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07｜5G基站一定要重建吗？怎样才能节省投资？
你好，我是杨四昌。
我们这节课来讲基站。说到基站你肯定也知道一些，又似是非是，不能确定。
之前我每次出去讲课，讲到5G基站的时候，我都会按惯例先问一个问题：你知道5G基站长什么样吗？我每次都能收到很多回答：
- 外面铁塔上的那个大面板；
- 外面铁塔下面的那个大铁柜子；
- 机场里就有，是一个个书本大小的小盒子；
- 地铁里面有5G信号，据说是从地铁天花板上突出的一个个白色小蘑菇头里出来，5G基站就是那一个个小蘑菇头吧；
- 新建的路灯杆上有5G的基站，我办公室附近就有。
其实，这些说法都没错，但不全面，为什么这么说呢？
这些说法说的都是5G基站的一部分，更确切的说，这些是5G基站各种安装场景下的不同形态。说到这，你是不是觉得，5G基站咋像瑞士军刀一样，什么样的地方都可以安装，形状还千变万化？
别急，这节课我们就看看5G基站到底是咋回事。不过，在我开讲之前，你肯定有这样的困惑：为什么我要关注基站？所以，我先带你解决这个问题。
我们为什么要关注基站？
说到基站，我们在03讲讲过，简单来说它是用来发射和传递信号的，移动通信手机或者终端发射的信号首先要被基站接收，才能继续这个通话或者通讯业务，如果没有基站，也就没有移动通信业务和移动通信行业了。
5G基站是运营商投资的大头，占到运营商5G总投资约60%左右。据工信部的公开信息，截至2020年底，中国三大运营商在5G上的投资已经超过2600亿。
5G基站是各种尖端芯片、电子元件、新型材料、复杂工程结构设计，以及大型软件协议栈的集合体，是极其专业的设备，价格自然不低。据业界估计，一个基站设备本身的价格，加上新建基站需要的配套设备和工程服务，总成本可能高达20~30万。
而且根据工信部公开数据，截至2021年3月底，我国共建成81.9万个5G基站，占全世界5G总基站数的70%。据业界估计，未来几年还要新建几百万个5G基站，初步估计一下这个投资有几千个亿。
对我们这些围观者来说，可能就是发一句感叹“哇，好多钱啊”，但对局中人运营商来说，可以说是焦头烂额，毕竟是真金白银，资金“压力山大”！因此，如何降低建设5G基站的总投资额（CAPEX）成为了运营商的头等大事。
既然大家都在想方设法降低建设5G基站的总投资额，你可能会想：3G、4G时代不是已经建了很多基站吗？直接改一改不就好了？
这样的想法其实有不少人提出过，但实际情况是，5G基站必须得重新建设才行，改装的基站无法建设出真正的5G。
为什么5G基站一定要重新建设？
其实，4G基站和5G基站的结构是完全不一样的，接下来我们会从基站的构成角度慢慢拆解。
首先我们来看下面这张常见的4G和5G无线接入网的构成图，了解无线接入网的构成是继续是学习5G基站的必备基础知识。
从图中我们可以看到，4G的无线接入网包括BBU、RRU、前传光纤、馈线和基站天线。到了5G，BBU和天线、馈线已经集成在一起，变成了AAU，这是4G基站到5G基站的主要变化。所以说，5G的无线接入网也变简单了，只有BBU、前传光纤和AAU。
BBU+AAU是我们常说的基站，技术难度大，接口协议私有，必须从同一家供应商处采购。BBU安装在机房里，AAU安装在铁塔或灯杆上。
前传光纤是连接BBU和AAU的部分，是一个成熟产品，技术难度低，需要25Gbps的前传接口。
到这里你可能会有个疑惑，为什么5G要把4G的RRU、馈线和天线集成AAU呢？有什么用呢？
为了回答这个问题，我需要先给你介绍一下天线通道数这个重要概念。其实在06讲我们在讲大规模天线阵这个关键无线技术时就介绍过，每一对发射和接收天线就是一个通道。
在4G无线接入网中，RRU通过馈线连接天线，它们之间是外部接口。一根馈线连接天线的一个接口，这样的一个连接叫一个通道，4G基站通常的通道数为4个。
而在5G无线接入网中，RRU和天线、馈线集成在一起变成了AAU。这是因为5G频段通常在2.6G和3.5G 频段，波长分别为0.11米和0.08米，而根据电磁波知识，不同天线通道之间的距离为半个波长，也就是0.05米左右的距离。
集合成AAU后，我们不仅可以减少体积，也可以轻松做到多通道，再结合电路设计和新型材料，目前5G基站的通道数可以做到32通道，以及64通道，这也就是5G能做到多天线阵的原因。
到这里，我们已经清楚了：由于4G基站和5G基站的结构完全不一样，因此4G基站不能升级到5G基站，5G基站必须重新建。
既然我们必须重新建设5G基站，有没有什么方法降低总投资额呢？毕竟这是贯穿基站建设的一个非常重要的问题。
答案自然是有的，要想解决这个问题，我们得讲究战略和战术。
战术层面来说，就是根据不同的部署场景，使用不同的基站来保证覆盖和容量的最优解的同时，让5G基站投资尽可能的节省。
而战略层面来说，就是不同运营商一起合作，共建共享5G基站，这样通过少建一张覆盖全国5G无线接入网络，自然可以大幅减低5G基站的投资。
但是，共建共享5G无线接入网需要考虑不同运营商的利益如何平衡、5G无线接入网运营维护界面如何切分等问题，因此共建共享5G无线接入网只是种选择，全球运营商有选择共建共享的，也有独建的。
从上面的分析可以看出，战术层面是所有运营商的共同选择，而共建共享只是一部分运营商的宣传，而共建共享具体到部署5G基站时，也需要战术层面的支持。
本着先讲共性，再讲特殊的原则，下面先介绍战术层面，再介绍战略层面。
降低总投资：在战术上选择合适的基站
实际上，5G基站可以依据发射功率（总发射功率或者每通道发功率）、覆盖面积和部署场景这三个关键指标分成这几种：
你看，这些不同类型的基站彼此之间的差异很大，价格也完全不同。这就有一个很关键的点需要我们注意：避免5G基站大材小用、或是小材大用，造成不必要的浪费。
所以，在战术层面上，我们要针对不同的场景，部署合适的5G基站，以此来达到降低基站总投资的目的。
那具体怎么做呢？
首先，我们要搞清楚使用5G基站的场景有哪些特点，然后“对症下药”。按照人口密度、业务量大小和建筑物这三个维度，我们可以把5G基站的应用场景分为这4类：
可以说，这4个典型场景就可以基本涵盖5G基站全部的应用区域了，而我们的5G基站部署方案，也主要围绕这4个场景的特点来设计。
从运营商的投资来说，城区室外和城区室内这两个场景是运营商5G基站部署的重点区域，占了运营商大部分的5G基站投资。因此，我会给你详细讲解这两个场景的方案，其余两个场景我们简单了解一下就可以了。
下面，我们先来看城区室外场景。
城区室外场景
城区室外是5G基站部署的重点场景。在城区室外，由于人们活动的范围很广，并且相对分散，我们首先要考虑的是怎么让5G基站连续覆盖到室外的区域，确保我们在任何位置都能使用5G。
这时候，覆盖面大的宏基站是我们的最佳选择。一般，我们把宏基站安装在铁塔上，来形成连续的覆盖，确保我们的使用。
可是，室外高楼林立，地形也比较复杂，总有一些宏基站覆盖不到位的地方。根据我们的经验，这样的地方通常面积都不大，用一个微基站来覆盖正好合适。而且，微基站的设备比宏基站便宜，安装需要的配套设施的成本和工程成本也低于宏基站（一般我们把微基站安装在街边的灯杆上就可以了）。因此，在城区室外，我们采用宏基站为主，微基站补充的方式来保证覆盖效果。
不过，这种方案还不能完全解决城区室外对5G的使用需求，因为在城区室外，还存在着业务量需求极大的一些地方，比如大城市的步行街、中心广场和中心公园等等，这些地方虽然已经覆盖好了宏基站和微基站，但是由于人流量太大，对业务的需求极高，仅仅宏基站和微基站没法满足业务量需求，因此我们需要采用超密集组网的方案。
关于超密集组网（UDN）我们也在06讲中学过，就是在热点区域叠加小基站来满足业务需求。一方面这能解决业务量极高的问题；另一方面，由于小基站成本较低，也能降低基站的投资。
总体来讲，在城区室外的场景下，我们会用“宏基站+微基站”的方式来保证5G信号的连续覆盖，同时用超密集组网的方式来支持热点区域的极高业务量。
城区室内场景
其实，室外的“宏基站+微基站+超密集组网”的形式已经能让5G信号覆盖我们很大一部分的生活区域。但是城市高楼林立，人口众多，难免会有室外基站的信号覆盖不到的地方，所以我们也要重点考虑城区室内基站的部署问题。总的来说，我们只有在室内接收的5G信号比较差的情况下，才会考虑部署专门的室内覆盖方案。
相比室外，室内的情况要更加复杂，在不同场合下，人流量和业务量有相对明显的差异。室内系统的安装大概遵循这样的流程：
- 运营商明确部署室内系统的具体位置；
- 运营商派技术人员拿着专用设备，选早、中、晚不同时段，逐一测试每个位置，至少以七天为一个周期，测试完记录数据和人流量分布情况后，综合考虑给出室内系统的工程方案；
- 室内工程方案确定后就会开始招投标，选择做室内覆盖工程的企业来负责具体工程的实施。
但是，运营商也不是所有室内场景都会自己主动去推动，一般他们会根据经验，最优先建设一些重要的地方，比如机场、地铁等交通枢纽、还有大型酒店、大型购物中心、大型高层写字楼，以及医院等这样一些人流密集或业务量比较大的室内场景。
其他的一些人流没那么密集、业务量没那么大的中小型场景，例如中小型购物中心、商务中心、还有一些居民区等等，一般都要业主先提出需求，或者是征得小区业主同意，运营商再结合具体情况，给出合适的规划方案。
到这里我们已经分析完了基站安装最重点的两个区域——城区室外和城区室内，还有两个典型的安装场景，我们最后来简单看一下。
首先是农村或城市郊外，我们一般采用广覆盖基站，做到网络性能和成本的平衡。我们把基站安装在高高的铁塔上，这样每个基站的覆盖范围就比较大，从而覆盖总面积也能尽可能大一些，需要的基站总数也就少一些了，因此基站的总投资就降低了。
然后是高铁或者高速公路，这个也是采用广覆盖的方式覆盖沿线。这是因为高铁或者高速公路场景有个特点：只有高铁或者高速公路沿线才有业务需求，业务需求是呈现出一个带状的。
但是这个线路又很长，因此我们需要在沿线一直建基站保证全程覆盖。在这个场景下，基站要安装在沿线附近的铁塔上，让每个基站的覆盖线路尽量长一些，这样在保证覆盖效果的情况下能尽量减少基站数量，保证基站的投资尽可能小。你也不用担心高铁跑得太快没信号，现在5G已经可以支持高达500公里/小时的移动速度，完全能满足目前高铁和高速公路的移动性需求。
好了，上面我们是从战术层面给出的降低基站总投资的方法。接下来我要介绍的是从战略层面降低基站总投资的方法——共建共享。战略层面可以说是节省投资最有效的方式，我们就一起来看看吧。
降低总投资：在战略上共建共享
这是什么意思呢？原来，我们每个运营商都要建一张覆盖全国的网络，通过共建共享，我们让两个或者几个运营商合在一起建一张覆盖全国的网络，这样就可以少建很多的5G基站了。
你知道吗？其实国内运营商现在就是这样做的，国内已经形成了中国电信+中国联通合建一张5G网、中国移动+中国广电共建共享的格局。
你可以通过这张表来了解一下目前国内的5G频谱分配情况和现在这个共建格局：
从图中我们可以得知，现在移动和广电是共建共享的是700MHz的频段，广电共享移动独建的2.6GHz的频段，电信和联通共建共享3.4~3.6GHz的频段。
这样的共建共享为运营商节约了大量的5G基站投资。据电信和联通的年报，自共建共享5G网络以来，相比各自独建5G网络，截至2020年底，节约的建设资金就高达600个亿。
移动和广电也共建共享700MHz的频段，据业界估计，大约需40～50万个基站就可以达到4G一样的覆盖效果了，如果用2.6GHz来覆盖，所需基站数量是700MHz的4～5倍左右，结合前面提到的建设一个基站的价格，相比之下你马上就明白了，用700MHz能节约移动多么巨大的5G基站投资。
现在我们可以得出一个结论：共建共享是最高层次的节约5G基站投资的方式，对运营商来说确实很香，它也为国内的5G网络建确立了总体指导方针，通过它可以减少总基站的数量，大大减少总投资额。
总结
好了，这一课到这里就结束了，我们再来回顾总结一下。
这一节课我们重点关注的是5G基站，我们从5G基站的重要性，到5G基站为什么要重建，再到如何降低5G基站总投资额，带你完整地了解了5G基站、它的分类以及建设和部署方法。
首先你知道了，5G基站是运营商5G投资的大头，占到运营商总投资约60%左右，而且5G基站和4G基站的构成还完全不一样，这也就意味着我们无法把4G基站改建为5G，必须重新建设。
这样我们的总投资额就会非常巨大了，所以这节课中我从战术和战略层面分别给出了相应的解决方案。我还给你编了个顺口溜，总结一下这个降低5G基站总投资额的方法：
- 共建共享可真香，节省投资杠杠滴；
- 宏铁塔微灯杆，宏微结合品质好；
- 室内覆盖是重点，微站小站加室分；
- 农村郊外交通线，广覆盖基站显神威。
思考题
今天，我依然给你留了个思考题，我想请你从高到低排一下你认为的几大5G基站厂家的市场份额，可以简单说一下理由。
欢迎在留言区留言，和我一起讨论。也感谢你和我一起学习，如果你身边也有朋友对5G基站建设相关的知识感兴趣，欢迎你把这节课分享给他。我是杨四昌，我们下节课见。