5g離我們的生活越來越近了!
在前不久舉辦的2018上海世界移動大會上,中國聯(lián)通、中國移動和中國電信三大運營商亮出了時間表:計劃到2020年,實現(xiàn)5g網絡正式商用。
從4g到5g,新一代的移動通信技術,將給我們的生活帶來哪些改變?
5g時代 高清電影“秒”下載
作為第五代移動通信技術,5g網絡帶給人們的第一感受就是——“快”!打開手機視頻客戶端,下載一部高清視頻,只需一秒就能完成。
5g身上有很多新標簽:“大規(guī)模天線”“新的編碼技術”“超密集組網”……5g的“高帶寬、高速率”這兩個有別于4g的特性,使得5g網絡的峰值速度比4g高出20倍。
在5g時代,人們能流暢地觀看比現(xiàn)在1080p分辨率更高的視頻,“5g時代的分辨率可以提高到4k、甚至是8k。”中國移動研究院無線與終端技術研究所主任研究員鄧偉用視頻舉例,希望讓普通用戶更直接地了解5g的特性。
然而,這些只是5g最基礎的本領,5g更大的“威力”,在于它的“低時延”特性。4g網絡下,終端到基站的時延一般為5毫秒,終端到服務器的時延為50~100毫秒。5g網絡下,終端到基站的時延可降低到1毫秒,終端到服務器達10毫秒。
如果你是一位電子游戲玩家,那么5g的這一優(yōu)勢,能給你帶來更好的游戲體驗。“尤其是用手機打實時類對戰(zhàn)游戲時,游戲時延將大大降低。”鄧偉告訴記者。
4g時代主要實現(xiàn)了“人與人”的快速通訊連接,但5g的“志向”遠不止于此,它的目標是要讓更多的“人和物”、“物和物”快速相連,進而推進萬物互聯(lián)時代的到來。
“人工智能”“虛擬現(xiàn)實”“車聯(lián)網”“物聯(lián)網”……這些科技領域的“新風口”,正在改變我們的生活。但4g網絡技術的“天花板”,某種程度上,讓這類技術的潛能難以充分發(fā)揮。
如虛擬現(xiàn)實技術,vr、ar設備雖經過幾次迭代,但目前大多數(shù)設備的視覺效果仍不佳,其中一方面的原因和網絡環(huán)境有關。而5g的高速率、低時延的特性將改變這種現(xiàn)狀。賽迪顧問機構曾預測,5g網絡大規(guī)模商用后,vr、ar設備的出貨量將達到千萬臺級別。
“5g技術天生是為自動駕駛服務的”,在鄧偉看來,5g的高速率、高穩(wěn)定性和低時延特性將提高無人駕駛的安全性能,“自動駕駛需要加載高清地圖,并對周圍環(huán)境做出迅速判斷反應,以及對車輛的遠程控制,這些都對數(shù)據傳輸?shù)目煽啃浴⑺俾视泻芨叩囊蟆?rdquo;而5g網絡的普及,會極大地推動無人駕駛應用場景的發(fā)展。
除了“無人駕駛”,借5g網絡這股“東風”,2020年之后,“遠程手術”“智能家居”等應用場景也將進一步走近消費者。根據目前業(yè)界的分析,全球5g應用領域將主要集中在車聯(lián)網、公共安全、智慧城市、媒體及信息娛樂四個方面。這也是業(yè)界人士認為5g網絡最大的價值,“能夠和更多的產業(yè)深度融合”。據賽迪顧問機構預測,我國5g產業(yè)總體市場規(guī)模將達到1.15萬億元,比4g產業(yè)總體市場規(guī)模增長接近50%。
盡管離5g正式商用還有一年半的時間,但眼下在一些城市已能捕捉到5g的身影。今年年初,中國青年報·中青在線記者在雄安新區(qū)看到中國電信已經搭建了5g基站設備,并開始著手5g外場試驗。
中國電信北京研究院網絡技術與規(guī)劃部專家邢燕霞告訴記者,中國電信將在外場試驗上布局支持5g商用場景的5g試驗網絡,并進行組網測試。測試的內容包括5g信號的覆蓋能力、強度、基站間的切換、4g和5g核心網之間的互操作等等。同時,中國電信會針對不同城市的發(fā)展規(guī)劃,配備不同的測試業(yè)務。
事實上,三大運營商均已進入“5g時間”。中國電信計劃在成都、雄安、深圳、上海、蘇州、蘭州等12個主要城市開展5g外場實驗;中國移動將在杭州、上海、廣州、蘇州、武漢五個城市開展5g規(guī)模外場試驗;中國聯(lián)通將在北京、天津、 青島、深圳、杭州、南京、武漢、貴陽、成都、福州、鄭州和沈陽等16個城市展開測試。
5g標準 融入更多中國智慧
今年6月,5g國際標準的出臺,被視為5g“破殼”。
6月,3gpp 5g nr標準sa(獨立組網)方案正式完成并發(fā)布,標志著首個真正完整意義的國際5g標準正式出爐。sa獨立組網相對于nsa(非獨立組網)存在,其引入的新能力也是5g區(qū)別于4g的一個重要特征。nsa模式是只建5g基站,不建5g核心網,不能做到終端到終端直達的5g網絡,信號傳輸要經過的路徑多,時延也很長,不能很好地支持網路切片、邊緣計算等5g的技術特征。而sa獨立組網模式下,5g的基站連接5g的核心網,可通過核心網下沉部署到基站側,使傳輸信號所需要經過的路徑很少,可以直接從基站側到達業(yè)務服務器。
賽迪顧問股份有限公司高級咨詢師李朕告訴記者,sa獨立組網方案的凍結,意味著基于5g網絡的移動終端設備,可以在統(tǒng)一的標準下,開始進行研發(fā)生產測試。據媒體報道,2019年,基于5g芯片的商用終端將面世,其中包括英特爾的全互聯(lián)pc、華為的5g手機等。
中國聯(lián)通網絡技術研究院5g項目組負責人王友祥認為,在5g的國際標準制定上,中國比以往任何時候都有“話語權”。在已經凍結的sa方案里,有一個重要的服務化架構(sba),這個架構就是以中國為主導提出的。如果說3g時代,中國是在追著跑,4g時代是在齊頭并進跑,到了5g時代,中國正力爭成為領跑者之一。
從2013年開始,我國工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合推動成立了imt-2020(5g)推進組,從國家層面,統(tǒng)一組織運營商和設備廠商,全面推進5g研發(fā)、國際合作和融合創(chuàng)新發(fā)展。這在很多行業(yè)人士看來,是我國推進5g的一個標志性起點。
如在帶動標準制定上,中國移動向3gpp提交文稿1000余篇,擔任了3個工作組副主席職務,擔任了“需求與場景”“5g網絡架構”等多個報告人職務;中國電信共主導5g國際標準立項30余項,提交國際標準文稿400多篇,獲得技術專利保護100余項。同時,中國電信牽頭國家重大專項7項,包括《5g網絡邊緣計算技術研發(fā)、標準化與驗證》和《5g多無線接口融合架構及關鍵技術研發(fā)、試驗與驗證》等;中國聯(lián)通成立了5g創(chuàng)新中心,在3gpp上牽頭5項自主立項課題,在itu牽頭23項自主立項課題,提交自主文稿600余篇,發(fā)布16項5g相關產業(yè)白皮書,成立并推進了多個產業(yè)聯(lián)盟。據王友祥介紹,目前,聯(lián)通集團從管理部門到網絡發(fā)展、政企、市場和各研究單位,都將5g列為重點工作。
有行業(yè)分析機構認為,5g面世后,互聯(lián)網業(yè)務對運營商傳統(tǒng)業(yè)務的替代效應,將進一步強化,會給電信運營商帶來更大的壓力,直接影響運營商的總體收入。王友祥認為,在to c(面向個人)的市場上,目前通訊網絡等業(yè)務的普及度很高,運營商面臨的發(fā)展壓力巨大,“5g時代,運營商應該更多的開拓to b(面向企業(yè))的市場。”
相較于傳統(tǒng)的移動用戶群體,面對功能強大的5g網絡,電信運營商加快了在垂直行業(yè)上的布局,“在垂直行業(yè)的應用上,5g對電信運營商是一個更大的契機。”邢燕霞告訴記者。
在5g應用培育方面,中國移動成立了5g聯(lián)創(chuàng)中心,在全球建立了12個開放實驗室,已經發(fā)展了130家合作伙伴,匯集聯(lián)合各行業(yè)合作伙伴,聚焦能源、交通、醫(yī)療、工業(yè)、視頻娛樂、智慧城市等應用,開展新業(yè)務、新應用和新的商業(yè)模式的孵化和探索,為5g的全面商用做準備;中國聯(lián)通組建了多個產業(yè)聯(lián)盟,如中國聯(lián)通5g工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟、中國聯(lián)通物聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟等等;中國電信在5g應用研發(fā)方面聚焦于探索新的商業(yè)模式,將5g的技術特性與云(霧)計算、物聯(lián)網等相結合,實現(xiàn)與垂直行業(yè)的跨界融合。
走向商用 還需邁過多道坎
距離2020年正式商用還有一年半時間,時間緊、任務重。
sa獨立組網的國際標準在今年上半年才正式凍結,從時間上看,比nsa非獨立組網的凍結時間遲到半年。5g要商用,意味著要有進入市場的各種終端產品,而目前留給產業(yè)鏈上的研發(fā)、測試和生產,只有一年半時間,“這對整個產業(yè)都是個不小的挑戰(zhàn)。”鄧偉告訴記者。
5g的sa組網模式具有4g所不具備的能力,如切片、邊緣計算等。它能更好地滿足垂直行業(yè)在安全、服務上的傳輸保障。因此,更多運營商還是會選擇sa作為目標網絡架構,但從全球看,一些聲稱明年就要5g商用的國家,可能暫時只能選用nsa模式生產。而國內運營商傾向于選擇sa組網,這也需要運營商對5g核心網進行新建,并且能將目前存量的核心網、用戶數(shù)據,進行很好的對接。
在2018上海世界移動大會舉辦期間,中國移動研究院無線與終端技術研究所總工劉光毅就表示,5g網絡要商用,還要邁過許多坎。目前,我國5g頻譜還沒有分配,不確定的頻率分配會影響產業(yè)對設備開發(fā)等各方面的支持。希望政府能夠盡快明確5g頻率的分配方案,這樣產業(yè)鏈便可以集中精力進行產品的優(yōu)化和完善,確保2020年5g商用。
據邢燕霞介紹,在產業(yè)研發(fā)和網絡部署方面,也有不少問題。如網絡云化部署經驗少、安全挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)多,“這是業(yè)界碰到的新問題”。“對于運營商來說,要解決的難題是如何做好組網,讓5g網絡性能更優(yōu),更好服務大眾用戶和垂直行業(yè)用戶”,頻段越高、穿透性反而會下降,5g的高頻段特性,要求運營商重視室內穿透性問題。“這需要從現(xiàn)在就開始研究組網方案的問題,以及4g網絡和5g網絡如何順利進行互操作,確保業(yè)務的連續(xù)性。”
而建立一個完備的網絡,讓各種垂直業(yè)務能順利地“跑”起來也很重要。“運營商更要關注網絡切片如何更好地服務垂直行業(yè),滿足垂直行業(yè)的個性化需求。”邢燕霞告訴記者。“未來的網絡將走向‘云化’,運營商面臨著轉型問題,如何擺脫傳統(tǒng)架構,走向云網協(xié)同時代?網絡轉型增加了運營商的人才需求。”王友祥說,這是全球運營商都會面臨的問題,“原來運營商以通訊領域的人才需求為主,但未來需要更多的軟件工程師。”
5g商用進入倒數(shù)計時階段,終端設備的研發(fā)生產怎么辦?鄧偉告訴記者,和4g組網模式不同,5g目前有兩種組網模式,由此,終端在研發(fā)上要考慮到獨立組網和非獨立組網兩種模式。“這本身就意味著更大的研發(fā)成本,尤其是非獨立組網的終端,實現(xiàn)復雜度較高。”
而用戶對終端尺寸等要求也在不斷提高,如何提高終端芯片的集成度值得思考。邢燕霞說,終端設備既要支持5g這個“新生兒”,也要保證4g、3g傳統(tǒng)網絡用戶的正常使用。所以在設計上,終端需要支持多頻多模,復雜度大大提升。“空口5g物理層器件的挑戰(zhàn)也很大,包括高頻濾波器、功率放大器和模數(shù)/數(shù)模轉換器等器件,這些器件的產業(yè)規(guī)模、良品率、穩(wěn)定性和性價比等方面需進一步提升。”
“芯片”是近期廣受關注的領域,在5g基帶芯片上,高通是全球的領跑者,也是國內設備廠商的合作伙伴,“國內在核心芯片上還比較薄弱,需要加強自主研發(fā)。”李朕告訴記者。
5g最終實現(xiàn)商用,將是產業(yè)界共同努力的結果。(寧迪)
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