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小基站發展遭遇政策瓶頸,民眾呼籲監管要公開透明

人們離不開手機

人們又擔心電磁輻射之害

隨著公眾對移動無線服務的需求日益增長, 運營商正在部署越來越多的基站來滿足人們對無線服務的需求, 無線網路越來越密集, 未來的5G網路將是一個由衛星, 宏基站(Macro -cell)以及小基站(Small-cell)所組成的緻密的異構網路(Dense HetNet), 無線接入網路密集化對基站的部署帶來許多挑戰, 特別是在基站網站選址方面, 而5G時代預計的基站大規模緻密化將會使這個問題異常突出。

5G HetNet不僅僅是為公眾提供更高的峰值速率, 提供更先進的新服務, 同時也要使用戶的整體體驗更平滑, 更可預測, 提高用戶的滿意度, 而對運營商而言又需要保持網路的可擴展性和成本效益;良好的客戶體驗必須是一個起點。 目前看來無論如何定義5G技術規格都可以看到小基站將是運營商為用戶提供這種體驗的重要組成部分, 但是如果進行大規模部署小基站將會引入重大的部署挑戰, 目前相關監管政策的缺失或者不合適將使這種挑戰越發嚴重。

小基站的部署需求:移動寬頻通信對經濟社會的發展至關重要

移動寬頻對一個國家的經濟表現和社會包容性有重大的影響。 因為它可以提升城市或整個國家的競爭力,

這就是為什麼許多政府將部署無處不在, 快速的移動連接置於國家的數字政策的核心, 他們都支持開闢更多的頻譜來用於移動服務, 並實施國家級的寬頻計畫。

很多研究報告指出寬頻的速度和可用性對推動數字融合, GDP和經濟的增長至關重要。 在許多情況下移動寬頻可以更便宜和更靈活地部署, 並且移動寬頻能夠支援比固定網路更加廣泛的應用場景。

此前GSMA, 德勤和思科的報告得出結論認為:

移動資料使用量翻了一番將會導致人均國內生產總值增長率上升0.5個百分點;

每個連接的資料使用量較高的國家的人均國內生產總值的增長率高達1.4個百分點;

在發展中國家的市場中,

移動滲透率增長10%將會導致生產力提高4.2個百分點;

例如, 澳大利亞監管機構ACMA在2013年的報告中指出:

移動通信行業的生產力增長導致澳大利亞經濟活動(GDP)增長了73億美元,

移動寬頻使用所導致業務時間的節省為澳大利亞經濟活動進一步帶來了265億美元的增長。

為了提供和增強人民和企業的可靠的連線性, 移動寬頻需要不斷地變得更快更可靠, 這意味著網路架構需要不斷地發展, 緻密化, 並越來越集中到小基站的應用上。 移動網路將需要支援更廣泛的應用場景, 特別在許多垂直市場中需要移動網路來支援實現數位轉型和物聯網(IoT)的應用, 設想在未來十年內連接數百億台設備, 其中許多設備通過移動寬頻來連接。 這些應用將需要對國家的每個角落進行移動覆蓋, 同時要支持比3G和4G中更為苛刻的延遲和可靠性要求。 而小基站代表了一種更加實用和價格合理的解決方案, 小基站可以使得高容量移動連接真正無處不在並且可靠。

小基站可以通過以下幾種重要方式來促成實現政策目標, 如下表所示:

小基站支持政府和城市公共政策目標實現的方式

小基站的部署密度

顯然,與在塔樓或屋頂上部署巨集基站天線設備的情況非常不同的, 小基站需要安裝和投入使用的設備數量將會大大增加,下圖顯示將要在密集環境中部署的城市或企業小基站的百分比上升數量。

小基站的部署密度分佈(%)

小基站的密度定義

有研究認為小基站有潛力為全球超過6.5億的用戶提供價格適中的移動寬頻覆蓋,其GDP收益接近1萬億美元,估計其中運營商的收益為1630億美元。但是小基站在實際環境中部署面臨中重大的技術和政策挑戰。

實現小基站網路潛力的障礙

然而小基站要實現前文所述的國家和社會政策目標還存在重大的障礙;雖然一些障礙與成本有關,但是小基站部署的障礙則更多的涉及商業或者監管政策因素,這是由於管理移動網路部署存在許多方面的規則和過程,從頻譜許可和使用到健康影響評估,到網站規劃和獲取,權利和資產以及稅收等方面,許多問題都具有監管性質。 增強小基站部署流程的規範化,監管的法制化和透明化可以幫助實現小基站更加密集的網路部署。監管機構和規劃機構的壓力肯定會越來越大,因為需要確定和批准大量的網站,要確保規劃的許可權和其他要求(如美學和功率限制)都能得到滿足。

小基站的規劃,批准和部署過程複雜性的因素之一是其潛在涉及到大量的機構。

小基站的規劃,批准和部署過程複雜

小基站的部署過程除了網路運營商,設備供應商和無線電監管機構之外的利益相關者可能還會包括市政規劃部門,還有其他有關方面,比如房東或者房地產開發商。

然而,最重要的利益相關者仍然是行政管理機構,包括無線電頻率(RF)/電信頻譜和設備使用的監管機構(如國家無委),以及地方規劃機構。相信這兩大機構之前對無線基礎設施的部署和建設應該制定過相應的規範和制度,但是這些規範制度存在以下問題:

對於監管機構,許多地方還是在使用之前為宏基站而設計的監管框架,而這些監管框架並不適合小基站的部署。

對於規劃機構,他們通常會應用分散的規則和流程來應對不同的情況,並且這些規則和流程許多都不適合需要大量部署的小基站。

2、對於無線監管機構而言,需要要求運營商在開始規劃應用場地之前,其設備必須通過RF合規認證和通用認證;並且制定適合小基站安裝和部署的法規,對小基站的輸出功率(或者有效各向同性輻射功率(EIRP)),安裝高度,密度以及安裝位置作出明確的規定。

例如,在歐盟,低功率網路(如Wi-Fi)需要遵守相應的法規(功率限制,干擾保護等),製造商有責任讓設備通過具有公信力的協力廠商機構的測試認證,並貼上認證標籤,比如就像通過Wi-Fi聯盟認證那樣。

一些國家和地區對小基站的輸出功率和天線的安裝高度作出的要求如下:

天線高度:加拿大(15米),德國(10米),荷蘭(5米),英國(4米/ 15米);

功率水準:智利(低功率),法國(高達5瓦),日本(低功率類型為,20mW),馬來西亞(EIRP為2W),德國(10W);

美國對天線高度和輸出功率進行組合要求;

小基站的國際標準化正在取得進展,以期提供全球有效的共同標準。比如 ITU-T KT.100和IEC 62232是規定人對基站RF的暴露的兩個主要新興標準體,這些標準限制了基站天線的高度,輸出功率等。

在過去三年中,IEC 62232已經進行了全面更新以便澄清其評估過程。 IEC 62232 Ed.2.0的關鍵演變之一是,它闡明了可用於產品和產品安裝固有的合規性評估簡化規則。這些過程與小基站特別相關,小基站需要符合表下表所列各類功率和安裝參數的規定。

國際標準組織給出的安裝高度要求(對於小基站輻射功率應該是一定區域內所有基站輻射功率之和)

2、對於規劃機構而言,需要識別安裝現場和規劃是否合規,這些領域需要行政部門進行更大的努力,逐步實現簡化,標準化和可重複的審批流程,以支援大規模建設小基站,雖然宏基站通常可以方便地放置,每個區域只需要少量基站,但是HetNets網路如城市熱點,購物區,辦公區等區域部署的小基站數目通常是大量的。同時將基站放置在城市中心(宏基站)與把基站靠近用戶(小基站)安裝時無論從美學還是從健康的恐懼的敏感程度來看都是不同的。與利益相關者之間的透明溝通,並從部署的早期階段來討論和減輕各方的關切是至關重要的;最重要的是需要建立起普通民眾對監管者的信心。

位置精度:5G HetNets中小基站的大規模部署需要精確的選址。 隨著小基站的密度越來越大,設備的尺寸就會下降,這將在小基站部署的位置附近要求更高的位置精度。

選址審批的處理:在超密集HetNet環境中大規模部署基站單元將需要大量的選址批准。

規劃過程的差異性:規劃政策屬於地方公共實體的責任,根據當地情況和特殊情況,可能會有很大差異,政策制定者需要因地制宜制定最佳最適合的標準。

隨著智慧手機的發展,人們對手機信號的要求也就越來越高,為了贏得使用者,保證信號的品質和穩定,通信公司就不得不建立更多的基站。傳統移動基站鐵塔高大的“身軀”,給人一種強大的壓迫感和不安全感,隨著人們環保意識的不斷提高,人們開始關注移動基站電磁輻射對人的影響問題,一些所以居民也就見“塔”色變,為此一些通信公司推出了各種各樣的天線美化技術以減少天線對人們的視覺衝擊。

通信公司推出了各種各樣的天線美化技術以減少天線對人們的視覺衝擊

基站天線藏在牆壁中

對小基站而言由於其模組尺寸小,更容易隱藏和偽裝,這樣人們不易察覺,因此小基站的偽裝技術更是五花八門,比如下面的圖示,路燈和小基站融為一體,監控攝像設備和小基站融為一體。

路燈和小基站融為一體

監控攝像設備和小基站融為一體

基站雖然可以減少對居民的視覺衝擊,不過筆者認為這種偽裝技術有涉嫌欺騙的成份,小基站離人體更近,因此不應該過度美化,如果實在要美化也應該在上面貼上顯著的標籤,貼上關鍵指標參數和合規標誌以警示或者提醒用戶。偷偷摸摸把小基站安裝在用戶不易察覺的地方更不可取,會造成更大的麻煩,相關機構應該立法對這種行為進行約束。

總之小基站是5G HetNets中的一種重要基站形態,但是由於其部署數量眾多,離人體距離更近,傳統的適合宏基站的監管法規不適合用於小基站的部署場景,所以需要相關監管部門及時更新和健全相關的法律法規,以公開透明公正的監管方式來為小基站和5G產業發展保駕護航!

(完)

如下表所示:

小基站支持政府和城市公共政策目標實現的方式

小基站的部署密度

顯然,與在塔樓或屋頂上部署巨集基站天線設備的情況非常不同的, 小基站需要安裝和投入使用的設備數量將會大大增加,下圖顯示將要在密集環境中部署的城市或企業小基站的百分比上升數量。

小基站的部署密度分佈(%)

小基站的密度定義

有研究認為小基站有潛力為全球超過6.5億的用戶提供價格適中的移動寬頻覆蓋,其GDP收益接近1萬億美元,估計其中運營商的收益為1630億美元。但是小基站在實際環境中部署面臨中重大的技術和政策挑戰。

實現小基站網路潛力的障礙

然而小基站要實現前文所述的國家和社會政策目標還存在重大的障礙;雖然一些障礙與成本有關,但是小基站部署的障礙則更多的涉及商業或者監管政策因素,這是由於管理移動網路部署存在許多方面的規則和過程,從頻譜許可和使用到健康影響評估,到網站規劃和獲取,權利和資產以及稅收等方面,許多問題都具有監管性質。 增強小基站部署流程的規範化,監管的法制化和透明化可以幫助實現小基站更加密集的網路部署。監管機構和規劃機構的壓力肯定會越來越大,因為需要確定和批准大量的網站,要確保規劃的許可權和其他要求(如美學和功率限制)都能得到滿足。

小基站的規劃,批准和部署過程複雜性的因素之一是其潛在涉及到大量的機構。

小基站的規劃,批准和部署過程複雜

小基站的部署過程除了網路運營商,設備供應商和無線電監管機構之外的利益相關者可能還會包括市政規劃部門,還有其他有關方面,比如房東或者房地產開發商。

然而,最重要的利益相關者仍然是行政管理機構,包括無線電頻率(RF)/電信頻譜和設備使用的監管機構(如國家無委),以及地方規劃機構。相信這兩大機構之前對無線基礎設施的部署和建設應該制定過相應的規範和制度,但是這些規範制度存在以下問題:

對於監管機構,許多地方還是在使用之前為宏基站而設計的監管框架,而這些監管框架並不適合小基站的部署。

對於規劃機構,他們通常會應用分散的規則和流程來應對不同的情況,並且這些規則和流程許多都不適合需要大量部署的小基站。

2、對於無線監管機構而言,需要要求運營商在開始規劃應用場地之前,其設備必須通過RF合規認證和通用認證;並且制定適合小基站安裝和部署的法規,對小基站的輸出功率(或者有效各向同性輻射功率(EIRP)),安裝高度,密度以及安裝位置作出明確的規定。

例如,在歐盟,低功率網路(如Wi-Fi)需要遵守相應的法規(功率限制,干擾保護等),製造商有責任讓設備通過具有公信力的協力廠商機構的測試認證,並貼上認證標籤,比如就像通過Wi-Fi聯盟認證那樣。

一些國家和地區對小基站的輸出功率和天線的安裝高度作出的要求如下:

天線高度:加拿大(15米),德國(10米),荷蘭(5米),英國(4米/ 15米);

功率水準:智利(低功率),法國(高達5瓦),日本(低功率類型為,20mW),馬來西亞(EIRP為2W),德國(10W);

美國對天線高度和輸出功率進行組合要求;

小基站的國際標準化正在取得進展,以期提供全球有效的共同標準。比如 ITU-T KT.100和IEC 62232是規定人對基站RF的暴露的兩個主要新興標準體,這些標準限制了基站天線的高度,輸出功率等。

在過去三年中,IEC 62232已經進行了全面更新以便澄清其評估過程。 IEC 62232 Ed.2.0的關鍵演變之一是,它闡明了可用於產品和產品安裝固有的合規性評估簡化規則。這些過程與小基站特別相關,小基站需要符合表下表所列各類功率和安裝參數的規定。

國際標準組織給出的安裝高度要求(對於小基站輻射功率應該是一定區域內所有基站輻射功率之和)

2、對於規劃機構而言,需要識別安裝現場和規劃是否合規,這些領域需要行政部門進行更大的努力,逐步實現簡化,標準化和可重複的審批流程,以支援大規模建設小基站,雖然宏基站通常可以方便地放置,每個區域只需要少量基站,但是HetNets網路如城市熱點,購物區,辦公區等區域部署的小基站數目通常是大量的。同時將基站放置在城市中心(宏基站)與把基站靠近用戶(小基站)安裝時無論從美學還是從健康的恐懼的敏感程度來看都是不同的。與利益相關者之間的透明溝通,並從部署的早期階段來討論和減輕各方的關切是至關重要的;最重要的是需要建立起普通民眾對監管者的信心。

位置精度:5G HetNets中小基站的大規模部署需要精確的選址。 隨著小基站的密度越來越大,設備的尺寸就會下降,這將在小基站部署的位置附近要求更高的位置精度。

選址審批的處理:在超密集HetNet環境中大規模部署基站單元將需要大量的選址批准。

規劃過程的差異性:規劃政策屬於地方公共實體的責任,根據當地情況和特殊情況,可能會有很大差異,政策制定者需要因地制宜制定最佳最適合的標準。

隨著智慧手機的發展,人們對手機信號的要求也就越來越高,為了贏得使用者,保證信號的品質和穩定,通信公司就不得不建立更多的基站。傳統移動基站鐵塔高大的“身軀”,給人一種強大的壓迫感和不安全感,隨著人們環保意識的不斷提高,人們開始關注移動基站電磁輻射對人的影響問題,一些所以居民也就見“塔”色變,為此一些通信公司推出了各種各樣的天線美化技術以減少天線對人們的視覺衝擊。

通信公司推出了各種各樣的天線美化技術以減少天線對人們的視覺衝擊

基站天線藏在牆壁中

對小基站而言由於其模組尺寸小,更容易隱藏和偽裝,這樣人們不易察覺,因此小基站的偽裝技術更是五花八門,比如下面的圖示,路燈和小基站融為一體,監控攝像設備和小基站融為一體。

路燈和小基站融為一體

監控攝像設備和小基站融為一體

基站雖然可以減少對居民的視覺衝擊,不過筆者認為這種偽裝技術有涉嫌欺騙的成份,小基站離人體更近,因此不應該過度美化,如果實在要美化也應該在上面貼上顯著的標籤,貼上關鍵指標參數和合規標誌以警示或者提醒用戶。偷偷摸摸把小基站安裝在用戶不易察覺的地方更不可取,會造成更大的麻煩,相關機構應該立法對這種行為進行約束。

總之小基站是5G HetNets中的一種重要基站形態,但是由於其部署數量眾多,離人體距離更近,傳統的適合宏基站的監管法規不適合用於小基站的部署場景,所以需要相關監管部門及時更新和健全相關的法律法規,以公開透明公正的監管方式來為小基站和5G產業發展保駕護航!

(完)

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