科技前沿:深度解讀華為極簡5G網絡,究竟強在何處?

日曆剛剛跨入2019年,華為就在北京召開了5G發佈會暨2019世界移動大會,給通訊行業點燃了一把火。

科技前沿:深度解讀華為極簡5G網絡,究竟強在何處?

通過發佈全球首款5G基站核心芯片天罡(TIANGANG)和創下多項業界第一的5G基帶芯片巴龍5000(Balong 5000)、闡述基於3GPP標準的極簡的5G網絡解決方案、宣告即將發佈首款5G摺疊屏手機,展現了其在5G領域的領先實力和全面就緒,面向即將到來的規模商用為移動運營商們堅定信心。

“華為的5G解決方案是真正的端到端解決方案,實現了從終端到網絡、再到雲數據中心的全覆蓋。”華為常務董事、運營商BG總裁丁耘指出,在網絡層面,華為秉持“把複雜留給自己,把簡單留給客戶”的理念,不僅業界最先支持“全制式、全頻段”、將最好的5G技術與最先進的微波技術結合起來提供給客戶、引入模塊化概念令基站安裝如“搭積木”般簡單,還運用AI技術以打造自動駕駛網絡,幫助運營商實現能源效率、網絡性能、運營運維效率和用戶體驗等方面實現價值的全面倍增。

全球發貨2.5萬5G基站

2018年是5G的元年,在產業界各方的共同努力下、在各國政府的你追我趕下,5G商業化的大幕豁然拉開,其進程甚至超出預期。尤其是年中時分3GPP 5G NR獨立組網(SA)方案的正式通過,進一步激發了全球性的熱情。

全球移動設備供應商協會(GSA)的最新報告顯示,截至2019年1月中旬,全球83個國家(和地區)的201家運營商對5G移動網絡和5G固定無線接入(FWA)網絡進行了投資,運營商們已經宣佈了524個獨立的演示、測試或試驗。同時,有11家運營商宣佈推出了5G服務(含移動服務和FWA服務),儘管在地理覆蓋範圍、終端可用性以及提供服務的客戶數量方面都有著相當侷限。而我國三大運營商亦在多地開啟了5G規模試驗,積極探索5G網絡建設和基於5G網絡的新應用。

在幾大主流設備供應商中,2009年便開始投入5G研究的華為呈現出一馬當先之勢。2018年2月,在世界移動大會上率先發布了基於3GPP標準的端到端全系列5G產品解決方案,涵蓋核心網到傳輸到站點到終端,乃至豐富的5G用例;9月開始規模發貨。目前,這家公司在遭遇外部環境壓力的情況下已經獲得了30份5G商用合同(歐洲18份、中東9份、亞太3份)、發貨2.5萬個5G基站;在國內亦與三大運營商在17個城市建成30餘個5G實驗外場且屢屢刷新紀錄。

來自業界的反饋亦證明了這點。面對政治家和情報機構的警告,英國運營商表示如果禁止使用華為5G設備將會導致新一代的移動網絡推遲9-12個月方能推出,因此他們還是會繼續與華為合作;根據諮詢公司經濟學前沿(Frontier Economics)的報告,由於缺少華為的參與,澳大利亞在5G建設中基站建設的成本會增加15%到40%、網絡建設的成本會增加7-21億澳元,更糟糕的是5G技術在澳洲得到使用的時間也會被延遲——實際上TPG電信即因禁令而放棄建設移動通信網絡,其執行董事長表示在5G方面華為走在了所有人的前面,要替代華為可供選擇的供應商很少。

對於華為5G領先業界多久,丁耘在發佈會後的媒體採訪中亦作出回應:“我們就看一件事,友商什麼時候能夠追上華為今天的(基站)發貨量……做樣機很容易,但真正具備規模商用的能力是另外一回事。”

科技前沿:深度解讀華為極簡5G網絡,究竟強在何處?

華為5G網絡解決方案強在何處?

華為在5G上如此高調的底氣何在,運營商又為何買賬?或許可以從網絡解決方案的角度進行剖析。按丁耘的說法,“(幫助運營商建設5G優質網絡)這不是一個有無的問題,而是供應商是否願意在規格、性能、容量上追求極致,真正站在客戶視角幫助他們去把每一分錢節省下來”。在發佈會和採訪中,“極簡”是個被一再提及的詞語,華為希望為運營商打造極簡的5G網絡和智簡的5G運維。

但要實現極簡併非易事——華為長期堅定地投入基礎科學技術研究,在芯片、天線、材料、算法等各領域均積累了大量領先的技術優勢;並具備十幾萬多天線(Massive MIMO)基站的商用部署經驗,值得一提的是目前全球90%以上的Massive MIMO發貨皆來自華為。

芯片是5G商用的基礎與核心。較之4G,5G全面採用Massive MIMO技術、引入大頻譜帶寬(100M起步),對於芯片的處理能力要求上了不止一個臺階。華為此次發佈的天罡是全球首款5G基站核心芯片,在集成度、算力、頻譜帶寬等方面,取得了突破性進展——超高集成,第一次在極低的天面尺寸規格下, 支持大規模集成有源PA(功放)和無源陣子;超強算力,實現2.5倍運算能力的提升,搭載最新的算法及波束賦形(Beamforming),單芯片可控制高達業界最高64路通道;超寬頻譜,首個以及唯一支持200M運營商頻譜帶寬,一步到位滿足未來網絡的部署需求。

這樣一款芯片給AAU帶來了革命性的提升,實現基站尺寸縮小55%、重量減少23%,實踐中反饋90%站點升級無需市電改造。同時,AAU將射頻和天線系統集成到一起,無需饋纜連接、無需饋纜防水工序,可以節省安裝服務工時約35%,還可完全避免饋線導致的上站維護費用以節省長期運維成本:“在歐洲,40-60公斤的設備安裝必須用大型機械進行吊裝(不允許人工安裝),僅出動機械的成本就要8000-18000美元,而當設備只有20公斤時基本上一個人就可以獨立進行安裝。”

不僅如此,華為還在站點上引入了模塊化概念。2019年1月9日,華為刀片式基站憑藉創新性採用統一模塊化設計等技術突破獲得2018年度國家科學技術進步獎一等獎,該基站實現所有單元刀片化、不同模塊間任意拼裝;在此基礎上,還推出了刀片式電源、刀片式電池和刀片式微波,旨在讓5G基站的安裝像拼裝積木一樣簡單便捷。

“在站址領域仍然有很多可創新之處,我們的目標是一根杆就可以進行5G基站建設,在方便安裝的同時幫助客戶節省大量租金以及降低站點獲取的難度。華為5G基站產品同時支持2G/3G/4G等多制式,在多頻多模網絡發展策略下可以高效利用寶貴的站點資源;各國分配給5G的頻段不同,我們目前已經實現全頻段的基站產品測試,迄今為止,在C-Band上華為是唯一能支持200MHz大頻譜帶寬的公司、在2.6GHz頻段上我們是唯一可以規模供貨160MHz AAU的公司。除此之外,華為的杆站設計採用自然散熱,無需空調、無需機櫃,所以我們的能耗也是最優的。”丁耘介紹說。

極簡理念亦體現在架構上,華為從一開始就支持NSA和SA兩種方案一張網絡和4G/5G全融合的極簡核心網,從而可以滿足運營商的不同選擇,並支持未來長期演進。

科技前沿:深度解讀華為極簡5G網絡,究竟強在何處?

引入AI打造自動駕駛網絡

隨著5G進入規模部署階段,一系列運維問題也逐漸浮出水面。首先,2G/3G/4G/5G四世同堂,網絡管理的複雜度已非人力所能及;其次,以Massive MIMO為代表的新技術應用給網絡性能提升帶來不小的挑戰;第三,5G時代多業務並行,如何做好多業務的管理也將給運營商帶來極大挑戰。

此外,Ovum分析報告顯示,過去十年信息通信行業的收入增長從來沒有跑贏過OPEX的增長,OPEX在電信網絡TCO(總體擁有成本)的佔比從62%上升到75%,這意味著單純地降低設備成本已經不能改善運營商的成本結構。也因此,在5G時代能否有效遏制OPEX的持續增長將成為商業成功的關鍵。

有鑑於此,華為引入全棧全場景AI技術、提出SoftCOM AI解決方案,以打造一張“自動駕駛、永無故障”的自動駕駛網絡。這家公司以優化業務體驗和運營效率為抓手,定義了移動網絡邁向全場景自動駕駛五級演進標準和三層架構;而SoftCOM AI的價值可以歸納為“三個倍增”、“一個提升”,即運維效率倍增、能源效率倍增、資源效率倍增和用戶體驗提升。

華為5G網絡解決方案的智簡運維可保障全業務性能體驗最優,結合全球經驗、網絡認知和參數推演等AI技術,讓運營商可以用最少的配置參數,實現最快速的網絡開通;針對不同的覆蓋區域,通過特性自適應實現性能最優、能耗最優;針對不同的業務類型,通過AI技術實現運維體驗最優、資源最優。華為5G產品線總裁楊超斌舉例說,華為5G AAU基於AI的智能關斷技術和網絡架構的優化,可實現比特驅動瓦特,以百倍的極高能耗效率兌現eMBB極低比特成本,使移動超寬帶想用即用。

“我們的目標是要讓AI無處不在。”丁耘表示,華為在電信領域將聚焦能效、性能、運維和體驗,把AI引入到不同的節點中。他還介紹了華為最近推出的全球首款裝有AI大腦的數據中心交換機CloudEngine 16800——其所搭載的AI芯片最大功率只有8W、算力超過25臺雙路CPU服務器,結合無損交換的算法,使得數據中心交換機丟包率從以前的千分之一降至零丟包、將端到端時延降至10微秒以下、吞吐量始終保持在100%。

“毫無疑問,5G的大規模部署時機已經到來,電信行業作為數字化經濟和智能世界的基石也正在迎來歷史性發展機遇。華為會跟我們的客戶一起,重新定義電信行業的新邊界、實現共同的商業新增長。”他這樣總結道。



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