电信运营商实施5G难点和策略研究

电信运营商实施5G难点和策略研究

段炼

吉林吉大通信设计院股份有限公司  吉林长春  130012

摘要：本文简要分析了电信运营商实施5G面临的多网络多业务接入融合、网络虚拟化的规划与运维、5G核心网建设、数据分流等挑战，并尝试围绕重新定义核心业务、推动5G与行业融合发展、制定共建共享5G网络技术方案推动、5G核心网改造与重构等方面，探讨相应的策略。

关键词：电信运营商；5G；核心网技术

在新服务和应用程序、物联网、无人驾驶技术、远程手术技术、增强现实技术乃至标准之争等因素的共同驱动下，5G网络逐渐成为电信运营商部署和发展的重点。不过就目前来看，电信运营商在实施5G方面还存在不少的难点，需要针对性地采取相应策略与措施进行处理和解决，进而为5G网络的部署与发展提供有力支持。

一、电信运营商实施5G的难点

（一）多网络多业务接入融合难度大

5G作为第五代移动通信技术，其在历经多代发展后已经形包含了大量业务，而且2G、3G、4G网络会与5G共存。这意味着电信运营商实施5G需要面临多网络、多业务的客观局面，必须探索可行的接入融合发展路径，确保不同制式的网络能同时维持高质量、高效率、高水平运行以及有效维护，相应的实践难度并不低。

（二）网络虚拟化的规划与运维挑战

云网络是5G时代网络发展的重要方向，是网络全面虚拟化的必要需求。网络全面虚拟化使得相应的业务与功能更为灵活，但也给5G网络的规划与运维带来了更大挑战。网络虚拟化会导致跨层故障定界定位以及后期升级变得更为复杂、困难和低效，同时边缘计算导致网元数目大幅增加也会使得网络建设与维护成本大幅提升，至于微服务化则会因为定制业务的增加给业务编排带来更大挑战。在网络虚拟化带来的各种难点的影响下，电信运营商自然会在实施5G的过程中面临新业务上线慢、硬件成本高、运营成本高等挑战。

（三）5G核心网建设的挑战

运营商实施5G的关键在于建设包括多个无线接入网与核心网的网络融合架构，需要从多个方面进行综合考量，而且要兼顾现有网络以及5G网络发展需求。从实践层面看，5G核心网的建设需要确保核心网接入独立、分布式架构形成、控制平面与用户平面完全分离、信令支持轻量化、移动性管理性能与效率良好等，任一点对电信运营商而言均是不小的挑战。

（四）数据分流对网络切片的挑战

数据分流是5G网络的重要机制，其能满足用户面数据于不同接入网的灵活、高效传输，也能减轻数据流量需求对网络底层传输的影响。电信运营商实施5G，需要在建设和运行5G网络的初期与后期将建设重心与业务重心放在不同维度，而数据分流更是对网络切片技术提出了极高要求。运营商需要在运用网络切片技术时同时从切片结构、切片选择、切片转换、用户状态维持、新功能确定等方面进行综合考量，相应的实践难度并不低，需要在实践和探索中不断尝试与摸索。

二、电信运营商实施5G的策略

（一）重新定义核心业务

步入5G时代，电信运营商需要明确自身角色定位，紧跟时代发展趋势对核心业务进行重新定义，尝试探索新的业务发展模式，从而保障网络建设与业务发展的同步协同。总体来看，5G时代电信运营商需要着重围绕三大应用场景探索核心业务的发展模式。其一为eMBB，即增强移动宽带，是针对大流量移动宽带需求的业务，能支持VR、超高清视频、无线宽带等大流量业务的发展，同时也能带给用户更为良好的体验。就目前来看，eMBB场景是电信运营商发展5G核心业务的基础部分，是对4G核心业务的延续与发展。eMBB场景下，5G移动网络相较于4G移动网络能够用户带来直观的的体验改善，实现容量的明显提升，让用户能在大流量业务方面获取更好体验。譬如对视频直播这一基础的业务来看，4G网络支持下的视频直播上传的用户体验速度一般为6Mbps，而5G网络支持下的视频直播上传的用户体验体验速度在理论上则能达到1Gbps左右，从而为用户带来高清的大容量视频。运营商既可以在独立组网情况下部署eMBB，也可以在非独立组网情况下部署eMBB。运营商部署eMBB可通过增加带宽、提高频谱效率以及增加小区数量的方式实现，其中增加带宽面临着频谱资源本身的限制，增加小区数量则成本过高，故而提高频谱效率是目前运营商在部署5G网络的eMBB场景业务方面的重要方向。其二为uRLLC，即超可靠低时延通信，是针对延时低、高可靠性需求的业务。物联网是5G网络发展的重要方向，而uRLLC正是物联网中的重要场景。诸如车联网、工业远程控制、远程医疗与手术、无人驾驶等，均属于uRLLC场景的特殊应用。这类场景中如果网络时延较大或可靠性较低，均可能引发严重事故。运营商在5G实施中部署uRLLC，需要从多个方面满足相关业务的低时延要求，如支持灵活的帧结构、支持更小的调度周期——迷你时隙、灵活配置PDCCH、提高uRLLC传输优先级、采用边缘计算技术、基站预先配置周期性资源、增强HARQ反馈、支持时间敏感网络TSN与5G网络融合等。其三为mMTC，即大连接物联网，是针对大规模、高密度物联网需求的业务。mMTC是5G网络发展的重要场景，相应的业务需要同时满足低功耗与海量接入要求。可预见的是，智慧城市、智慧楼宇、智能交通、智能家居、环境监测等业务，均是5G网络实施和发展的重点。

（二）全面推动5G与行业融合发展

电信运营商需要全面推动5G与行业融合发展。随着5G应用的蓬勃发展，电信运营商需要加强规模化探索新阶段，全面覆盖工业胡来窝囊、医疗健康、智慧交通、智慧金融、文体娱乐等不同行业领域。运营商应当从需求侧明确行业场景需求，同时从供给侧理解消费者市场影响下移动网络的发函周期与发展驱动力，进而推动需求侧与供给侧的有机结合。面向不同行业，电信运营商需要分类施策推进5G与各行业融合，按照预热、起步、成长、规模发展四大阶段稳步推进5G在不同行业的有效应用。以技术验证为前提，以场景适合为核心，以行业适配为重点，以规模成长为方向，能实现5G与各行各业的深度融合。

（三）合理制定共建共享5G网络技术方案

在频谱资源有限、5G实施成本高等客观因素的影响下，电信运营商应合理制定共建共享5G网络技术方案，以此提高投资效率以及支持5G网络高质量、高水平建设与发展。运营商可加强接入网共享，通过共享物理基站并接入不同运营商核心网的方式实现共享，实践中可根据实际需要，合理设置NSA单锚点接入网共享方案或NSA双锚点接入网共享方案，前者不会对原有4G用户体验造成影响，后者则具有时延更短、对现网4G基站的容量压力较小等优势。另外运营商还可尝试异网漫游共享方案，即实现接入网与承载网均共享。

（四）积极推动5G核心网改造与重构

积极推动5G核心网的改造与重构，是电信运营商实施5G的关键。运营商需要基于SDN/NFV建设5G网络，采用SBA和云原生架构来强化网络功能的灵活性，运用端到端网络切片技术推动垂直行业发展，运用DecOps+AI手段实现自动化运维，从而实现多制式共存。运营商尤其要对SDN与NFV技术进行重点应用，前者能将网络基础设施层与控制层分离，从而实现集中管理、灵活设计以及引入开源工具；后者能支持云网络的建设和发展，实现网络功能软件化并运行在通用硬件设备之上，大幅强化网络的包容性。另外运营商还需对网络切片技术、多接入边缘计算技术等进行合理运用，进一步提升支持5G核心网的改造与重构。

结语

综上，实施5G是新时期电信运营商的重要目标与任务。运营商需要从实践出发，全面把握5G实施的难点，并根据自身实际情况尝试制定行之有效的对策，尽可能推动5G高质量、高效率实施，强化5G业务的优势作用发挥。

参考文献：

[1]苟坤.地铁隧道5G共享覆盖建设方案探讨[J].电信快报,2021(11):21-22.

[2]冯佳.多运营商共享5G网络技术方案及其难点分析[J].通信电源技术,2020,37(04):194-195+197.

[3]刁兆坤,范才坤,杨丽等.深度解析5G核心网建设难点和挑战[J].通信世界,2019(Z1):34-38.