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量变引起质变:面向物网融合 推动5G建设模式创新|

原标题:量变引起质变:面向物网融合 推动5G建设模式创新 来源:通信世界网

随着5G时代的到来,数据流量、基站数量、网络速率将大幅提升,通信建设行业量变引起质变,传统由电信运营商负责端到端的移动通信产业链分工界面是否还可行?移动通信网络的建设模式是否需要发生根本变革?如何打破建设成本僵局推动5G网络快速落地支撑国民经济转型升级?本文将对这些问题加以探讨。

移动通信网络已经发生了质的变化

数据量的质变:成为社会的基本生产要素

在人类历史上,移动通信最早期起源于电报,为了满足人们远距离通信的需求,计算机、互联网技术不断发展。如今,移动通信不仅仅能满足通话功能,它已渗透到社会生产生活的方方面面。

如今,整个中国社会正在从工业经济向数字经济过渡。随着互联网、移动互联网、物联网带来的数据业务的大爆发,人们的一举一动需要数据并产生数据;数据已与水、电、燃气一样,成为人们生产、生活中不可缺少的一部分。全球产业的数据将达到44ZB,庞大的数据流量只能依靠低时延、大带宽的通信网络。大数据真正的价值不仅在于挖掘,还在于流动。只有让数据充分流动,在安全保障的前提下互联互通,才能进一步提高生产力,减少重复劳动和低产出劳动模式。

网络性能的质变:连接、网速、时延、覆盖距离

在连接方面,将包含人、机、物等大连接,彻底将物理世界映射到数字世界,以数字世界的高速传播形式,以时间换空间。时空的快速连接彻底改变了生产生活方式,大大提高了生产效率和生活效率。人类将在数字世界复制一个物理世界,等于创造了两倍的现实财富。数字世界与物理世界通过5G网络得以彻底打通,而4G仅能满足部分打通需求,这是质的变化。

5G网络速度已不是纯粹的数量叠加,关键是带宽与时延的协同变化,传统4G网速环境下,10~20Mbit/s仅能满足流程性信息的交互和高清视频的缓冲式交互,但是不足以支撑数据环境的整体映射,而在5G环境下可支持4K、8K高清视频实时传送。

最根本的是,5G可以把前端采集到的物理环境完全数字化,并通过3D/4D等多维技术进行组播式情景再现。在覆盖距离方面,5G网络已不能按照4G模式建设,4G在市区的覆盖距离是500米左右,5G覆盖城市中心区域大概需要200~300米一个5G基站。过去,2G/3G时代采取楼顶站塔桅宏基站形式,可以覆盖市区2平方米的范围,4G时代采用BBU+RRU拉远的形式进行网络覆盖,但是5G时代,市区环境下基本上已和城市建筑融为一体,2G:3G:4G:5G基站的数量比大概为1:10:50:100,基站数量需求的量变必然带来建设方式的质变。

成本压力的质变:整个社会的通信网络压在运营商身上已不合理

从1G/2G/3G/4G,到现在的5G,短短20年时间,中国通信业由弱到强,担负起了整个国家数字经济的脊梁。业界预测5G建设成本将高达3.2万亿元人民币,是4G建设成本的2~3倍。成本的压力已成为制约5G产业链爆发的关键要素。

近期,和中国电信分别发布公告称,双方将在全国范围内合作共建一张5G接入网络,而2019年6月6日发布了5G商用牌照后,三大运营商原计划2019年9月1日左右正式商用5G的时间表也一再推迟。在提速降费的大环境下,除了流量话费套餐,电信运营商并没有新增业务收入爆发点或者新型业务爆发的迹象。大规模的成本压力如果全部压在运营商身上,将是不可持续的建设模式,也必然带来整个行业负重前行,影响中国5G乃至6G标准的话语权,拖累5G的泛在应用和行业创新。

传统接入网建设模式已难以为继

在驻地网、无线接入网领域,电信运营商和参加单位相对于产权业主处于弱势地位,沟通流程也非常复杂,有时候甚至需要监管部门介入。在商务园区、地铁、办公楼、小区等地的部署,需要经过业主方的同意,为此运营商要支付高昂的进场费,但实际上大部分的受益者是物业管理人员而不是业主委员会,网络建设存在监管漏洞。沟通的链条长、利益群体复杂,导致建设进度延后现象普遍,阻碍了通信信号的覆盖,运营商处于被动地位,而一旦没有信号,市民又会发起行业,呈现出既想要通信设施覆盖又要向建设方收费的矛盾现象。

为了优化无线网络、加大覆盖,电信运营商加大了横向的产业合作,向产业伙伴横向拓展站址资源.运营商与电网公司、供电公司合作,利用电力塔、电力杆资源,实现共享杆塔,同时也解决了基站供电的难题;与路灯管理部门合作建设智慧灯杆,利用路灯杆建设基站天线;与公园、市政绿化合作建设基站仿生树;在建筑物上方建设仿空调室外机天线等。为了优化网络覆盖,实现提速降费,通信产业工作人员包括运营商项目管理人员、设计人员、通信工程施工人员、监理人员等在内都付出了艰苦卓绝的努力。

物网融合时代已经到来

随着物联网、宽带、自动化、智能化的推进,建筑物、市政公共设施、交通工具等所有固定或移动的物品,越来越多地呈现现实世界的“物体”与数字世界的“网络”融为一体的趋势。把握这种趋势,一方面可以提升网络覆盖深度和广度、另一方面可以加速转变生产、生活方式,提升社会运转效率。具体体现为通信网络与物理世界的融合、互联网与物理世界的融合、物联网与物理世界的融合。

“物网合一”的概念在广义上是指物体既作为联系的信息终端,又作为网络的接口,同时能够承担一定的操作执行指令,它有3种展现形式:单工的感知网络,即认证感应,比如物品标签信息读取,例如FRID、电子标签、金属感应线;单工的执行网络这种设备在数字化网络之前的模拟网络比较多见,设备仅执行;双工的信息交互网络即能够进行信息直接互传,通常采用WLAN、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT窄带物联网等。本文所述的物网融合从广义上来讲包含以上三者,从狭义上来讲,“物网合一”主要是指双工的信息交互网络,物品与物品之间能够直接本地信息交互,也可以通过广域网交互,同时物品与物品之间能够形成网络的代理型信息传输通道。

物网融合的发展方向在制造阶段就已经在商品、物品内部部署,随着网络设施、网络终端、智能家居、智慧基础设施装备的发展,建筑、家电设备、电气装备、公共设施的所有有源和无源器件除了有网络接口更应该有天线功能,比如所有的门窗、电梯、桌椅、灯具、空调等这些移动终端设备都应该可以随时随地接入网络。

在物网融合的大趋势下,当前建筑工程与网络建设其实是相对独立、分离的。让我们不得不思考借鉴其他公用事业行业的做法。

城市公用基础设施分工界面给通信行业的启示

城市公用基础设施包括供水、供电、供气、供热、有线电视、电网配电还有通信等方面设施,这些基础设施关系到小区、办公大楼、工厂车间用户的日常工作、生产、生活。按照《物权法》的相关规定,居民小区内的设施属于小区内全体业主共同所有。

在供水设施的分工中,写字楼、住宅小区自来水管线的产权属于建设单位,产权销售转让时随之一同转让,一般自来水公司只负责到小区的总表,总表后至业主住宅内的管线由建设单位随楼房一并建设,业主通过建设单位聘请的物业公司买水,物业公司依据总表与自来水公司结算;在供电的结算上,小区内的电缆一般也是由开发商投资建设,销售转让也是产权一并转让;在有线电视的建设中,很多开发商根据业主需求进行配套设施的建设。总的来说,小区内的公共设施设备,可以申请使用小区全体业主的维修基金,由物业负责维修或者请相应的公共基础设施提供方的三产工程公司维护。

可以发现,这些行业的供应商在具体省市基本都是完全垄断模式,开发商和业主别无选择,而反观通信行业,完全是被动的角色。

5G接入网建设模式创新

综上所述,5G技术环境下的建设模式出现了新的形式,基站与建筑已经紧紧耦合在一起,形成了嵌入式关系,因此建设模式也要创新。

分工界面:以产权界面为界进行划分

运营商应将主要精力和建设投资放在骨干网、城域网、核心机房、城市光缆管道等建设上,集中精力提高网络服务能力、进行业务创新,分工界面应该位于城市道路主干道、支路的光交箱处,以上光缆路由部分由电信运营商完成,以下部分由开发商、业主配套建设,基站按照谁建设谁收益的特点,加强室内覆盖和短距离覆盖,发射功率可比现有覆盖模式稍小,将电磁辐射进一步降低(当前建设模式下的电磁辐射远小于国家标准要求),而城市道路、狭长型地带、城市公共场所等行政管理区域,由政府提供站址资源给运营商建设。这样可以将5G建设成本压缩一半以上,进一步推动电信运营商提速降费。如此一来,产权界面相对比较清晰,谁建设,谁拥有,谁负责管理和维护。

与建筑全生命周期绑定:实现信息化建筑模式

这种创新模式宜纳入建筑全生命周期进行考虑,在规划、设计、施工、维护环节与产权归属方绑定。在规划阶段,无论土地使用权是划拨还是拍卖所得,都应附带网络设施的配套建设要求;在设计阶段,建筑施工图、装修图要预留小基站、室内分布、室外基站天线的位置,并做好美化设计、加固设计,这种设计方式显然比建筑物竣工交付使用后再破土打洞要更安全、环保,也方便无线设备商根据小区环境提供解决融合式方案,将小区的安保、门禁、物联网感应设备、数据采集等统一纳入本地网络系统;在实施阶段,可由建筑方总包完成,或通过专业分包由通信工程公司完成施工,并与通信运营商的驻地网光缆交接箱进行对接,实现网络接入;在维护阶段,缺陷责任期由设备供应商和施工方负责维护,后续由施工方和第三方维修公司在物业需求下维护。

3G/4G时代,运营商基本实现站址资源、基站空间和电源、天面资源的共建共享,但并没有实现设备级共享。在物网融合的上述模式下,多家电信运营商均可以接入同一个区域网络,共享接入网设备资源,充分达到驻地网、无线接入网设备层面的共建共享。

拉动民间资本:最后一公里交给民间资本

无线通信、WLAN等设施由于信号传播的特点,可以提供公共网络服务,即临界收益采取第三方服务有偿服务模式。为了提高产权单位建筑配套通信基础设施的积极性,建设方的设备如果提供给了其他产权单位或者个人,可以采取收费模式,通过鉴权认证方式提供有偿的流量或者接入时长服务,产生的收益实时结算给产权账户,由运营商统一结算;如果业主不愿意共享资源,则可以通过在实施环节调整基站参数来实现。通过利益调节,拉动民间资本投资5G接入网基础设施投资将是推动通信业可持续发展的可行策略。

总之,经济转型发展需要新的增长动力,通信行业也需要不断变革,当前5G的投资模式并不是由市场需求拉动而多为政策推动,因此需要逆向思维转变建设模式,才能加快5G网络建设。5G能力渗透到各行各业之后将推动新的商业创新模式,产业活跃起来才能进一步推动网络建设需求,使通信产业进入持续增长发展轨道。



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