一文读懂5G的发展

lastimy

5G的发展历程


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


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。

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......



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。



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：


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。


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。


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。


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。



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。


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。

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。