5G起跑未半,下一个赛点已悄然到来--华夏物联网

5G起跑未半,下一个赛点已悄然到来

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电子发烧友网
周凯扬
2020-11-18
[ 导读 ]   电子发烧友网报道(文/周凯扬)对于移动通信技术来说,通信标准的诞生往往都伴随着纷争,除了标准贡献与制定者、运营商和设备厂商之外,也暗含各个国家地区之间的较劲。从第一代移动通信技术(1G)起,就涌现了北欧与东欧国家使用的NMT技术,北美与澳洲使用的AMPS技术这两大竞争对手,而日本也在全国范围内运用了自己的JTACS技术。到了2G时代下,角逐主要围绕欧洲的的GSM与美国的CDMA展开。3G时代中国终…

  电子发烧友网报道(文/周凯扬)对于移动通信技术来说,通信标准的诞生往往都伴随着纷争,除了标准贡献与制定者、运营商和设备厂商之外,也暗含各个国家地区之间的较劲。

  从第一代移动通信技术(1G)起,就涌现了北欧与东欧国家使用的NMT技术,北美与澳洲使用的AMPS技术这两大竞争对手,而日本也在全国范围内运用了自己的JTACS技术。到了2G时代下,角逐主要围绕欧洲的的GSM与美国的CDMA展开。3G时代中国终于一己推出了TD-SCDMA标准,与欧洲的WCDMA与美国的CDMA2000共列为三大3G国际标准。4G时代,欧洲的LTE FDD与中国的TD-LTE成了最后的胜出者。

  而放眼我们身处的5G时代,中国依然是5G标准的贡献主力之一,同样也是全球最大的5G市场。但我们尚处于5G发展的最早期,从全球的战略布局和下一代通信技术的高额研发成本来看,5G将一直沿用至2030乃至2040年。但随着5G中后期的到来,下一个赛点究竟是什么呢?

  5G独立组网

  尽管我们已经享受到了5G网络,但目前铺开的仍是非独立组网(NSA),并非独立组网(SA)。虽然非独立组网应用了5G的接入网,但仍然依附在4G核心网下,因此为了实现早期部署和降低成本,多数运营商都选用这种方式作为5G时代的敲门砖。而独立组网可以简化接入网与设备的架构,实现全新的云原生5G内核,不仅带来更快的速率与更大的连接数,更是可以实现超低的时延(毫秒级)。

  今年八月,美国运营商T-Mobile已经宣布世界首个5G独立组网的部署,将整个600MHz频段用于5G,而不再像过去一样将5G与中频段4G共同接入核心网络。在与思科和诺基亚共同建立5G核心网络,与爱立信和诺基亚打造无线电基站的布局下,T-Mobile将实现比竞争对手更加广阔的5G覆盖范围,而竞争对手Verizon和AT&T预计在2021年才能实现商业或规模化。与此同时,韩国的三家运营商SKT、KT与LG U+均预计在今年年底前启用5G独立组网,而欧洲运营商则要等到2021年。

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  在11月7日举行的天翼智能生态博览会上,中国电信也宣布了5G独立组网规模商用。据中国电信称,这将是世界上规模最大的独立组网5G网络,目前支持该独立组网的设备已经多达30台,预计年底将达到100多台。

  独立组网还支持更加先进的网络切片功能,对不同业务采取对应的服务级别协议。今年5G月,中国电信就联合深圳公安率先推出了基于独立组网切片的警务应用,通过5G警务专网和5G警务边缘计算建立了地空一体、立体巡航的可视化指挥模式。

  面对ITU定义的三大应用场景,中国电信的制定了一套核心网演进策略。2020年部署5G核心网,基于5G核心网互通实现与4G互操作以支持eMBB业务,先开通核心网对网络切片、边缘计算以及语音回落至VoLTE的支持。2025年对核心网按需升级以支持URLLC和mMTC场景,并通过多网融合支持多种接入。

  此外,中国电信还公布了在2030年实现云网融合的目标。对于拥有天翼云的中国电信来说,在云网融合的转型下具有很大优势。中国电信将基于SDN/NFV,根据不同场景部署控制云、转发云、接入云的“三朵云”网络架构。在云网融合下,天翼云将提供99.999%的可靠性保证,综合TCO降低90%,时延低于5ms。中国电信还声称未来将实施混合多云策略,将阿里云、腾讯云、华为云、AWS和Azure等云服务集成到这一融合平台。

  5.5G下的三大新场景

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  在11月13日举办的2020全球移动宽带论坛上,华为常务董事汪涛提出了5.5G的愿景。在ITU定义的三大标准场景之上,华为提出了UCBC(上行超宽带)、RTBC(宽带实时交互)和HCS(通信感知融合)三大新的场景。

  华为认为三大经典场景已经无法满足多样化的物联需求,比如工业物联既需要海量连接,也需要用到上行大带宽,因此介于eMBB与mMTC推出了UCBC,专门用于需要大带宽上行的场景。UCBC可以实现上行带宽能力10倍的提升,满足生产制造、机器视觉等目前局限于上行容量的业务。

  而RTBC则面向需要大带宽和低时延的沉浸式交互场景,比如AR、VR、XR和全息等应用。通过广义载波快速扩大管道能力,和E2E跨层的XR体验保证机制,力求在带宽提升十倍下做到1ms的时延。

  HCS主要针对车联网和无人机两大应用场景,因为这两大场景都提出了通信能力与感知能力的要求。尽管GPS已经可以提供定位服务,但覆盖度上仍存在缺陷,尤其是地下停车场这样的室内场景。而蜂窝网络的Massive MIMO不仅可以提高覆盖度,其波束扫描技术也可以应用于感知领域,从而提供定位服务,助力自动驾驶技术和无人机运输的发展。

  汪涛在会议上还提到了现有5G频谱带宽问题,现有的2.6GHz、3.5GHz、4.8GHz和4.9GHz无法满足未来10年乃至15年的需求,所以我们必须找到一种更好利用频谱的方式。要想实现5.5G的愿景,就必须在100GHz下利用更多的频谱,综合发挥各个频段的优势。

  备战6G

  从现有的局势来看,6G也许只是各国公关大战的噱头而已,但这并不意味着6G技术的研究并未开展。

  11月6日,搭载了“电子科技大学号”卫星的长征6号火箭在太原卫星发射中心成功发射,该卫星由国星宇航与电子科技大学等单位合力研制,用于探索试验空间场景下的太赫兹通信,太赫兹通信速率将达到5G的100倍,时延低至亚毫秒级。然而,太赫兹通信只是6G的备选技术之一,在尚未确定6G标准之前,太赫兹通信的性能只能作为我们对6G的参考对照。而且太赫兹通信仍面临着路径损耗和大气吸收这样的传播挑战,射频前端和光电器件的效率尚不能满足高太赫兹频段的需求。

  为了不在下一代通信技术中继续落后,美国ATIS也在10月成立了6G联盟,以求确定北美在6G的领导地位。6G联盟的创始成员包括爱立信、高通、三星和微软等科技巨头和北美运营商,专注于制定6G国家战略路线,成为全球6G技术标准制定的领导者,并确立6G早期商业模型。11月,苹果、谷歌和思科等公司也紧随其后加入了这一联盟。

  小结

  尽管5G时代的大战中,中国牢牢占据了领先位置,但面临5G技术的进一步演化和下一代通信技术的研发,稍有松弛就会失去领先的位置。不仅是未来的新兴应用,已由5G催生出的各类场景也会对现有网络提出更高的要求。

  不仅如此,下一代通信标准的制定大战也将在不久拉开帷幕。5G的愿景诞生、技术准备以及标准制定花了八年时间,如今已经进入了全力部署阶段。从三星的6G白皮书来看,国际电信联盟预计将在2021年开始设立6G愿景,早期商业化最早将在2028年出现,大规模商业化将出现在2030年左右。在北美已经开始拉帮结伙的现状下,中国也必须加紧开始6G的联合准备工作。


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