一文读懂5G的发展

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5G的发展历程
 
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3GPP 5G技术标准进程:

•2017年12月 Phase 1 NSA(非独立组网) 标准冻结

•2018年6月 Phase 1 SA (独立组网) 标准冻结

•2019年12月 Phase 2 标准冻结
 
ITU(国际电信联盟)5G进程:

•2019/Q4 WRC会议新增5G频谱

•2020年发布全球IMT-2020 (5G) 标准
 
预计2019年/2020年将有5G网络商用。
 
5G:3+1发展主轴
 
3: eMBB、mMTC、URLLC三大应用场景。
 
1:端到端的网络切片技术
 
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网络切片将一张物理网络切成多张相互独立的虚拟子网络。通过端到端的网络切片技术,5G使能一张网络服务多场景、多业务和多行业。

5G的五大矛盾
 
  速率 vs. 覆盖 
 
与汽车行驶于高速公路上的原理一样,越高速的网络需要越宽的频率带宽。
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5G高速率依靠高频段和大带宽,然而,根据无线传播特性,频段越高,信号覆盖范围越小且传输易受阻挡。5G速率和覆盖两者相互矛盾。
 
因此,5G需研究更多低成本的连续覆盖解决方案,以兼顾网络速率与覆盖。
 
  低时延 vs. 高可靠 
 
低时延使能5G新应用,比如远程作业、远程医疗、VR/AR互动、车联网等,但更短的传输时延(更短的空口时隙)本身意味着可靠性下降,而重传机制会增大时延,两者同样相互矛盾。
 
因此,低时延高可靠(URLLC)5G应用仍待业界探索实践。
 
  everything vs. nothing 
 
一位朋友开玩笑讲,对于5G,低头看是nothing,抬头看是everything。
 
是的,目前还没有成熟的5G应用浮出水面,但面向未来,我们可想象的5G应用却丰富多彩。
 
梦想很美好,但筑梦要踏实,全行业需努力探索5G可持续发展的商业模式,共同合作孵化创新应用。
 
  电信领域 vs. 垂直领域 
 
电信业一直在谈5G要拥抱垂直行业,但垂直行业太多太复杂,我们并不了解垂直行业,很多垂直行业也不了解5G。
比如蜂窝物联网,早期我们凭空想出了很多应用场景,但在实际调研时却发现都不是垂直行业的刚需,直到走进一家养猪场......
 
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经过我们一介绍,单是物联网能预防和及早治疗猪生病这一项,猪场老板简直如获至宝,大呼叫好。
5G网络向各行各业能力开放,运营商将为各行各业创建个性化的网络切片,打开全新的定制化的网络切片即服务(NSaaS)的服务模式。
 
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但是,对于很多垂直领域看来,网络切片的商业模式仍需探讨。
 
是运营商独立建网,将一张或多张切片租给垂直行业?
 
还是垂直行业与运营商混合建网?
 
或者垂直行业自建5G专网,由运营商提供代维和管理服务就好了?
 
因此,5G需要更广泛、更深入的跨行业交流与合作。
 
  成本 vs. 收益 
 
5G更高的速率、更低的时延等技术激发应用创新,未来一片蓝海,但着眼当下,首先要考虑5G建网成本这只拦路虎。
 
5G的主要网络投资将花费在基站、传输和频谱费上面:
 
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比较2/3/4G,5G建网成本更高:
 
•单基站成本增加

Massive MIMO有源设备和毫米波高频元件增加基站成本
 
•基站数量增加

5G频段高、覆盖范围小,这需新增更多基站
 
•传输网络

5G传输分为前传、中传和回传,且均要Gbps级,需大量传输资源
 
•频谱费用

一些国家频谱是通过拍卖的,5G采用新频段,新增频谱费用。
 
因此,合作投资、宽松的政策环境是5G建设要考虑的重点。
 
5G频谱
 
频谱资源是5G的血液,5G频谱往更高频发展,强调更大带宽。
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目前,3.5GHz(3.3~4.2GHz)和28GHz(24.25-29.5GHz)频段全球最热门。

5G核心网
 
要说5G最大的变化一定是核心网,比较传统核心网,这是一种颠覆性设计。
 
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5G核心网基于服务化、软件化架构,并通过网络切片、控制/用户面分离等技术,使能网络定制化、开放化和服务化,以面向万物互联和各行各业。
 
SBA(Service Based Architecture),即基于服务的架构,它基于云原生(Cloud Native)构架设计。云原生是一个思想集合,它的使命是改变世界如何构建软件,其主要由微服务、DevOps和以容器为代表的敏捷基础架构等几部分组成,目标是实现交付的弹性、可重复性和可靠性。
 
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5G核心网基于服务的接口和API,使能运营商面向各个行业敏捷创建“网络切片”,使得未来运营商的角色从“管道”转变为“平台提供商”。
 
5G NR
 
在无线接入部分,5G NR主要在速率和时延上大幅提升。
 
在速率上,5G主要依靠增大单载波带宽提升,并通过Massive MIMO技术进一步提升网速和增强覆盖。
 
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在时延上,5G主要通过Short TTI、灵活改变TTI时长、快速反馈和重传等技术来降低时延。
比如,Short TTI,即缩短每个传输时间间隔,通过增加子载波间隔,可以在更短的时间传输等量的数据。
 
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5G经济价值
 
5G经济价值可以从两方面来讲:
 
1)梅特卡夫定律:越连接,越有价值。
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梅特卡夫定律指出,网络连接数量越多,网络就越有价值。5G要实现数十/数百亿级的万物连接,价值潜力无限。
 
2)连接数量越来越多,产生的数据量也越来越大,大数据不断喂食人工智能,进一步改善服务、激发创新。未来人工智能、物联网将是支撑一个国家未来经济增长的基础,而5G是催化剂。
 

 

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