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5G基站网络构架长啥样?新建一个5G基站要多少钱?

作者:中国储能网新闻中心 来源:5G通信 发布时间:2020-03-24 浏览:
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三大运营商提出了2020年完成55万个5G基站建设的目标,其中中国移动计划目标是30万个,中国联通和中国电信计划联合建设25万个5G基站。

表面上看5G基站结构简单,5G基站内部网络构架长啥样,新建一个5G基站要花多少钱,这些你清楚吗?本文带你一一了解。

5G基站到底长啥样?

5G功耗增加,电源配套如何解决?

2/3/4/5G共站,机房空间和承重够用吗?

多制式共存,铁塔天面空间够用吗?

3.5GHz频段上行覆盖短板怎么破?

无线网络构架会演变成什么样子?

建一个5G基站要花多少钱?

本文带你一探究竟↓↓↓

5G基站长啥样?

初印象

该5G试验局由北京联通建设,华为提供全套端到端的5G商用系统设备,包涵核心网、5G基站、承载网等。北京联通已在金融街区域规划了11个5G站点,形成全程约3.6公里道路覆盖的连续组网。

一走进机房,就传来那熟悉的设备运转轰轰声,打开机柜门,由上至下正在运行的设备依次是:5G室内刀片电源、4/5G共框宏站BBU、5G Only BBU、4/5G共框室分BBU、4&5G RHUB、接入IPRAN ATN890B和铁锂电池组。

走出机房,来到楼顶,一副支持2/3/4G多频段无源天线和一副5G 3D MIMO有源天线映入眼帘,构成1+1极简天面。

看完5G基站初印象,你是不是心中已涌出一股难言的激动,反正我是的,估计一连串疑问也涌上心头了吧!

不是说5G基站很复杂吗?

看起来挺简单的嘛?

那个刀片电源是个什么鬼?

铁锂电池组又是什么东东?

现在让我们来逐一揭晓答案。

为啥5G基站那么简单?

原本以为,未来的网络2/3/4/5G共存,联通现网有GUL三制式和900M/1800M/2100M三频段,再引入5G新频谱和新模块,基站站点将更加复杂,也会增加站点能耗成本和铁塔租金成本。

但实际情况并非如此。

在实际部署中, 5G设备支持全制式大容量BBU产品方案、N in 1多制式融合射频和全频段天线,可实现站点极简,降低能耗和铁塔租金。结构如下:

1+1极简天面:1P(Passive,无源)多端口天面收编现网Sub 3G存量天面,1A(Active,有源) 5G 3D MIMO独立天面。

多频合一模块:通过1.8G+2.1G双频4T4R等多频模块以1当2,精简塔上射频模块,支撑1+1极简天面收编;

全制式基带:大容量全制式BBU,单BBU支持六模合一;

一站一柜:通过智能室外机柜,实现一站一柜0机房,节省机房资源投资。

全制式全频段设备和1+1极简天面,大大简化了2/3/4/5G共站带来的复杂性,可在5G时代实现不增加或少增加铁塔租金,降低运营商运营成本。

接下来回答另外两个疑问:

刀片电源是个什么鬼?

铁锂电池组又是什么东东?

5G部署,基站电源配套面临三大难题:

一是市电扩容困难。市电扩容审批多、周期长、费用高,同时,按以往的设计规范,电量申请额度或电量冗余额度计算都是按照基站耗电量的峰值来考虑的,这样一来,当前市电余量就会少很多,我们就需要申请更多市电额度,费用就会更高。

二是机房内开关电源(直流电源)容量大部分接近饱和,需要扩容或新建。新建如果按照传统方案建设,又会带来机房空间不足、承重不足(主要指铅酸蓄电池)等问题。

三是现有电源限制5G部署。5G无线主设备(尤其是AAU)功耗增加,现有直流电源制式为-48V,电压低、电流大,传输距离短,导致电源可用度降低(采用-48V为AAU供电,供电距离不足40米@6平方线缆,而实际AAU供电距离70%场景为40-70米)。

为此,5G需要引入新的通信能源解决方案:

一、引入铁锂电池组,削峰降市电引入成本

针对市电扩容难,5G时代基站的市电用量将按照基站功耗平均值考虑,在峰值时通过市电+铁锂蓄电池共同放电,保证基站用电,波谷时对电池进行充电。最大程度减少市电重新申请额度,加快部署速度,降低引电成本。

同时,铁锂电池组与传统铅酸蓄电池相比,重量更轻,部署快,工程量极小,解决了机房空间和承载限制,且与现有电源方案相互隔离,互不影响。

此外, 5G能源方案采用-57V输出,相比-48V电源,同等条件下,线损降低60%,进而再次降低市电需求。

二、引入刀片电源方案,室内免改造,室外按需备电

针对5G无线主设备功耗增加,在室内,采用室内刀片电源方案(Indoor Blade),与主设备共机架,满足5G设备(包括BBU、AAU)用电需求。刀片电源方案具备重量轻、占用空间小、易部署等优点,且与现有电源方案相互隔离,互不影响。对于室外AAU拉远站,采用DPS(分布式电源)方案为AAU就近供电,可根据需要将交转直模块和锂电池嵌在一起,与AAU安装在同一根抱杆上,实现零占地、快速部署,解决了传统方案(室外机柜,内嵌电源和电池)存在的物业协调难、进场难、租金高等问题。

三、适度升压,提高电源可用性

针对现有-48V电源限制5G AAU部署距离的问题, 5G能源方案采用-57V恒压电源,6平方线缆距离最远可达100米,线损降低60%。电源可用度接近100%。

5G网络构架长啥样?

下面这张图清晰的描绘了5G无线网络构架:

5G无线网络通过4/5G共宏站、3D MIMO、云化频谱、上下行解耦、DC双连接、杆站、微站、室内数字化等多种技术结合,实现多场景全覆盖的立体式网络,从而满足不断增长的网络容量和业务需求。

3D MIMO天线技术

64T64R 3D MIMO具有覆盖广、容量大、抗干扰能力强等优点,适合对高话务场景进行覆盖;同时,它具备垂直维度自由度,还可满足未来50m~300m低空数字化覆盖。北京联通5G试验站路测测试显示,在3.5GHz频段100M带宽下,64T64R可保证平均速率超过1Gbps。


上下行解耦

众所周知,无线信号频率越高,传播损耗越大,覆盖距离越小。5G基站采用3.5G中频,比2/3/4G频段更高,尽管下行覆盖由于AAU设备的大功率及多发多收仍可满足与4G相等的覆盖,但上行覆盖因受手机发射功率等能力的限制,成为5G覆盖的短板。

为了克服上行覆盖短板,5G引入了上下行解耦技术,即上行业务在3.5G小区边缘切换至1.8G现网基站,从而延伸5G有效覆盖,实现4G和5G共站共覆盖,极大节约投资。

DC双连接

DC双连接指5G终端通过4G和5G网络双连接,在北京联通5G试验站上,通过在上下行解耦小区中叠加1个2.1G的4T4R射频模块,采用LTE2.1G 20M 4T4R、1.8G 4T4R和3.5G 100M 64T64R聚合,实现了单用户下载速率高达3Gbps。


数字化室分

传统室分难以满足5G时代的需求,室内覆盖数字化是必然趋势。华为5G LampSite室内覆盖数字化解决方案支持Sub3GHz +C-Band多频一体化、5G NR+LTE多模一体化、网线+光纤多传输一体化以及eMBB+IoT+导航多业务一体化,可实现“线不动”、“点不增”平滑支持5G扩容和演进,保护投资。

建一个5G基站要多少钱?

基站一般可以分为宏基站和微基站。室外那种大铁塔的,是宏基站。目前我们国内正在规模建设的5G基站,也是宏基站为主。


宏基站

5G宏基站的成本,一般来说,是由主设备、动力配套设备设施、土建施工共同组成。

像BBU、AAU、传输设备这些,就是主设备。像电源、电池、空调、监控这些,就是动力配套。而机房这些,当然就是土建施工了。

先看主设备。

目前5G还处于刚起步的阶段,各个设备商的5G主设备价格还存在变动。而且,单买一个设备的价格,和运营商集团采购(集采)的价格,存在巨大的差距。

举个例子来说,目前,某设备商的标配(1个BBU+3个AAU),只算硬件的价格,报给国内运营商大约是20万元人民币(以下如未特殊说明,单位都是人民币)。而在国外,可以报到30-40万人民币的价格。

网友透露的AAU价格,差不多。


5G AAU

如果你作为个人去找设备商,1BBU+1AAU,对方敢报80万。非主流厂商也敢报30万。(别问我怎么知道的,因为我刚去问过。)

所以说,主设备的报价差距是非常悬殊的。我们暂且还是以国内运营商购买的价格来算,大约20~25万吧。

BBU一般包括基带板、主控板、电源模块等。基带板价格最贵,占成本的大头(1~2万)。主控板和电源啥的,不值钱,几千块。

同时支持4G和5G的BBU

顺便说说4G主设备的价格,一般BBU1~2万,RRU1万左右,天线1~5千不等。

国内天线价格,仅供参考

再来看看动力配套的费用。

动力配套设备为基站提供电力和降温保障,是一个基站正常运行的前提。

基站站房内景

根据不同的基站配置,所需的动力配套设备数量和规格也有很大不同。下表是动力配套相关设备设施的一个范例:

一个室外机柜,大约5000元/个。电源柜一般也是5000~10000元。

基站室外机柜

蓄电池是基站市电意外中断后,提供应急电力的。普通铅酸电池价格是1~2元/Ah。磷酸铁锂电池是4元以上/Ah。电池分为机柜式安装和铁架式安装,规格是48V100Ah~48V1000Ah等。

基站蓄电池,是小偷的主要目标

基站站房还配有空调,价格几千到一万不等。

此外还有一些防雷设施设备和防盗监控的设备,价格都不是很贵,就不单列了。

动力配套的硬件成本,算下来大约是3~5万元。

接下来是站房的土建施工费用。

这个费用就有点复杂了。有的时候是自建物业,有的时候是租用业主物业,根据所处的地域不同,价格存在很大的差别。

你说北京闹市区高档写字楼租一个机房,价格和四五线城市当然是不能比的。一线城市的场租有时候都要5-6万。

铁塔方面,分为单管塔、角钢塔、景观塔、抱杆等好多种。不同的铁塔类型,价格差异也很大。

通信塔桅的分类

例如,一个普通的三管塔,重量在8.5吨左右,造价约9万元。

三管塔

根据手头上的资料,我大概估算了一下各类型铁塔的价格,如下表所示:


铁塔建造成本参考

注:铁塔价格随钢材价格有较大波动,以上成本仅供参考。

土建这块涉及的杂七杂八的费用多种多样,有时候还包括地勘费、建设用地及综合赔补费、外电引入施工费用、选址费等。今天并不是真正要去做工程概预算,就不一个一个抠了。通过上面的表格,大家心里大概有个数。

一般来说,机房基建相关的工作,都是中国铁塔公司负责。铁塔承担成本之后,再向运营商收取租金。收租的方式,一般根据设备的体积和占用的空间来计算。例如铁塔上挂AAU,就会根据AAU的数量,占用的天面资源,来计算租金。

以上所说的费用,就是建设一个基站需要支出的硬件相关的成本和费用。

除了硬件费用之外,再加上(主设备)软件费用,安装耗材等等,七七八八加在一起,不算租金和人工的话,如果新建一个5G宏基站,大约是30万。如果把租金和人工算上,平均下来估计是40~50万。

需要注意的是,目前运营商建设5G宏基站,只有很少部分是全新建设,大部分都是在现有2/3/4G站址下,新增5G主设备。可能涉及到的费用,就是主设备成本、机房改造、电源扩容,还有就是新增5G设备所需要交的租金等。这个费用远远低于新建一个基站的费用。


5G微基站

目前国内5G建设还是宏基站为主,相对比较容易。后期进入深度覆盖,开始拼命建微基站,运营商的压力就会越来越大了。

宏站主要负责广域覆盖,微站和室分负责深度覆盖和容量吸收。

5G除了建设成本(CAPEX)之外,更可怕的是后期的维护和使用成本(OPEX)。

5G基站的功耗远远大于4G基站,目前大约是3~3.5KW,约是4G基站的2~3倍。电费将是5G时代运营商最不可忽视的现实威胁。

当然,国家应该会在电费方面给予一定的补贴,目前三大运营商与中国铁塔也在大力降低5G建网成本。而且,随着技术的不断改进,5G基站的功耗也会显著下降。

整理自:滤波器、鲜枣课堂

关键字:5G基站

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