5G和4G的本质区别是什么

随着5G牌照的发放，运营商加快了5G建设和商用的步伐。国家高度重视5G建设，各地政府纷纷出台相关政策支持5G建设，力争建成全国领先的5G网络，率先实现5G商用。5G比想象中来得更快，除基站外，终端产品也即将规模亮相。然而5G的技术特性决定了其建设难度高，为建设进度带来了空前挑战。

5G主要技术特征决定5G网络建设的根本变化

5G和4G的根本区别是什么？仅仅是网速快一点？这是对5G狭隘的认识。事实上，5G具备三个典型特征。

高速度

网络速度提升，用户体验与感受才会有较大提高，面对VR／超高清视频业务时网络才能不受限制，对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用。

泛在网

随着业务的发展，网络业务需要无所不包、广泛存在。如此一来才能支持更加丰富的业务，才能在复杂的场景中使用。泛在网在广泛覆盖和纵深覆盖两个层面给网络建设带来了巨大影响。

广泛是指人类生活的各个地方需要广覆盖，如果覆盖5G，可以大量部署传感器，进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测，将非常有价值。

纵深是指虽然已经有网络部署，但是需要进行更高品质的深度覆盖。5G的到来，可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等区域都用5G网络深度覆盖。

一定程度上，泛在网比高速度更重要。单建一个覆盖面积少、高速的网络，并不能保证5G的服务与体验，而泛在网才是5G体验的根本保证。

低时延

5G应用的新场景包括无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流，可以接受140ms的时延，但140ms的时延难以满足无人驾驶、工业自动化的要求。5G对于时延的最低要求是1ms，甚至更低。

因此，5G不仅比4G多了1G，它既继承了4G移动通信的大部分特质，也在其基础上有了根本的变革和演进。

制约当前5G建设的主要因素 

变革与挑战：大规模智能天线的应用加大配套改造难度

为实现5G的高带宽，大规模智能天线成为标配，5G AAU集成了天线和RRU。根据目前发布产品的情况来看，64T64R、192振子的配置将成为运营商主要的设备形态，可为网络带来4~32倍的数据提速，但在技术升级变革的同时也给工程建设带来了巨大的挑战。相比原有的4G设备，5G AAU在重量和设备的迎风面积上均有所增加，所有主流厂家的AAU重量都在40kg以上，这样就导致现有70%以上的塔桅不能满足建设要求，同时由于5G AAU的设备类型会将重量集中在抱杆上部，对于楼顶站的承重建设要求较高，由此增加了配套改造成本，也加长了建设周期。目前主流5G AAU的参数如表1所示。

表1  当前主流5G主设备AAU参数对照表

规划与现实：超密集组网加大站址获取难度

由于无线信号频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越短，所以5G如果想要达到与4G同样的覆盖效果，需要建设更多的基站；同时，考虑到5G重点应用于VR/AR等高带宽业务，要求网络速率达到100M甚至更高，业务热点区域的密集组网将是解决容量需求的主要手段，因此相比原4G组网，整体的站点规模将提升2～4倍。

由于5G基站的数量远大于4G基站，无论是既有网络的改造还是新建网络都需要大量的新站址资源，因此，在5G网络建设中，站址选择也成为一大难题。目前三大运营商2G/3G/4G多种资源同时运营，考虑到共建共享，多数杆塔的天面资源已经用完，由于业主协调等因素，现有的部分楼面站址资源也面临无法利用的情况，基于对站址结构和连续覆盖需求的考虑，势必引入大量的新址新建站来弥补覆盖空洞。从某城市4G一期和5G一期建设规划站址统计来看，5G新址站的比例明显提高，如表2所示。

表2  4G/5G新址站建设比例

从上表可以看出5G的新址站是4G的3倍以上，这对物业选址提出了更高的要求，无疑是一个巨大的挑战。

机会与博弈：如何平衡广阔的前景和巨大的投入

每一个新技术的到来都会催生一大批新兴产业，5G又会给整个移动互联网带来哪些影响？据估算，到2030年5G连接将超过10000亿个，5G行业产值超过4万亿美元，相当于再造一个日本或德国。5G在智慧医疗、智慧城市、无人驾驶、工业自动化、4K/8K超高清等多个垂直行业将被广泛应用。5G正以前所未有的速度改变社会，重构我们的想象。

届时5G发展起来，哪些公司最受益？在这场盛宴中，电信运营商和设备供应商无疑是最大的受益者。然而建设5G的巨额投入与初期业务收入不确定性的矛盾也无法回避。5G网络想要达到与4G相当的覆盖效果，则5G基站数量不应少于4G基站的数量。以中国移动为例，当前全国4G基站数约245万个，按照5G单站投资38万元估算，如表3所示，建设245万个基站至少需要投入9310亿元，这是一个极其庞大的数字，约相当于中国移动集团9年的净利润之和。因此，目前既不能因为目前5G终端及业务应用不成熟而停下5G建设的步伐，也不能盲目地加大5G建设投资，以免造成投资效率低下和资源浪费。

表3  5G单站点投资估算

谎言与真相：5G能效高不等于功耗低

5G要支持大规模物联网应用，就必须对功耗提出要求。5G技术的泛连接要求5G具备比4G更高的能效，传送单位信息所消耗的能量比4G低一个数量级，或者说单位能量所传送的信息增加了一个数量级。能效高是否意味着5G比4G更节能？如果这样想就大错特错。5G基站在发射功率、带宽、用户连接数等方面较4G有了很大的提升，相同业务负荷下（5G传送的信息比4G高一个数量级），5G基站能耗较4G会大幅提升，根据某运营商省公司对主流设备厂家4G/5G设备的基站功耗对比测试，见表4，可以看出，5G基站的单站功耗大约是4G单站的2.5~3.5倍，目前单站满载功率近3800W，AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。

表4  5G 设备功率实测

5G基站功耗和数量急剧增加，电源的供应问题已经成为最大难题，如何低成本地建设低能耗、高可靠和智能化的能源网络，成为通信能源产业的全新命题。

如何破解当前5G建设困局 

政府主导大局：进一步开放公共建筑降低电力成本

抓住政府高度重视5G建设的契机，运营商应与政府相关部门进行沟通协调，及时上报5G基站需求，合理利用政府资源，解决运营商5G基站选址难、进场难、电费贵的问题。具体举措如下。

公共建筑免费开放：省级机关、事业单位、学校、医院、国有企业要做表率，除法律法规明确规定不得开放的地方外，公共建筑应当免费开放。省国资委协调国有企业、省教育厅协调学校、省卫生健康委协调医院、省交通运输厅协调交通运营企业开放公共基础设施。

减免通信基站租金：省机场集团、省交通集团、地铁集团等单位大力支持5G基站建设，尽量减免通信基站租金；整合各类杆塔资源，推进“一杆多用”智慧杆塔建设和改造；加强用电用地等资源要素保障，推动基站直供电改造，降低用电成本；开放公共建筑与物业资源。

转供电改直供电：省发展改革委同电网等单位抓紧研究制定全省5G基站转供电改直供电实施方案，出台降低通信基站用电成本的政策措施。

单位电价优惠：推动全省通信基站用电纳入一般商业用电，享受峰谷电价优惠。

加强共建共享：联合共创未来

各运营商在建立5G基站建设及其配套站址、机房、管道等统筹建设和开放共享机制，编制5G基站建设规划。

通信配套设施与主体建筑同步建设：5G网络建设需要更多的通信管廊、站址、机房、电源等配套设施，需要与主体建设同步规划、同步建设、同步验收。

加大通信管道共享力度：省通信管理局要进一步探索“共网共用、共建共享”的建设运维模式，推动电信运营企业间加大通信管道共享力度。

加强新产品研发：确保技术领先

用新技术来为工程建设保驾护航，要求主设备厂家开发出更加丰富的产品形态、更先进的技术，给不同场景下5G建设提供更多的选择，降低建设难度，提升设备能效。

加强参数调控降低能耗：后续可在低话务时段，通过关闭部分射频通道下行功率的方式来节省能耗。当AAU监测到下行符号发送时刻没有数据发送时，可临时关闭PA，节省PA静态功耗，当监测到有业务时采用智能唤醒的方式，这样可最大限度优化能耗，提升5G基站能源利用效率。

推进C-RAN组网：以C-RAN为目标，按照一次规划、分步实施为原则，开展5G组网架构规划；统筹考虑5G基站建设与4G搬迁改造，实现4G/5G C-RAN组网，可有效降低运营维护成本。

加快双通道AAU研发：常规64T64R AAU集成了天线和RRU，体积大、重量重使得AAU的安装场景严重受限。为解决排气管、美化空调、射灯天线等特殊场景覆盖站点，需要加快推出体积小、易于灵活部署的双通道AAU产品方案，以满足日益增加的特殊场景建设需求。

做好4G/5G协同：平衡好4G/5G的资源投放、网络建设及优化工作，加大推进1800MHz FDD建设力度；强化精细管理，通过现网能力挖潜、资源动态调度、4G/5G共模部署等手段，有效支撑业务发展。 

结束语

5G网络建设不可能一蹴而就，在建网初期可以根据覆盖地区的实际情况，采用“一步规划，分步实施”的方案，合理把控建设节奏。5G建设过程中，要充分利用好当前的有利政策，重点攻克选址难、进场难、电费贵等关键制约因素，同时运营商还可考虑基站共建共享，以降低5G网络的站址选取难题和总体费用。
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