运营商启动5G设备采购,射频收发芯片被突破,5G基站建设迎爆发期

电波在线 2023-09-12
2265 字丨阅读本文需 6 分钟

9月7日晚间,2023年中国联通5G网络设备集中采购项目中标候选人公布,共计69万站(套)的5G新建、改造、升级、扩容网络设备及相关辅材、服务的采购订单,预算金额达402.39亿元(不含税),共由5家厂商分得。

运营商多次采购5G设备

自5G发牌商用以来各大运营商都将5G建设提上首要日程,我国5G建设进入加速发展期。根据工信部数据,全国5G网络建设稳步推进。截至7月底截至7月底,我国累计建成5G基站305.5万个,占移动基站总数的26.9%。

当前我国5G基站仍然有较大规模部署需求,基站设备供应商有望持续受益。工信部预测2023年和2025年国内5G基站数量将分别达到252万站和364万站,未来2-3年,国内5G基站将保持年均60万站以上的建设节奏。此外,考虑海外5G基站建设需求,基站设备商有望长期受益全球5G基站部署。

今年上半年,中国移动也已多次启动5G设备集采。

5月25日,移动发布2.6GHz/4.9GHz5G基站及700M 5G基站集采(单一来源)结果,总规模超40万站,估计金额超300亿。

6月9日移动再次发布2.6GHz/4.9GHz5G基站及700M 5G基站集采结果,总规模约9万站,涉及金额77亿元。在此次招标中5G基站(2.6GHz/4.9GHz)的单站平均报价约9.3万元/站,5G 700MHz 宏基站的单站均价约7.4万元/站。

加上本次联通集采,今年联通与移动集团公示5G基站集采超100万站,总规模超700亿元。

我国攻克5G基站上的“明珠”

“破风8676”芯片是国内首款基于可重构架构设计,可广泛商业应用于5G云基站、皮基站、家庭基站等5G网络核心设备中的关键芯片,实现从零到一的关键性突破,填补了该领域的国内空白,有效提升了我国5G网络核心设备的自主可控度。

射频收发芯片是5G基站的核心芯片,研发难度高,长期被国外垄断,被称为5G基站上的“明珠”。这款被命名为“破风8676”的芯片可以广泛商业应用于5G云基站、家庭基站等网络核心设备。

射频收发芯片像翻译官一样,负责模拟信号和数字信号之间的高速转换。“破风8676”采用的可重构架构设计能使芯片核心规格参数、模块算法、功能等可重新配置,有助于一“芯”多用,能有效降低成本、规模推广。

据悉,中国移动研究院作为“破风8676”芯片的攻关主体,充分发挥了运营商对网络和设备深度理解优势,基于自研业界领先的系统射频双级联动仿真平台,“量体裁衣”制定芯片规格指标,为芯片的规模化应用奠定了重要基础。

据悉,“破风8676”芯片目前已在多家头部合作方的整机设备中成功集成,将在以云基站、皮基站、家庭站等网络设备为代表的下阶段5G低成本、高可控度的商用网络建设中发挥重要作用。

5G基站系统组成

5G基站是5G网络的核心设备,提供无线覆盖,实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。基站的架构、形态直接影响5G网络如何部署。由于频率越高,信号传播过程中的衰减也越大,5G网络的基站密度将更高。

一个完整的5G基站系统,是由主设备、动力配套设备设施、铁塔、机房这些组成。主设备有BBU(基带处理单元)、AAU(有源天线处理单元),配套设施有传输、电源、空调、铁塔、天馈线、接地系统等。

其中BBU(Base band Unite,基带处理单元),是基站中最为核心的设备,一般放置在比较隐蔽的机房里,普通居民是看不到的。BBU负责处理核心网、用户的信令与数据,移动通信中最复杂的协议、算法均是在BBU中实现的,甚至可以说基站就是BBU。

从外型上来看,BBU很像是一台式计算机的主机箱,而实际上,BBU类似一个专用(而不像是电脑主机那样的通用)的服务器,其主要功能的实现,是靠两类关键的板卡:主控板与基带板来实现的。

一个BBU机框,可以很清楚的看到,BBU机框里面还有8个像抽屉一样的槽位,而这些槽位中可以插入的就是主控板与基带板,一个BBU机框需要插入几块主控板与基带板,主要看要开通基站的容量需求,板卡插的越多,基站的容量越多,能同时服务的用户越多。

其中主控板负责处理来自核心网、用户手机的信令(RRC信令),负责与核心网的互联互通,负责接收GPS的同步信息与定位信息。而基带板负责进行数据的编码、调制等基带处理,并将处理过待发射的数据传输给RRU。

RRU(Remote Radio Unit)原本也是放在BBU机框里的,以前被叫做RFU(Radio Frequency Unit,射频单元),用来将基带板通过光纤传来的基带信号,转化成运营商所拥有频段上的高频信号,并通过馈线传输给天线。后来由于发现馈线传输的损耗太大了,如果RFU嵌在BBU机框里放在机房里,而天线挂在遥远的铁塔上,馈线传输距离太远,损耗太大,于是干脆把RFU拿出来,用光纤(光纤传输损耗比较小)拉远和天线一起挂在铁塔上,于是变成了RRU,也就是射频拉远单元。

5G小基站将迎来爆发

完善室内环境的网络覆盖一直是电信运营商的一项重点工作。移动互联网时代,约70%~80%的数据流量产生于室内环境,移动网络在室内环境的服务质量将显著影响用户的使用体验。小基站是运营商完善室内网络覆盖的一个重要工具,但同时也面临着来自不同方向的竞争。无论是Wi-Fi无线局域网还是已经发展多年的分布式天线系统(DAS),在某些情况下都更具成本优势,且也能提供较好的业务体验。成本与收益的综合考虑使小基站在3G、4G时代陷入“叫好不叫座”的尴尬局面。

而这一局面在5G时代似乎正在改变。一方面,5G系统工作频率更高,穿透损耗的影响更为明显。中国移动的测试结果显示,在其部署于2.6 GHz频段的5G网络中,室内用户平均下载速率仅为室外平均下载速率的 1/4~1/3,而上行速率的差距更可能高达百倍量级。对于主流的部署于3.5 GHz频段的5G网络来说,这一差异可能更为显著。同时,3.5 GHz频段往往超出了既有DAS系统的工作频率范围,使运营商无法重用既有DAS系统。这些都提升了市场对5G小基站的需求量。

5G行业应用的发展更是为小基站打开了新的应用空间。大多数行业(例如制造、医疗、仓储乃至矿山)的应用场景,处于“室内”环境之中,而且对网络服务质量有较高要求,现有Wi-Fi系统不能完全满足这样的市场需求。正如中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长李男在行业研讨会上所指出的,“小基站也是行业网市场端到端解决方案的关键入口,工厂、矿山、医院等行业用户对5G小基站灵活组网的需求十分强烈。整个to B市场空间可能达百万级BBU、千万级RRU量级,行业网产品利润预计高于公网。”

正因如此,小基站在5G时代可能迎来全新的发展机遇。为抓住这些机遇,产业界还需要付出持续的努力。

文章来源: 光电通信,技福小咖,北京日报,通信世界

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