種跡象表明,5G試商用有望在2019年提前到來,這比之前業界的普遍預判至少提前了約一年的時間。這是否會讓人有種“操之過急”的感覺?從技術、終端與網絡部署、市場推廣等多角度來看,5G行業真的準備好了嗎?電子實驗模塊
3GPP 5G標準化進程開啟于2015年。伴隨著技術的不斷發展,經過各方的溝通、探討與合作,2017年12月21日,首個可實施的非獨立(Non-Standalone, NSA)5G新空口(5G NR)規范在葡萄牙里斯本舉行的3GPP TSG RAN全體會議上成功完成,包括Qualcomm、英特爾(Intel)、聯發科技(MTK)在內的30家參與標準制定的產業鏈上下游企業一致認為,首個5G新空口標準的完成將為全球移動行業開啟5G新空口的全面發展,為在2019年盡早實現5G新空口大規模試驗和商用部署奠定了基礎。
此次標準的完成被視作是支持5G新空口高效、全面發展的重要里程碑,極大增強了3GPP系統的能力,有助于創造更多進入垂直市場的機會。由于5G新空口底層規范旨在同時支持獨立(SA)和非獨立5G新空口,因此,3GPP決定在該基礎上繼續制定Release 15,包括增加對獨立5G新空口的支持,以確保讓全球行業受益于大規模單一5G新空口生態系統。
這意味著,從2018年開始,5G進入了商用沖刺倒計時階段。
同步前進,步步為營
之所以能夠被業界稱之為“具備里程碑意義”的事件,其影響力自然非同小可。IHS Markit移動基礎設施&運營商經濟部研究分析執行總監Stéphane Téral分析認為,最初亮相的采用非獨立5G新空口的商用5G網絡,將會出現在2018年下半年的美國,應用情景來自固定無線接入。目前,北美兩大運營商巨頭AT&T和Verizon都已經公布了各自的實施計劃。
IHS Markit移動基礎設施&運營商經濟部研究分析執行總監Stéphane Téral
“這意味著大家都在同步前進,致力于步步為營的加速完成5G NR標準,以便快速進入商用部署階段。這次5G NR的首個版本不僅為美國的先期商用5G部署提供了一個NSA解決方案,而且也完成了NSA的公共部分與獨立部分,作為全球一體化5G系統的基礎,至此具備了全球化市場規模。”Stéphane Téral說。
在非獨立5G新空口標準推出的同時,多家領先的移動通信企業也基于該標準實現了重要的技術里程碑。例如愛立信與Qualcomm Technologies聯合AT&T、NTT DOCOMO、Orange、SK電訊、Sprint、Telstra、T-Mobile美國、Verizon和沃達豐,共同展示了符合3GPP標準的5G新空口多廠商互通,這為進一步推出符合5G標準的商用基礎設施與終端鋪平了道路。接下來,愛立信的5G新空口預商用基站和Qualcomm的5G新空口終端原型機將支持眾多運營商在他們各自的網絡上分別開展現場測試。
Qualcomm Technologies, Inc.工程技術總監、中國區研發負責人徐晧表示,每一代移動技術的更迭都始于行業標準的制定,行業標準的確立能夠更好地支持新一代無線通信技術高效、全面的發展,5G也不例外。而作為在多年前就開始5G技術的研發,并且在3GPP近20年的發展歷史中的領先貢獻者,Qualcomm不斷將其創新的5G設計貢獻給3GPP,包括基于OFDM的波形、先進信道編碼、靈活的幀結構、前向兼容等眾多技術。2019年,Qualcomm將繼續與移動行業伙伴合作,推出5G新空口商用網絡和包括智能手機及其他形態在內的商用終端,同時支持6GHz以下和毫米波頻段。
英特爾方面在接受《國際電子商情》采訪時指出,3GPP非獨立組網5G新空口標準的正式凍結,為未來獨立組網標準的制定奠定了堅實的基礎,這標志著行業向前邁出了一大步。隨著這項標準的確立,生態系統內的廠商首次就國際公認的單一5G空口系統技術標準達成了一致,從而為行業啟動下一代無線服務和設備的測試及商業化奠定了技術基礎。目前,英特爾已經與數十家廠商展開合作,利用支持最新5G非獨立組網新空口技術標準的第三代英特爾移動試驗平臺進行5G試驗。
根據英特爾提供的時間進度表來看,鑒于第一個5G 新空口標準版本已在2017年12月確定,那么獨立組網新空口標準將有望在2018年9月完成。盡管這與Stéphane Téral所說的2018年6月在時間上稍有出入,但在2018年正式完成5G第一階段標準 Release 15應該已是業界共識。之后,可以預見的重大進展還將包括:ITU-R WRC-19必須在2019-2020年之間就波段和頻譜達成一致、IMT-2020的細節和技術規范應該在2020年得到確認等等。這樣,基本上早期的5G商用推出時間應該會在ITU批準所有標準之前。而在第一個5G標準完全確定之后,整個行業將立即基于這個標準開啟大規模的商用試驗和測試,5G的發展便進入了下一個全新的階段。
5G提速,是否有些“操之過急”?
多種跡象表明,5G試商用有望在2019年提前到來,這比之前業界的普遍預判至少提前了約一年的時間。這是否會讓人有種“操之過急”的感覺?從技術、終端與網絡部署、市場推廣等多角度來看,5G行業真的準備好了嗎?
英特爾方面對此的看法是,關于業務應用,增強移動寬帶(eMBB)將會是運營商首先提供的5G業務,這也是3GPP標準首先聚焦并完成的5G業務。但是不同的運營商會有不同的eMBB部署策略,比如美國運營商早期的5G部署很可能是基于毫米波頻段5G固定無線接入給家庭和企業用戶提供5G業務,所以早期的5G終端形態很可能是CPE。而中國運營商會優先在6GHz頻段開始eMBB的商業部署,其他應用場景比如uRLLC和mMTC將會隨著3GPP標準的成熟在2020年之后推向市場。
根據自己的研發水平、試驗水平、以及整個業界的技術發展水平,英特爾說他們對這種提速是有足夠信心的。理由是3GPP已經如期在去年12月完成了第一個5G新空口標準的落地,這實際上已經實現了提速。現在產業鏈上下游企業正在基于第一版標準進行產品化開發,投入非常巨大,用“萬眾一心”形容也不為過,預計在2019年就會有5G商用設備推向市場。所以無論從技術、標準還是產品研發任何一個角度上講,提速并不會有太大的懸念,針對eMBB場景的5G網絡會率先在2019-2020年商用。
需要強調的是,5G和4G最大的不同之處在于5G網絡將會使業務類型更加豐富多樣,移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等將會推動移動網絡的新興應用呈現爆發式增長,數以千億的設備將接入網絡。由于不同業務對于網絡的需求大不相同,為了更高效的承載更多類型的業務,5G網絡應具備更強的靈活性和可擴展性,以適應海量的設備連接和多樣化的用戶需求,在滿足移動寬帶的基礎上,以垂直行業需求為導向,滿足不同行業需求。
因此,為了滿足5G對于帶寬、傳輸速率、延遲、能耗和規模的全新需求,并充分釋放海量數據的潛力,英特爾建議電信運營商必須從現在開始,圍繞邊緣/接入網、核心網、云和數據中心進行全面的網絡轉型,才有可能在應用和服務模式上實現新一輪的創新。
比如,網絡向云化轉型,傳統電信機房將重構為數據中心,網絡功能也將從傳統電信專用設備中解耦,基于NFV和SDN技術運行于通用服務器,由于電信網絡的復雜性,以及高性能、高可靠性要求,通用服務器等基礎設施如何滿足轉型需求成為電信業密切關注的問題。
再比如,為了構建一個更加敏捷的網絡,越來越多智能計算的能力正在從中心不斷擴展到分布式的各種智能邊緣,多接入邊緣計算(MEC)正在成為網絡轉型的驅動力之一。通過將網絡核心功能下沉到網絡邊緣,在靠近移動用戶端提供IT的服務、環境和云計算能力,滿足5G低延、高帶寬的業務需求。
此外,為保證5G網絡能夠應對多變的業務需求,尤其是對垂直行業的業務需求,網絡切片將提供服務可保證的端到端網絡解決方案。基于共用基礎設施,網絡切片為各種垂直行業提供更經濟的運營方式、更短的業務上線時間、比肩專用網絡的性能以及更好的技術支持和演進。
在采訪中,英特爾專家強調稱,從通信的角度看5G,我們確實已經實現了鏈路性能的提升。但這其實只是一個開始,接下來還需要對整個產業、對全球無線通信及計算平臺進行提升,要重新定義“端到端”,因為它已經不只是從終端到云數據中心,其中還包括邊緣云、邊緣計算等其他節點。
傳統意義上所說的節點,更多強調的是終端設備,是通信的一個終點。但在5G下一步的開發與設計中,這些通信終端會變成新的節點,會牽扯到一系列新的系統設計、新的空中接口支持,從而帶來一個更加巨大的課題—5G產業鏈生態系統的形成。英特爾方面的看法是,在通信和計算融合之后,新的產業鏈、新的運營經營模式的形成、篩選、進化、突破,都將成為非常艱巨的任務。而產業和標準之間是典型的相輔相成關系,目前來看,標準進展順利,關鍵技術的開發提升了產業和元器件的開發。但是下一步,產業又會反過來對標準提出新一代的要求。所以在5G的歷史進程中,產業與標準之間的互動會變得越來越緊密,互動的頻率和強度會不斷加強。
“在美國,本地多點分布系統(LMDS)是關于固定無線接入的最初努力,當時被視作DSL的競爭者,然而卻不幸在2000年隨著互聯網泡沫而破產了。所以,為什么現在要重蹈覆轍呢?”在Stéphane Téral看來,技術本身的快速發展不是問題,但找到適當的應用情景,使之可以提供可行的商業實例,這依然是個大挑戰。換句話說,我們并不缺乏5G應用情景,但讓5G發揮經濟效益卻是全世界所面臨的最大挑戰。當然,很多消費者現在已經覺得含混不清了,因為在許多市場中消費者所使用的手機甚至連真正的4G都還沒有!
Qualcomm Technologies, Inc.工程技術總監、中國區研發負責人徐晧
徐晧對記者說,5G的標準從制定到商用的進程縮短并不會帶來風險,相反,它帶來的更多是機遇。移動通信行業內的各方參與者都將自己的資源和專長拿出來專注地研發下一代解決方案,從而滿足消費者在數據連接方面的需求以及垂直領域發展的需求。
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從5G標準制定的方面看,2017年初,在巴塞羅那舉辦的世界移動通信大會期間,Qualcomm就與40家移動通信領域的廠商宣布共同支持加速5G新空口標準化進程的計劃,以提前一年實現5G新空口的驗證和標準化。而在2017年底,業界如愿以償完成了首個可實施的5G新空口規范。
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從5G技術發展的方面看,5G數據連接的實現是最重要的準備。2017年10月,Qualcomm成功基于驍龍X50 5G調制解調器芯片組實現了千兆級速率以及在28GHz毫米波頻段上的數據連接,不僅推動5G新空口技術繼續向前發展,也加快了消費者獲得支持5G新空口移動終端的時間表。此外,Qualcomm也展示了其首款5G智能手機參考設計,根據手機的功耗和尺寸要求,對5G技術進行測試和優化。
從5G測試實驗的方面看,整個生態系統都在努力為5G的商用“夯實地基”。Qualcomm和全球諸多合作伙伴聯合實現了多頻5G新空口互通。2017年11月,Qualcomm與中興通訊和中國移動完成了全球首個基于3GPP標準的端到端5G新空口系統互通,這是5G新空口技術向大規模預商用邁進的重要行業里程碑,推動了符合3GPP標準的5G網絡和終端產業快速發展。在其他國家和地區,Qualcomm也與包括愛立信、AT&T、諾基亞、Verizon、Novatel Wireless等公司分別宣布,將開展基于5G新空口規范的互操作性測試和OTA外場試驗。
此外,2018年1月16號,Qualcomm加入了IMT-2020(5G)推進組第三階段測試工作,繼續加深與中國產業鏈的5G合作。1月25日,Qualcomm與聯想、OPPO、VIVO、小米、中興通訊和聞泰科技共同宣布開啟5G領航計劃,一起探索由5G帶來的全新移動應用和體驗,支持中國智能手機產業進一步發展,加速商用頂級5G終端預計最早在2019年的推出。
“技術的產業化進程常常取決于產品競爭的態勢,甚至于國家戰略層面的考慮,是否操之過急首先取決于技術與產品是否能如期到位。”聯發科技的看法是,依目前的進度來看,2019年試商用是有機會的,但頻譜分配的不確定性,運營商組網策略的不明以及最終商用終端技術要求的變化,都是5G產業能否如期落地的挑戰。
不過,作為積極貢獻并參與5G標準制定的公司,聯發科技認為非獨立5G新空口規范的推出,意味著5G將逐漸走出實驗室,由技術研究階段進入到產品研發與商用階段。而2018年6月將會是下一個重要里程碑,屆時才會正式完成整個Rel-15 5G NR的技術標準,其中就包含了中國大陸5G商用所需的獨立組網(standalone)完整功能。
承前啟后的2018年
讓我們一起看看核心玩家在2018年都準備做些什么?
Qualcomm
伴隨著5G新空口技術的進步,射頻前端技術將發展到一個全新的層面,復雜程度日益增加。沒有對整體系統的深刻理解,就不可能設計出5G射頻前端。Qualcomm將在射頻前端及連接技術領域創造全新的機會,在推動重要的產業轉型上帶來價值。
今年1月25日,Qualcomm分別與聯想、OPPO、vivo和小米簽署射頻前端解決方案跨年度采購諒解備忘錄,擴展Qualcomm強勁的射頻前端設計,通過完整的從調制解調器到天線解決方案,支持中國OEM廠商以成本高效的方式規模化打造先進的移動終端。
作為5G發展路線圖的一部分,Qualcomm還將推出5G可調諧射頻前端。該突破性的5G可調諧射頻前端將幫助OEM廠商實現其5G產品的差異化,使產品更輕薄、具備更高性能的系統級技術專長,并為5G產品做好準備。
英特爾
2018年最當務之急的便是第一個5G標準的完全確定,以及基于這個標準盡快展開大規模的商用試驗。英特爾已經推出了全球首個支持5G新空口的第三代英特爾5G移動試驗平臺,并用于同合作伙伴協作進行的5G NR IODT試驗當中,用以加快基于NR標準的商用產品的研發與上市,并從這些試驗中學習經驗、從而進一步推進全球統一標準的落地。基于英特爾第三代移動試驗平臺,德國電信、英特爾和華為已經成功完成全球首個5G互操作性開發測試。接下來,英特爾還將與領先設備商和運營商緊密攜手,擴大基于5G NR內的試驗規模。
2017年11月,英特爾的無線產品路線圖也取得了重大進展,推出了首個支持5G新空口的多模商用調制解調器家族XMM8000系列。其中,XMM8060為英特爾首款多模、全頻段的商用5G調制解調器,預計于2019年中用于商用客戶設備。同時,英特爾還成功實現了基于英特爾5G調制解調器的完全端到端5G連接,而這款早期5G芯片是英特爾發展史上的一座關鍵里程碑。
5G將會給各行各業帶來全新的機會,英特爾非常強調和不同行業的合作伙伴的合作,從而推動包括汽車、媒體、工業和娛樂等在內的行業業務革命。從加入5GAA聯盟,到成為奧組委TOP合作伙伴,將5G技術帶到奧運會賽場,都是其在跨產業合作和行業應用上做出的努力。
5G前夜,千兆LTE能否成為無線“主角”?
長期演進(LTE)在3G領域首先發展起來的,逐漸變成了通用的移動平臺,并且持續演變。演進的第一步是從普通LTE(仍然是3G)向LTE-Advanced (真正4G),第二步是引入許多其他特性,包括非授權頻譜選項,例如授權頻段輔助接入(LAA),以便增加吞吐量、速度以及降低延遲;這是LTE-Advanced Pro的開始,而且世界各地的許多服務提供商都遵循這條演進路線。但是,Stéphane Téral建議有必要從端到端的角度對網絡進行觀察,這就是5G的意義所在。作為一個更加敏捷的網絡,具備的功能超越了NR,云原生內核、網絡切片……在過渡期里,服務提供商會部署任何商業可用的方案以求達到千兆級的吞吐量。
“對于4G千兆LTE網絡的部署,說明運營商需要進行網絡升級來滿足迅猛增長的數據業務需求。就像所有新一代蜂窩技術一樣,5G需要幾年時間來實現,在5G正式商用之前,通過不斷投資于LTE技術和千兆LTE網絡,運營商們其實是在努力確保更為平滑的過渡。”英特爾認為5G不只是通信技術的演進,連接的也不僅僅是人與人的通信,更是擴展到人與物、物與物的通信,因此這是一個跨產業的革命,會支持比4G更多的應用場景和產生全新的業務模式。產業的融合需要時間,可以預計的是,在未來很長一段時間里,在5G全面深入人們的日常生活之前,4G和5G網絡將會是一個并存的狀態。
因此,英特爾的LTE產品也在不斷升級,千兆LTE調制解調器和后續演進,以及5G芯片被不斷推出。2017年11月,英特爾推出了最新的LTE調制解調器—XMM7660,提供Cat-19功能,并支持每秒高達1.6GB的傳輸速度。這款強大的LTE調制解調器支持先進的多入多出(MIMO)、載波聚合以及廣泛的頻段,預計將于2019年用于商用設備。而在此之前,在2017年世界移動通信大會上發布的XMM 7560調制解調器已經實現千兆級速度。
徐晧稱,從目前正在使用的4G網絡來看,4G LTE將繼續保持演進態勢,其中千兆級LTE將是5G移動體驗必不可少的一個重要支柱,特別是在5G網絡發展初期覆蓋不全面的時候,更需要千兆級網絡提供充分的支持,才能確保用戶統一的高速網絡體驗。數據顯示,截止2017年11月,全球已有25個國家的43家運營商正在測試或規劃部署千兆級LTE網絡,為5G鋪平道路。
與運營商發力千兆級網絡同步進行的,是Qualcomm通過兩代旗艦級驍龍移動平臺—驍龍835/845在終端側實現了對千兆級LTE的支持。2017年,中國移動終端有限公司和中國移動浙江公司聯合Qualcomm采用搭載驍龍835的移動終端,基于TD-LTE“4G+”網絡,在浙江杭州首次成功完成基于商用終端的千兆級速率外場測試;幾乎同期,中國聯通也與Qualcomm宣布,通過各方合作,在中國聯通廣州和泉州4G+網絡下分別完成了室內及室外的千兆級下載速率驗證,成功實現了千兆級數據傳輸速率,采用的同樣是搭載驍龍835的移動終端。
4G LTE的持續演進對于5G的發展至關重要,它讓更多國家和地區離5G更進一步。作為4G LTE演進的最新進展,千兆級LTE正在全球加速部署,消費者也可以通過多款搭載驍龍835的智能手機體驗到千兆級LTE網絡帶來的極速連接,并且在2018年通過搭載驍龍835的“始終連接”PC獲得千兆級連接體驗。
而在Qualcomm已經推出的全新一代旗艦級移動平臺驍龍845中,通過集成第二代千兆級LTE調制解調器—驍龍X20 LTE調制解調器,支持高達1.2Gbps的連接速度。驍龍X20 LTE調制解調器支持OEM廠商直接向消費者提供最新一代的連接體驗,如沉浸式360度視頻與虛擬現實、聯網云計算、豐富的娛樂和即時app應用。隨著千兆級LTE在終端和網絡中的大規模采用,OEM廠商與運營商均將受益于網絡容量和頻譜效率的提升,同時也確保用戶享受出色的連接體驗。