5G邊緣計算:小基站更適用於MEC靈活、快速的部署
據IDC預計,2020年全球將有超過500億的終端與設備聯網,超過40%的數據要在網絡邊緣側進行分析、處理與存儲。在4G時代,80%的網絡流量發生在室內,有行業人士推測,5G時代發生在室內的網絡流量依然會保持較大的佔比。由於5G高頻段信號覆蓋範圍較小,穿透建築物的能力較弱,為了更好地滿足5G眾多應用場景的需求,在5G基站部署中,小基站的比重將會大大提升。
何為小基站?
傳統基站建設是以“從室外走向室內”為路徑,一個宏基站可以覆蓋方圓數百米,甚至上千米,再依靠低頻段信號具有較強穿透能力的特點覆蓋到室內場景。
5G商用牌照頒發以後,預示著5G正式進入商用落地階段。由於5G高頻段信號覆蓋範圍較小,穿透建築物的能力較弱,而將來多數應用場景發生在室內,例如高清視頻、VR/AR、醫院等,都需要高性能的室內網絡,這些場景的5G應用引發了行業人士對於基站部署方面一些新的思考。
小基站的概念,在最早提出時是為了應對補充性覆蓋、流量密集區和室內定制化等細分場景需求。
按不同的發射功率、覆蓋半徑,小基站可分為:微基站、皮基站和飛基站。
- 微基站。單載波發射功率為500mW-10W,覆蓋能力為50-200米距離,能與宏基站(單載波發射功率大於10W、覆蓋能力大於200米)形成良好互補;
- 皮基站。單載波發射功率為100mW-500mW,覆蓋能力為20-50米,在百毫瓦級別,適宜於百米內的覆蓋半徑,例如商場、醫院和火車站等封閉空間;
- 飛基站。單載波發射功率為100mW以下,覆蓋能力為10-20米,其發射功率壓到了數十毫瓦級別,比較適合室內定制化場景中二十米左右的覆蓋半徑,例如家庭和企業等目標客戶。
此外,小基站的部署無需機房和標準化的抱桿,可以充分利用現有的WLAN 傳輸、站址和供電電源,這在進駐特定物業的過程中有巨大的商務優勢。在價格上,LTE 宏基站在進入穩定的量產後,單價在數万到十萬級別,而小基站售價為幾千到幾萬不等。
5G 網絡中的小基站
目前我國5G網絡和終端均已步入成熟階段,工信部日前表示,今年主要在一些熱點地區、大城市部署5G,地方政府也在加快推進5G網絡建設和部署的步伐。以北京市為例,工信部7日公佈的數據顯示,截至7月底,鐵塔公司已完成建設交付5G基站7863台,運營商開通5G基站6324台,預計到2019年年底北京將建設5G基站超過一萬台。此外,上海、成都、深圳等城市均計劃於年底建成超過一萬台5G基站。
隨著移動設備用戶正在從較小的數據包信息(圖片、電子郵件、網頁等)轉向需要較大數據包的媒體(如視頻、遊戲和實時流媒體)。這需要具有快速切換和數據上行/下行鏈路的網絡從一個塔到另一個塔,無論大小,通過增設小基站可以提供一種高效、廉價的解決方案,也是5G眾多應用能廣泛開展的基礎。
在5G 建設階段的前期,運營商佈設以宏基站為主,預計到2021 年基本實現廣域覆蓋,並與LTE 形成有效互補和強化,而後小基站站點形態的滲透率將大大提升。目前,有行業人士認為真正的5G將在更高的帶寬下工作,如28GHz或39GHz。在毫米波頻率下,由於信號不能穿透牆壁或建築物,網絡的覆蓋半徑有限,小基站的部署很關鍵。
在超密集組網場景下,小基站間隔縮小到只有10-20米(對比宏基站間距至少也要500米),進而整個小基站數量規模會有大幅提升,根據小基站對熱點宏基站覆蓋範圍內20%-50%的區域計算,測算國內5G小基站市場空間約為658-1644億元。
小基站適用於MEC靈活、快速的部署
根據歐洲電信標準化協會ETSI 對MEC的定義,其是在移動網絡邊緣(無線接入和靠近用戶側)提供IT服務環境和雲計算能力,是移動基站的自然演進和IT與CT技術的融合。
與現有移動網絡相比,5G網絡架構最大的特點是“去中心化”,MEC則是實現5G網絡去中心化的關鍵。
MEC主要的應用場景包括,智能視頻加速、視頻流分析、VR/AR、密集計算輔助、企業網與運營商網絡協同、車聯網與IoT網關等。
由於小基站的部署更靠近用戶和場景,以及更多采納開放體系,使得小基站相比於其他網元,自帶MEC 天然入口的屬性,能實現靈活、快速的部署。
根據公開資料顯示,當在無線接入網,尤其是小基站上部署MEC時,單個站點覆蓋範圍之內,非常適宜於發生在一個全向扇區範圍內的業務處理和轉發。對於採取宏架構的小基站,如華為的Lampsite方案,一個中心單元可下轄十來個接入點,通過將MEC部署在CU端,可以擴大覆蓋的範圍。同時,由於覆蓋範圍內用戶間的流量轉發和本地化處理,都不必經由核心網,可以使得用戶時延縮短至毫秒級。
需要在同一扇區內處理的業務,往往適合於對本地處理要求高,且場景較為封閉的,比如商業區的視頻點播、直播、以及AR/VR等,而宏基站適用於廣覆蓋,業務差異化較大,MEC 的效用相對會被削弱。
小基站由於功率、覆蓋和接入指標較低,一般基於專用模組進行白盒化製造,天然適配開放體系架構,除了易於和雲化的CU 與核心網對接,更可以基於開放體系拓展MEC功能,在不新增硬件的提前下實現接入側邊緣計算。