1、網(wǎng)絡(luò)云化帶來(lái)的規(guī)劃和運(yùn)維挑戰(zhàn)

5G網(wǎng)絡(luò)全面云化，在帶來(lái)功能靈活性的同時(shí)，也帶來(lái)很多技術(shù)和工程難題。

（1）網(wǎng)絡(luò)云化使跨層故障定界定位困難，后期升級(jí)過(guò)程也更加復(fù)雜而低效。

（2）邊緣計(jì)算的引入使網(wǎng)元數(shù)目倍增，也會(huì)導(dǎo)致建設(shè)和維護(hù)工作量成倍增加，問(wèn)題增多，問(wèn)題定位難度增大等問(wèn)題。

（3）微服務(wù)化，用戶更多的定制業(yè)務(wù)，也給業(yè)務(wù)編排能力提出了極高的要求。

（4）傳輸方面，海量隧道動(dòng)態(tài)變化，人工規(guī)劃和分析調(diào)整無(wú)法滿足業(yè)務(wù)需求；高精度時(shí)鐘的建設(shè)和維護(hù)要求高、難度大，需要新的支撐手段。大寬度傳輸，一旦出現(xiàn)故障，需要更快恢復(fù)的技術(shù)手段，否則將導(dǎo)致更大影響和損失。

2. 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、高密度組網(wǎng)、多天線、多業(yè)務(wù)等帶來(lái)的規(guī)劃和建設(shè)難題

5G 建設(shè)初期如果采用 NSA 架構(gòu)，4G 網(wǎng)絡(luò)與 5G 網(wǎng)絡(luò)緊耦合，帶來(lái)站址約束、互操作配置復(fù)雜等問(wèn)題，后續(xù)向 SA 演進(jìn)還需多次網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模調(diào)整。

受 5G 高頻段影響，5G 基站覆蓋范圍小，需高密度組網(wǎng)以及更多的站型，這給無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)都帶來(lái)成倍增加的工作量和難度。

MassiveMIMO 與波束賦形等多天線技術(shù)，使得 5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不僅僅考慮小區(qū)和頻率等常規(guī)規(guī)劃，還需增加波束規(guī)劃以適應(yīng)不同場(chǎng)景的覆蓋需求，這使得干擾控制復(fù)雜度呈幾何級(jí)數(shù)增大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)維優(yōu)化帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。

3.5GHz 的 5GNR 采用 TDD 雙工方式，對(duì)時(shí)鐘同步要求高，失步將導(dǎo)致大范圍干擾。工程上全網(wǎng)采用 1588V2 時(shí)鐘尚屬首次，由此帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)很大。

5G 部署初期基于 eMBB 業(yè)務(wù)需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署，滿足公眾寬度數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。后期大規(guī)模機(jī)器通信 mMTC 及超高可靠與低延遲通信URLLC 將主要面向垂直行業(yè)、工業(yè)控制、城市基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域、業(yè)務(wù)感知需求都差異甚大，可能需要進(jìn)行大的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整或新的載波。

3. 高頻率、高功耗、大帶寬給基站建設(shè)帶來(lái)的難題

（1）天面空間緊張，為5G騰挪天面而進(jìn)行天線整合會(huì)影響2 3 4G網(wǎng)絡(luò)

與 4G 宏站的 RRU+天線的安裝方式不同，5G 宏站通常采用 AAU 的形態(tài)，即 RRU 與天線集成在一起，內(nèi)含 192 或 128 天線陣子，組成二維平面陣列有源天線。典型 5GAAU 的形態(tài)與規(guī)格見(jiàn)下圖。

典型 5G AAU 的形態(tài)與規(guī)格

由于 5GAAU 中 RRU 與天線不可拆分，且不兼容 1.8G/2.1G/2.6G等其它頻段，所以只能與現(xiàn)網(wǎng) 234G 無(wú)源天線相互獨(dú)立部署，故而，一個(gè)三扇區(qū)的 5G 宏站需要增加三副體積龐大的 AAU，爭(zhēng)奪原本 2G、3G、4G 就已擁擠的天面空間，尤其是聯(lián)通、電信、移動(dòng)三家運(yùn)營(yíng)商共享的站址，很容易出現(xiàn)由于天面空間不足而導(dǎo)致站點(diǎn)不可用的情況，這極大地增加了 5G 網(wǎng)絡(luò)選址和建設(shè)難度。根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的調(diào)研結(jié)果顯示，28%的站點(diǎn)有天面整合的需求。

天面空間資源緊張（示例）

工程上可以考慮天面改造，比如采用多端口天線整合 2/3/4G天線。但這樣的天線改造除帶來(lái)成本上升的壓力以外，由于 2/3/4G多制式網(wǎng)絡(luò)緊耦合，尤其天線方向角不再能夠獨(dú)立可調(diào)，在 2/3/4G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳町愝^大的情況下，必然會(huì)難以協(xié)調(diào)各網(wǎng)的覆蓋，帶來(lái)多網(wǎng)覆蓋質(zhì)量下降。

（2）天線抱桿承重要求高，很多燈桿站無(wú)法滿足安裝要求

5GAAU 通常體積大（逾 35L）、重量高（逾 35Kg）、迎風(fēng)面大（逾0.5m2），天線抱桿要求明顯高于 4G。另外，由于 AAU 為有源、高功耗設(shè)備，其所需的-48V 直流電源線及地線線徑要求在 16-25mm2以上，這些電源線和地線從抱桿底部一直延伸至安裝 AAU 的抱桿頂部，這些電線的自重也會(huì)給天線抱桿強(qiáng)度帶來(lái)額外壓力（4GRRU 一般安裝于抱桿底部）。

基于上述分析，多數(shù)燈桿站無(wú)法滿足 5GAAU 的安裝要求，這對(duì)站址密度要求很高的 5G 網(wǎng)絡(luò)部署帶來(lái)極大影響。這些燈桿站如不能改造，只能滿足小微基站的安裝要求。

（3）機(jī)房空間改造需求大

5G 宏站通常需要與現(xiàn)有 234G 共機(jī)房部署，但現(xiàn)有機(jī)房未必有足夠空間安裝 5G 基站所需設(shè)備，包括 5GDU、電源、傳輸?shù)取Ｈ绻F(xiàn)有綜合柜剩余安裝空間不足，則需要整合現(xiàn)有 234GBBU 設(shè)備或者新增綜合柜，或者考慮 5GDU 掛墻安裝、室外安裝（需要新增室外機(jī)柜，并需要引入交流電源）。這些因素對(duì) 5G 建設(shè)工程帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

據(jù)運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)計(jì)的部分城市 5G 規(guī)劃站點(diǎn)結(jié)果顯示，這些被統(tǒng)計(jì)的站點(diǎn)中，需新增綜合機(jī)柜的站點(diǎn)占 20%，需掛墻安裝的站點(diǎn)占 14%，需新增室外機(jī)柜的站點(diǎn)占4%，另外還有17%的站址需要進(jìn)行BBU整合：多制式 BBU 合一。但是，如果不同制式 BBU 設(shè)備分屬不同廠商，受設(shè)備兼容性及廠商利益平衡壓力，這樣的 BBU 整合幾乎是無(wú)法進(jìn)行的。

（4）機(jī)房供電需求高

5GAAU 滿負(fù)荷功耗超過(guò) 1kw，在 3/4/5G 網(wǎng)絡(luò)共站的情況下，站點(diǎn)功耗超過(guò) 10kw，如若三家運(yùn)營(yíng)商多制式共站，機(jī)房供電需求甚至能到達(dá) 30kw，現(xiàn)有機(jī)房供電能力幾乎肯定無(wú)法滿足，需要進(jìn)行擴(kuò)容。

另外，備用電池方面很難滿足 2 小時(shí)容量保證的需求。

據(jù)運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)計(jì)的部分城市 5G 規(guī)劃站點(diǎn)結(jié)果顯示，這些被統(tǒng)計(jì)的站點(diǎn)中，26%的站點(diǎn)交流電不滿足，64%的站電源模塊不滿足，69%的站空氣開(kāi)關(guān)不滿足，55%的站備用電池不滿足。尤其對(duì)于交流電改造需求，改造成本高、周期長(zhǎng)，是機(jī)房供電改造的最大難點(diǎn)。

（5）站點(diǎn)傳輸資源需求大，改造需求高

5G 空口能提供很高的峰值速率，這也意味著 5G 網(wǎng)絡(luò)需要大量光纖傳輸資源。對(duì)于 5G 基站而言，中傳或回傳帶寬要求高，對(duì)站點(diǎn)的光纖資源消耗也非常大。

1）前傳帶寬

與 4GBBU/RRU 之間的 CPRI 接口不同，5GDU 與 AAU 之間的前傳接口采用新的 eCPRI 接口，以減少對(duì)傳輸帶寬的需求。

但是 eCPRI 接口切分點(diǎn)并未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，各廠商設(shè)備之間存在差異，而切分點(diǎn)越靠近底層，所需要的 eCPRI 前傳帶寬也越寬。

另外，所支持載波寬度越寬越寬、天線端口數(shù)越多、所支持流數(shù)越多，所需 eCPRI 接口帶寬也越寬。為減少前傳帶寬需求，通常切分點(diǎn)不宜過(guò)低，且采用高效地傳輸壓縮技術(shù)。

通常 64TRx 的 AAU 所需前傳帶寬不超過(guò) 25Gbps，可以采用單一的25Gbps光模塊進(jìn)行傳輸。相比較而言，若仍采用CPRI接口，所需前傳帶寬將高達(dá) 300Gbps。

2）中傳/回傳帶寬需求

5G 建設(shè)初期優(yōu)先考慮基于 CU/DU 合設(shè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行部署。在 CU/DU 合設(shè)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，基站與核心網(wǎng)之間的回傳網(wǎng)絡(luò)提供S1/X2 或 Ng/Xn 接口，其傳輸帶寬需求可以基于如下方法估算：對(duì)于S111 站型，載波帶寬為 100MHz，終端考慮 2T4R，則單用戶下行峰值速率 1.5Gbps，而小區(qū)峰值速率約 5Gbps，平均速率 1.5Gbps。那么，S111 單站平均速率可達(dá) 5Gbps，而峰值速率可達(dá) 8Gbps，故單站回傳帶寬需要按照 10Gbps 來(lái)進(jìn)行光纖布放。

隨 5GCU 虛擬化設(shè)備逐步成熟以及海量連接場(chǎng)景應(yīng)用的發(fā)展，后期有可能選擇 CU/DU 分離的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基帶資源的共享，提升效率，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)費(fèi)。此時(shí) DU 分布于各物理站點(diǎn)，CU集中布放于綜合接入點(diǎn)、匯聚機(jī)房或核心機(jī)房，此時(shí) DU 與 CU 之間的中傳接口仍需要考慮 8-10Gbps 的傳輸帶寬。

對(duì)于上述 5G 傳輸帶寬需求，現(xiàn)網(wǎng)傳輸條件有相當(dāng)大比例不能滿足，需要進(jìn)行傳輸改造。據(jù)運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)計(jì)的部分城市 5G 規(guī)劃站點(diǎn)結(jié)果顯示，這些被統(tǒng)計(jì)的站點(diǎn)中，12%的站點(diǎn)需要新增傳輸設(shè)備，33%的站點(diǎn)需要擴(kuò)容傳輸設(shè)備，13%的站點(diǎn)需要替換傳輸設(shè)備，8%的站點(diǎn)需要擴(kuò)容光纖資源。擴(kuò)容光纖資源由于涉及管道改造，實(shí)施難度非常之大。

（6）高頻段、多天線使傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)5G需求

3G、4G 時(shí)代，室內(nèi)深度覆蓋的主要方式是布設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，另外對(duì)于較小樓體采用定向天線室外照射的方式，而對(duì)于少數(shù)人流密集、容量需求高的場(chǎng)景，如機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳、高鐵候車廳、大型商超等，也引入了小微基站、數(shù)字化室分系統(tǒng)。

到了 5G，主流工作頻段在 3.4-3.6GHz，甚至 4.4-5GHz，而室內(nèi)分布系統(tǒng)的大部分饋線、功分器、合路器、功放器等射頻器件工作帶寬都在 2.5GHz 以下，不能適用于 5G 信號(hào)接入。

定向天線室外照射的方式則因高頻段信號(hào)更高的建筑物穿透損耗而大大降低覆蓋的有效性。于 1.8GHz 頻段的 4G 信號(hào)相比，3.5GHz頻段的5G信號(hào)平均穿損大約增大6dB以上，極大降低室內(nèi)覆蓋深度。

目前最可行的 5G 室內(nèi)覆蓋方案是分布式數(shù)字化室分。相比傳統(tǒng)室分等方式，數(shù)字化室分所能提供的容量會(huì)有大幅提升，但相應(yīng)的CAPEX 建設(shè)成本也大幅增加。

（7）高頻段及安裝空間限制，使地鐵、高鐵隧道5G覆蓋難以解決

地鐵、高鐵隧道覆蓋方面，傳統(tǒng) 2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)通常采用 BBU+RRU+漏纜的覆蓋方式：隧道場(chǎng)景中，一般每 500 米存在一個(gè) RRU 設(shè)備安裝的洞室，RRU 安裝在避車洞內(nèi)，漏纜安裝高度與高鐵列車窗口中部對(duì)齊，基站信號(hào)通過(guò)漏纜輻射，穿透車窗、車體到達(dá)車廂內(nèi)用戶。

與室內(nèi)分布系統(tǒng)遇到的高頻挑戰(zhàn)相同，這些隧道覆蓋使用的傳統(tǒng)漏纜在高頻段傳輸損耗很大，通常無(wú)法應(yīng)用于 3.5GHz 頻段 5G 信號(hào)。即便是規(guī)格更高、線徑更粗的 3.5GHz 專用漏纜，3.5GHz 信號(hào)每百米的傳播損耗仍高達(dá) 16dB 以上，比 1.8GHz 高約 8dB。

同時(shí)，受安裝條件限制，數(shù)字化室分的方式也不適合地鐵、高鐵隧道布設(shè)。又因地鐵隧道空間狹小，僅足夠一列列車通過(guò)，上下左右無(wú)明顯空間，也不具備安裝大型天線進(jìn)行照射的條件。

綜上所述，5G 信號(hào)引入地鐵、高鐵隧道覆蓋難度很大，對(duì)于較短隧道，計(jì)算損耗若能滿足，可利舊原有漏纜使用 RRU+漏纜的方式。

若利舊漏纜不滿足 3.5GHz5G 信號(hào)引入需求，則考慮新建或替換更粗線徑、支持 3.5GHz 信號(hào)傳播的新型漏纜。若鏈路預(yù)算分析新型漏纜仍不能滿足，則建議采用波導(dǎo)管替代泄露電纜。而且，考慮最低 4T4R實(shí)現(xiàn) 4 流時(shí)，需要 4 根波導(dǎo)管，建設(shè)成本很高。

4. 5G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和處理面臨挑戰(zhàn)

考慮到 5G 在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和高級(jí)分析計(jì)劃方面的潛在作用，數(shù)據(jù)采集和處理策略亟需升級(jí)，運(yùn)營(yíng)商需要建設(shè)高性能的數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)，同時(shí)，平臺(tái)的滿足實(shí)時(shí)性任務(wù)能力、服務(wù)能力、支撐能力都面臨著挑戰(zhàn)。

（1）要求 5G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)能夠覆蓋大數(shù)據(jù)生態(tài)的各個(gè)方面，構(gòu)建全鏈條的大數(shù)據(jù)體系與解決方案；

（2）要求平臺(tái)系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間松耦合設(shè)計(jì)，具備根據(jù)實(shí)際需求提供靈活定制服務(wù)的功能；

（3）要求平臺(tái)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)虛擬化，多維度整合異構(gòu)數(shù)據(jù)源，提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)；

（4）要求平臺(tái)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)全覆蓋，能夠高效匯總，處理多種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)；

（5）要求平臺(tái)可支持 PB 級(jí)的批量處理任務(wù)，解決海量數(shù)據(jù)分析難題。

這些高技術(shù)難度的功能需求給 5G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。

5. 5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展給仿真軟件平臺(tái)建設(shè)帶來(lái)挑戰(zhàn)

5G 的到來(lái)將帶來(lái)更大規(guī)模的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而為了實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、低延遲等要求，5G 系統(tǒng)有必要采用新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從目前的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，5G 網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是一個(gè)高密度新型分布式協(xié)作與自組織組網(wǎng)，各個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)之間采用無(wú)線資源聯(lián)合調(diào)配技術(shù)以達(dá)到資源高效利用，提升系統(tǒng)性能。

但這樣的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，也給仿真平臺(tái)建設(shè)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

首先，從內(nèi)存需求和仿真速率來(lái)看，在 4G 系統(tǒng)中，多層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的引入已經(jīng)使得仿真內(nèi)存需求很大，在 5G 系統(tǒng)中大規(guī)模 MIMO 技術(shù)的引入將帶來(lái)參數(shù)配置復(fù)雜、中間數(shù)據(jù)產(chǎn)生與儲(chǔ)存量大、仿真時(shí)間較長(zhǎng)、用戶交互信息多、評(píng)估指標(biāo)方式方法多樣等難點(diǎn)；

其次，新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的引入，需要對(duì)傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行修改，會(huì)影響到系統(tǒng)干擾分布情況，同時(shí)分布式協(xié)作處理技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)的引入也需要對(duì) 4G 系統(tǒng)下的仿真模塊進(jìn)行修改，對(duì)仿真平臺(tái)的建模帶來(lái)挑戰(zhàn)；

最后，現(xiàn)有的仿真平臺(tái)存在軟件仿真和專家經(jīng)驗(yàn)割裂、缺少方案分析和輔助方案等弊端，5G 時(shí)代的仿真平臺(tái)需要解決這些弊端，實(shí)現(xiàn)在一級(jí)架構(gòu)下各方協(xié)調(diào)共同操作審核、統(tǒng)一維護(hù)等更高效的功能需求，這些需求也增加了仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)難度。

6. 信息化和互聯(lián)網(wǎng)+加速勘察設(shè)計(jì)平臺(tái)的應(yīng)用

5G時(shí)代的到來(lái)敦促了網(wǎng)絡(luò)勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的智能化、平臺(tái)化轉(zhuǎn)型。數(shù)字化智能化的勘察設(shè)計(jì)平臺(tái)為傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的提質(zhì)增效提供了基礎(chǔ)手段。根據(jù)某運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試表明：通過(guò)使用智能勘察設(shè)計(jì)平臺(tái)，無(wú)線單站點(diǎn)查勘設(shè)計(jì)整體作業(yè)時(shí)間可提升 30%左右；同時(shí)，借助信息化平臺(tái)，節(jié)約了工程各環(huán)節(jié)中所涉及到管理人員、設(shè)計(jì)人員和建設(shè)人員的溝通時(shí)間。

雖然智能勘察設(shè)計(jì)平臺(tái)可以解決數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)有缺陷、數(shù)據(jù)表達(dá)不清晰、客戶需求有差異、運(yùn)維管理困難等難題，但也同時(shí)對(duì)平臺(tái)的圖像處理、數(shù)據(jù)處理等能力提出了更高要求，需要依靠括數(shù)據(jù)治理技術(shù)、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、可視化呈現(xiàn)技術(shù)、運(yùn)維安全技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)平臺(tái)，給平臺(tái)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)帶來(lái)了技術(shù)難題。

隨著 5G 技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)可以智能勘察設(shè)計(jì)平臺(tái)等工具為依托，逐步構(gòu)建數(shù)字化設(shè)計(jì)云平臺(tái)，采用“大平臺(tái)+微服務(wù)”的研發(fā)方式，引入智能技術(shù)高效實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制圖與流水線作業(yè)，基于數(shù)據(jù)資產(chǎn)便捷提供智能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)的數(shù)字化交付與精細(xì)化管控，更好地服務(wù)于通信工程勘察設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。

未來(lái)智能實(shí)驗(yàn)室是人工智能學(xué)家與科學(xué)院相關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立的人工智能，互聯(lián)網(wǎng)和腦科學(xué)交叉研究機(jī)構(gòu)。

未來(lái)智能實(shí)驗(yàn)室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評(píng)測(cè)體系，開(kāi)展世界人工智能智商評(píng)測(cè)；開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦研究計(jì)劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）云腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。