(yè)界預(yù)期的時間早了半年至一年。

此時，因?yàn)?G NSA相比5G SA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)的時間更早、產(chǎn)業(yè)鏈相對更為成熟，所以全球運(yùn)營商都是在部署發(fā)展5G NSA，我國運(yùn)營商也在大力推動5G NSA建設(shè)。

但5G建設(shè)的難度眾所周知，可以用“三個3”來概括：5G基站密度約是4G基站的3倍；5G基站單站的耗電量約為4G基站的3倍；單基站建設(shè)成本約是4G的3倍。

為破解5G巨大投資帶來的巨大難題，共建共享被提上日程，希望能降低運(yùn)營商5G投資和運(yùn)行維護(hù)成本，并且快速實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

但在5G NSA條件下，想要共建共享，難度非一般大，從來沒有運(yùn)營商進(jìn)行NSA共建共享。在不少業(yè)界人士看來，這幾乎是不可能完成的任務(wù)。

“5G NSA，是基于4G網(wǎng)絡(luò)做熱點(diǎn)載波，NSA的控制邏輯其實(shí)是沿用4G”，中國電信技術(shù)專家陳建剛表示。換而言之，5G NSA依賴4G核心網(wǎng)（4G EPC），所有的調(diào)度、控制等等都依靠4G EPC。

5G NSA條件下共建共享之所以難度很高，因?yàn)樵诒Ｕ想p方運(yùn)營商的4G用戶體驗(yàn)以及運(yùn)維操作方面都遇到非常大的壓力。

要知道，中國電信和中國聯(lián)通的用戶體量都非常龐大，兩家運(yùn)營商的4G用戶規(guī)模加在一起超過5億。一旦因?yàn)镹SA共建共享導(dǎo)致雙方4G用戶體驗(yàn)下降，無疑是場災(zāi)難。而且，要實(shí)現(xiàn)“不換卡、不換號”同時接入共享5G網(wǎng)絡(luò)，和雙方話音承載不同方案的兼容等方面都存在難題。NSA環(huán)境下，打電話會優(yōu)先到原來各自的4G網(wǎng)，電信優(yōu)先到電信4G VoLTE上，聯(lián)通優(yōu)先到聯(lián)通4G VoLTE及3G UMTS上，雖然雙方共用NSA基站，但是語音通話時，兩邊存在不同的語音回落、觸發(fā)、尋址等操作。

如果是在SA階段，共建共享難度則會小很多。5G SA有自己的核心網(wǎng)（5GC），無需考慮與4G緊耦合，也不會對4G用戶使用體驗(yàn)帶來風(fēng)險。所以，當(dāng)初業(yè)界共識是在SA階段開展5G共建共享。

NSA和SA 制圖：IT時報

只是SA產(chǎn)業(yè)鏈成熟度一直落后，而我國加快5G發(fā)展的號角已經(jīng)吹響，為了快速推進(jìn)我國5G建設(shè)，中國電信和中國聯(lián)通向難而行，面對著5G NSA共建共享存在的巨大的困難和風(fēng)險，雙方下定決心要完成“這一不可能完成的任務(wù)”。

02

全球首創(chuàng)NSA共享

將不可能變成現(xiàn)實(shí)

2019年9月9日，中國電信和中國聯(lián)通簽署了5G網(wǎng)絡(luò)共建共享框架協(xié)議，約定在5G全生命周期、全網(wǎng)范圍內(nèi)共建共享一張5G精品網(wǎng)。

兩家運(yùn)營商的項(xiàng)目團(tuán)隊在沒有成功經(jīng)驗(yàn)和案例可借鑒的情況下，開始了共建共享研究探索，首先要攻克的難題就是，在NSA環(huán)境下實(shí)現(xiàn)共建共享。

當(dāng)時團(tuán)隊研究了不少方案，主要有接入網(wǎng)共享、異網(wǎng)漫游等，經(jīng)過各場景測試，最終雙方選擇了接入網(wǎng)共享方案。

圖源/網(wǎng)絡(luò)

在移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，大致上可以分為接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)等部分。接入網(wǎng)共享，或者叫基站共享，兩家運(yùn)營商共享同一個物理基站，該基站雙上聯(lián)接入各自的核心網(wǎng)。同時，雙方的承載網(wǎng)通過技術(shù)手段進(jìn)行共享互通。

“在接入網(wǎng)共享方案中，核心網(wǎng)設(shè)備、計費(fèi)等等都是獨(dú)立的，這樣在技術(shù)邏輯上實(shí)現(xiàn)雙方4G用戶基本不會受到5G NSA的影響，也可以保證用戶不換卡、不換號就能用上5G�！标惤▌偙硎�。

總體路線雖然確定，但在實(shí)際中，不同地方甚至是同一地方的不同區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境千差萬別。兩家運(yùn)營商在充分考慮雙方4G現(xiàn)網(wǎng)頻率策略、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、現(xiàn)網(wǎng)廠商等差異，綜合考慮用戶體驗(yàn)、實(shí)施速度、建設(shè)投資、維護(hù)難度等因素，創(chuàng)新性采用了雙錨點(diǎn)、單錨點(diǎn)共享載波、單錨點(diǎn)獨(dú)立載波等技術(shù)措施，因地制宜，根據(jù)不同地方不同環(huán)境，共建共享5G NSA網(wǎng)絡(luò)，滿足不同業(yè)務(wù)場景的需求。

前文提及，NSA依附4G，它一定要“錨”住4G某個載波，比如1.8GHz，才能和4G其他頻率（比如2.1GHz、800Mhz）進(jìn)行互操作。換而言之，兩家運(yùn)營商的NSA共享基站，要“錨定”4G基站，才能為用戶提供服務(wù)。

所謂雙錨點(diǎn)，就是雙方的4G基站都做錨點(diǎn)，錨定同一個5G基站。兩家運(yùn)營商分別管理自己的錨點(diǎn)，錨點(diǎn)之間不共享，只共享5G基站。這樣做的好處是，在對4G改造較小的情況下，快速實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)共建共享，但不足之處在于“要求太高”，需要兩家運(yùn)營商使用的4G基站都是同廠商。而NSA單錨點(diǎn)方案則適用合作雙方4G基站不同廠家的區(qū)域，適用的范圍更加廣泛，通過對現(xiàn)有4G改造或者新建4G錨點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)4G和5G基站均共享。

在技術(shù)人員的努力之下，雙方技術(shù)人員攜手攻克了NSA共建共享關(guān)鍵技術(shù)，將“不可能”變成了“可能”。中國電信和中國聯(lián)通創(chuàng)新地采用接入網(wǎng)共享，核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)，雙方各擁有一張邏輯上端到端可管可控的5G網(wǎng)絡(luò)，支持用戶不換卡、不換號同時接入共享5G網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在，雙方共建共享數(shù)十萬個5G基站，鍛造了一張高品質(zhì)5G網(wǎng)絡(luò)，4G用戶體驗(yàn)也沒受到影響�！拔覀冏鐾暌院螅�不少國外運(yùn)營商來我們這里學(xué)習(xí)。”陳建剛說道。

03

成功向5G SA共享演進(jìn)

解決運(yùn)維難題

只有SA才能發(fā)揮出5G的全部“武功”，從NSA向SA演進(jìn)，是全球運(yùn)營商的共識。

但是如何從NSA演進(jìn)到SA呢？

在沒有開始實(shí)施NSA共建共享之前，中國電信曾考慮利用雙�；�站方式來解決NSA向SA過渡的問題。所謂雙�；�站，就是同時支持SA和NSA兩種模式。后來由于在NSA階段開展共建共享，再利用雙模站方式向SA演進(jìn)已經(jīng)“不合時宜”。

圖源/Pixabay

此時采用雙模基站，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度會變得極其復(fù)雜。通俗來講，1個5G基站會被4個“腦袋”（核心網(wǎng)，包括雙方的5G核心網(wǎng)、4G核心網(wǎng)等）指揮調(diào)度，同時24條“腿”要不停地忙著跑（基站間互操作關(guān)系多達(dá)24個）。

在此模式下，尋址、接續(xù)、控制、調(diào)度過程將非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、切換參數(shù)也是異常復(fù)雜，基本無法維護(hù)，用戶體驗(yàn)更是難以保證。就好比有一位士兵（基站）操演，要接受四位軍官（核心網(wǎng)）指揮，自己還被要求完成多達(dá)24套動作，難度可想而知。

如果過渡期解決不好，一方面會導(dǎo)致部分5G用戶無法有效體驗(yàn)SA網(wǎng)絡(luò)，另一方面不利于SA用戶發(fā)展，SA用戶規(guī)模上不去，導(dǎo)致SA網(wǎng)絡(luò)閑置。

經(jīng)過探索研究，中國電信和中國聯(lián)通破解了這道難題，采用雙模終端手機(jī)自適應(yīng)NSA/SA網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)技術(shù)，包括終端自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、邊界干擾控制技術(shù)、分區(qū)協(xié)同技術(shù)的應(yīng)用，成功地解決了共享的NSA向SA演進(jìn)的路徑問題，并在今年11月全球首發(fā)SA商用。

所謂終端自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就是在NSA覆蓋區(qū)域內(nèi)， NSA+SA雙模手機(jī)自適應(yīng)判斷網(wǎng)絡(luò)制式使用NSA模式。在NSA覆蓋區(qū)域外，采用SA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，雙模手機(jī)可自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)使用SA模式�！笆謾C(jī)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自己適應(yīng)，沒有必要全網(wǎng)開成雙模站�！标惤▌傉f道。

終端自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方式能夠普及推廣，不僅是運(yùn)營商努力，更是產(chǎn)業(yè)鏈的整體推動。目前，支持終端自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)功能的手機(jī)終端在百款左右，很多新機(jī)在發(fā)布時就已支持，已上市的一些手機(jī)也支持OTA方式升級。

在中國電信、中國聯(lián)通雙方共同運(yùn)營一張網(wǎng)絡(luò)的過程中，同時還面臨著共享網(wǎng)絡(luò)邊界問題、異頻切換問題、雙方網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化參數(shù)和差異等諸多問題。雙方項(xiàng)目團(tuán)隊通過一些針對性的研究，系列化的創(chuàng)新解決方案，保障了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量和雙方業(yè)務(wù)、用戶的感知一致。

中國電信和中國聯(lián)通攜手開展的5G共建共享不僅是中國的重大創(chuàng)新，也是世界的重大創(chuàng)新，這對全球5G發(fā)展都極具意義。