5G室內(nèi)數(shù)字化發(fā)展規(guī)劃及建議

導(dǎo)讀：隨著5G網(wǎng)絡(luò)的商用化部署和5G行業(yè)應(yīng)用的深入開展，越來越多的業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，這對運營商室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、速率和容量提出巨大需求，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)難以滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求，運營商亟需通過室內(nèi)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)

         隨著5G網(wǎng)絡(luò)的商用化部署和5G行業(yè)應(yīng)用的深入開展，越來越多的業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，這對運營商室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、速率和容量提出巨大需求，傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)難以滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求，運營商亟需通過室內(nèi)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)部署提升業(yè)務(wù)服務(wù)能力。

在網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略和提速降費要求下，運營商需要探索新的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營模式，提升5G網(wǎng)絡(luò)的效益和資產(chǎn)運行效率，網(wǎng)絡(luò)共建共享成為電信運營商5G運營新模式，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)共享也對數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)帶來了新的需求和挑戰(zhàn)。當(dāng)前數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，需要行業(yè)和運營商聯(lián)合推進產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。

兩大需求驅(qū)動室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展

需求一：業(yè)務(wù)需求

移動互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展帶來了流量需求的持續(xù)爆發(fā)性增長。新業(yè)務(wù)層出不窮，網(wǎng)絡(luò)高清視頻、小視頻應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等應(yīng)用的興起，對網(wǎng)絡(luò)流量及帶寬提出巨大的需求。伴隨5G業(yè)務(wù)種類持續(xù)增多和行業(yè)邊界不斷擴展，新增各種應(yīng)用需求包括智能家居、智慧城市、AR/VR、自動駕駛、遠程醫(yī)療、工業(yè)自動化、游戲云應(yīng)用、高可靠應(yīng)用、超高清視頻等，這些業(yè)務(wù)大多發(fā)生在室內(nèi)場景。

根據(jù)業(yè)界預(yù)測和實際統(tǒng)計，未來超過80%的業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)場景，例如無線工廠、觸覺互聯(lián)網(wǎng)、移動AR/VR、同步視頻等，這些業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的帶寬、速率、時延、可靠性等方面都提出了較高的要求，現(xiàn)有的傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)難以滿足多樣化的業(yè)務(wù)需求，需要通過室內(nèi)數(shù)字化技術(shù)方案滿足日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

需求二：網(wǎng)絡(luò)演進

移動通信系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出由低頻向高頻、由窄帶向?qū)拵а葸M的趨勢，從800MHz/900MHz的2G通信系統(tǒng)到2.6GHz/3.5GHz及未來可能的26GHz毫米波頻段的5G系統(tǒng)，從2G系統(tǒng)的200KHz帶寬到3G的5MHz，再到4G的20MHz以及5G系統(tǒng)的100MHz和毫米波的200MHz及400MHz帶寬，系統(tǒng)帶寬和頻率高度持續(xù)提升，這也對室內(nèi)覆蓋帶來了巨大挑戰(zhàn)。

首先，更高頻段帶來了傳統(tǒng)蜂窩組網(wǎng)下覆蓋能力不足的問題，在用傳統(tǒng)室外宏站來覆蓋室內(nèi)場景的時候面臨更大的鏈路損耗問題，導(dǎo)致室內(nèi)深度覆蓋嚴(yán)重不足；其次，對于傳統(tǒng)的室內(nèi)射頻分布系統(tǒng)而言，更高的頻率帶來了更大的鏈路損耗，越來越多的能量浪費在線纜和器件損耗上，造成了覆蓋效率的低下；最后，傳統(tǒng)射頻分布系統(tǒng)也帶來了多通道部署的局限性，從而使得5G高階MIMO的增益難以發(fā)揮，室內(nèi)系統(tǒng)的速率和容量較低，難以滿足大帶寬、高容量場景的部署需求。

為了滿足室內(nèi)業(yè)務(wù)的需求，運營商需要考慮多樣的部署方案，包括數(shù)字化室分設(shè)備、現(xiàn)有頻率重耕合路DAS系統(tǒng)、社會化小站等。但是越來越多的場景為滿足5G業(yè)務(wù)需求及保證用戶口碑，需要通過室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)品進行覆蓋。

室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)品呈現(xiàn)五大發(fā)展趨勢

設(shè)備寬帶化

為應(yīng)對5G典型室內(nèi)業(yè)務(wù)對移動網(wǎng)絡(luò)的大帶寬需求，如初級AR要求下行帶寬50Mbit/s、入門級VR要求下行帶寬100Mbit/s，室內(nèi)數(shù)字化設(shè)備必須滿足寬帶化的演進需求，原4G數(shù)字化室分的20MHz帶寬已難以滿足eMBB業(yè)務(wù)高速率和大容量的需求，因此數(shù)字化室分設(shè)備至少要支持100MHz的系統(tǒng)帶寬，以滿足室內(nèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)共建共享的推進，運營商也提出了在室內(nèi)200MHz以及300MHz帶寬共享的需求，這將進一步推進室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)品的寬帶化需求，數(shù)字化室分設(shè)備需要滿足200MHz以及300MHz帶寬的共享需求。

產(chǎn)品多樣化

室內(nèi)產(chǎn)品數(shù)字化演進是大勢所趨，5G數(shù)字化室分設(shè)備部署規(guī)模將明顯提升，但多樣化室內(nèi)場景有多樣化網(wǎng)絡(luò)需求，5G數(shù)字化室分設(shè)備需支持多種形態(tài)。

根據(jù)業(yè)務(wù)場景的需求，高價值、高流量大型場景以室內(nèi)高性能產(chǎn)品為主，具備數(shù)字化運營、彈性擴容能力；容量需求適中的中小場景以室內(nèi)中低性能產(chǎn)品為主；容量需求低的小微場景需要低成本的數(shù)字化室分產(chǎn)品。

根據(jù)應(yīng)用場景劃分，公共場景需要運營商部署分布式及擴展型微站設(shè)備，2B類場景需要企業(yè)級微站設(shè)備，2H場景需要家庭級微站設(shè)備。

根據(jù)應(yīng)用環(huán)境劃分，空曠場景需要高功率一體化產(chǎn)品，隔斷場景需要外接天線型產(chǎn)品，小微場景需要低成本一體化產(chǎn)品等。

室內(nèi)應(yīng)用場景的多樣化帶來了室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)品的多樣化，需要結(jié)合應(yīng)用場景推進室內(nèi)數(shù)字化產(chǎn)品的演進。

網(wǎng)絡(luò)共享化

隨著運營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋的深入和用戶網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求的日益提升，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資占比越來越高，成為運營商網(wǎng)絡(luò)投資和建設(shè)的主要瓶頸，室內(nèi)多運營商共享技術(shù)可以幫助運營商在建設(shè)高性能數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的同時，獲得更好的ROI（投資回報率），共享投資成本，同時還可以緩解站址資源短缺和物業(yè)協(xié)調(diào)難度大等問題，同時降低建設(shè)和維護成本，因此運營商間網(wǎng)絡(luò)共享正逐漸成為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新模式。

目前國內(nèi)多家設(shè)備廠商先后推出了室內(nèi)數(shù)字化多運營商共享解決方案，依賴強大的全帶寬能力，滿足運營商超高速室內(nèi)移動寬帶建網(wǎng)和多個運營商共建共享等多種需求。

管理智能化

5G商用時代的開啟使得數(shù)據(jù)流量激增，面向各垂直行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度不斷提高，給傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運維工作帶來巨大挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的管理模式已經(jīng)難以適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)部署全面云化、智能化的需求，未來的運維將從關(guān)注穩(wěn)定性、安全性轉(zhuǎn)向應(yīng)用需求和用戶體驗，急需引入AI、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，推動網(wǎng)絡(luò)運維的自動化、智能化發(fā)展。

2017年，3GPP在R15引入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能（NWDAF），其有望成為網(wǎng)絡(luò)功能的AI引擎，同年ETSI成立ZSM工作組，旨在實現(xiàn)自動化智能化網(wǎng)絡(luò)運維，業(yè)界已對應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)智能化達成共識。

能力開放化

5G2B業(yè)務(wù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)能力的需求進一步擴大，針對不同的業(yè)務(wù)類別，其網(wǎng)絡(luò)能力需要也差異巨大，大帶寬、低時延、高精定位、室內(nèi)導(dǎo)航等都需要網(wǎng)絡(luò)提升更多的邊緣處理能力和業(yè)務(wù)集成能力，需要將5G網(wǎng)絡(luò)與MEC、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)相結(jié)合，支持更靈活的組網(wǎng)和更豐富、優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)，提供第三方開發(fā)服務(wù)滿足室內(nèi)用戶的多元化業(yè)務(wù)需求。同時針對第三方應(yīng)用開放API接口，有助于吸引到更多的第三方開發(fā)者進入室內(nèi)生態(tài)圈中，豐富系統(tǒng)應(yīng)用形態(tài)，形成良性循環(huán)，促進室內(nèi)產(chǎn)業(yè)更快、更好發(fā)展。

共享經(jīng)濟下，室內(nèi)數(shù)字化建設(shè)呈現(xiàn)兩種應(yīng)用模式

運營商間共享模式

國家十三五規(guī)劃提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展新理念，以共享單車為代表的共享經(jīng)濟在近幾年得到了飛速發(fā)展，共享經(jīng)濟能夠大幅提升社會資源的效率，從而降低整體的資本投入和運營成本。

為響應(yīng)國家十三五規(guī)劃的發(fā)展新理念，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營成本，提升5G網(wǎng)絡(luò)的效益和資產(chǎn)運行效率，國內(nèi)運營商積極開啟了5G網(wǎng)絡(luò)共建共享的模式，實現(xiàn)互利共贏的發(fā)展，同時推進國家綠色經(jīng)濟發(fā)展。

目前，運營商網(wǎng)絡(luò)共建共享主要采用無線接入網(wǎng)共享的方式，該方式支持多運營商共享，為不同運營商配置不同的移動網(wǎng)絡(luò)號（PLMNID），用戶通過自動識別不同的網(wǎng)絡(luò)號來分別接入各自的核心網(wǎng)。下面以A、B兩家運營商共享方案為例，雙方核心網(wǎng)各自獨立、基站共享，單個共享基站同時虛擬為A和B兩個基站，通過基站回傳網(wǎng)絡(luò)分別接入各自的核心網(wǎng)，同時為雙方用戶服務(wù)（如圖1所示）。

圖1 接入網(wǎng)絡(luò)共享方案示意圖

接入網(wǎng)共享方案中，雖然在物理上只有一個共享的基站，但在邏輯上同時存在兩個邏輯基站和物理核心網(wǎng)，共享雙方各自擁有一張邏輯上的端到端可管可控安全的5G網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的開戶、計費、策略控制均由歸屬運營商進行管理。接入網(wǎng)共享方案既保障了共享雙方用戶和業(yè)務(wù)的獨立性，同時減少了投資占比最大的無線基站設(shè)備的數(shù)量，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運維的成本大幅降低。

面向室內(nèi)共建共享需求，數(shù)字化室分產(chǎn)品應(yīng)滿足接入網(wǎng)絡(luò)共享功能，能夠同時廣播多個運營商的PLMN并且根據(jù)PLMN進行小區(qū)參數(shù)及互操作配置功能，同時考慮運營商現(xiàn)有帶寬需求，需要支持200MHz及300MHz帶寬配置，滿足多運營商共建共享需求。

行業(yè)共享模式

運營商間的網(wǎng)絡(luò)共建共享能夠最大限度地提升網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營效率，滿足室內(nèi)用戶數(shù)字化業(yè)務(wù)的需求，目前主要針對2C用戶和公共場景下的網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式。針對2B類行業(yè)應(yīng)用，不同行業(yè)客戶的需求差異巨大，許多行業(yè)對設(shè)備和數(shù)據(jù)的本地化有強烈的需求，更加傾向于自建行業(yè)專網(wǎng)的模式，但面臨著專網(wǎng)建設(shè)成本高、頻率資源少、跨地域互通難、運營維護成本高等問題。

5G網(wǎng)絡(luò)通過端到端切片、邊緣云部署、UPF下沉、網(wǎng)絡(luò)共享等技術(shù)為行業(yè)專網(wǎng)與公網(wǎng)的融合提供了新的技術(shù)方案和共享模式。行業(yè)用戶可以借助運營商的產(chǎn)業(yè)鏈和運營能力搭建公專一體化的網(wǎng)絡(luò)，通過自建數(shù)字化室分設(shè)備實現(xiàn)行業(yè)覆蓋，共享運營商的頻率資源提供高帶寬業(yè)務(wù)保障，控制面通過運營商的核心網(wǎng)實現(xiàn)全程全網(wǎng)的互通，用戶面通過UPF下沉及邊緣云部署在本地，實現(xiàn)設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全可控。運營商通過端到端網(wǎng)絡(luò)切片實現(xiàn)專用和公網(wǎng)資源的隔離，在滿足行業(yè)需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)公網(wǎng)的覆蓋，達到運營商與行業(yè)客戶之間的雙贏。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署和行業(yè)應(yīng)用百花齊放，相信未來會有更多的行業(yè)共享與合作模式創(chuàng)新，從而推進行業(yè)應(yīng)用更加蓬勃發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處初期

需多方協(xié)調(diào)推進

當(dāng)前5G數(shù)字室分產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初期，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品實現(xiàn)方案主要包括以下3種。

一是基于ASIC架構(gòu)方案。ASIC即專用集成電路，是為專業(yè)用途定制的芯片。ASIC芯片技術(shù)所有接口模塊（包括控制模塊）都連接到一個矩陣式背板上，通過ASIC芯片到ASIC芯片的直接轉(zhuǎn)發(fā)，可同時進行多個模塊之間的通信，其特點是結(jié)構(gòu)簡單專一、性能強、功耗低、尺寸小，主要缺點在于靈活性差、軟件可編程能力低，產(chǎn)業(yè)相對封閉。

二是基于x86架構(gòu)方案。此方案由通用的x86服務(wù)器和FPGA加速卡實現(xiàn)基站的所有協(xié)議棧處理，其中，x86服務(wù)器實現(xiàn)NR空口協(xié)議棧以及部分物理層功能，F(xiàn)PGA加速卡實現(xiàn)PHY的部分比特級加速功能以及系統(tǒng)同步、授時和前傳等功能。其優(yōu)點在于硬件通用性高，便于和MEC集成，應(yīng)用擴展能力強，利于和垂直行業(yè)應(yīng)用結(jié)合；主要缺點是系統(tǒng)效率偏低，基帶單元硬件功耗相對稍高、成本較高。

三是基于SoC架構(gòu)方案。SoC芯片提供5G NR物理層（PHY）解決方案，上層協(xié)議（L2/L3）采用第三方NPU（推薦多核ARM處理器）通過PCIE接口互聯(lián)，前傳通過FPGA與射頻前端互聯(lián)?；鶐卧布南鄬^低、成本低，其缺點主要是硬件通用性差、應(yīng)用擴展能力弱。

在5G數(shù)字化室分設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，目前產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟完善，主設(shè)備廠商依然采用ASIC架構(gòu)提供高性能的數(shù)字化室分設(shè)備滿足5G初期大容量場景的部署需求，社會化微站廠商缺少ASIC的集成能力，主要采用了x86架構(gòu)提供擴展型微站設(shè)備，目前尚未達到商用化的水平；在4G中廣泛應(yīng)用的SoC方案尚未成熟，還需要進一步的產(chǎn)業(yè)推動。

數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)推進建議

相比采用ASIC和SoC技術(shù)方案的4G數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)鏈，5G數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展相對單一，目前主要是基于x86架構(gòu)向白盒化的演進方向，主要的處理器、FPGA等核心器件主要依賴國際產(chǎn)業(yè)鏈，在國內(nèi)自主可控方面存在很大不足，目前設(shè)備成本和功耗等性能方面也尚未達到大規(guī)模商用化的需求，還需要進一步推進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，要從國家和行業(yè)的角度推進核心芯片和器件的自主研發(fā)，培育自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈，推進更加低成本、高效能的產(chǎn)品以滿足5G千行百業(yè)的應(yīng)用需求。

數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施推進建議

5G室內(nèi)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的部署不僅是滿足運營商面向2C用戶的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，也是面向千行百業(yè)的行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)強國和數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略的重要組成部分，需要國家、行業(yè)、運營商協(xié)調(diào)推進。

隨著國家城市化的快速發(fā)展，城市樓宇數(shù)量巨大，數(shù)字化、智能化樓宇需求強烈，但運營商受限于業(yè)務(wù)與收入增長的“剪刀差”，室內(nèi)數(shù)字化投資建設(shè)乏力，僅能聚焦重點城市、重點行業(yè)、重要場景下的樓宇覆蓋，難以支撐樓宇全覆蓋的需求，需要借助國家和行業(yè)的力量共同推進室內(nèi)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。希望在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，我國能將室內(nèi)數(shù)字化通信系統(tǒng)作為基本的建設(shè)需求，形成水電氣網(wǎng)一步到位的實施模式，通過室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)共享提供差異化的數(shù)字服務(wù)，加快國家的數(shù)字化發(fā)展進程。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的商用化推進和行業(yè)應(yīng)用的深入開展，室內(nèi)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日益重要，需要加快推進5G數(shù)字化設(shè)備向?qū)拵Щ?、多樣化、共享化、智能化方向演進，推進室內(nèi)共建共享網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。目前，數(shù)字化室分產(chǎn)業(yè)鏈尚處于發(fā)展初期階段，需要國家、行業(yè)、運營商協(xié)力推進，共同促進5G行業(yè)發(fā)展，加快國家數(shù)字化發(fā)展進程。