5G-A规模商用:还缺什么?

5G-A正成为产业链瞄准的下一个技术“标的”。

移动通信始终处于不断革新和发展的状态,5G作为新一代信息通信技术的代表,已成为经济社会高质量发展的重要驱动力量,5G-A正成为产业链瞄准的下一个技术“标的”。

2021年4月,3GPP正式将5G演进的名称确定为5G-Advanced,为5G后续发展定义新的目标和新的能力,通过网络演进和技术增强,使能5G产生更大的社会价值和经济价值。2021年12月,3GPP SA2全会通过投票,确定了R18版本的28个研究课题,即确定了5G-Advanced的第一波关键技术,全面进入标准制定阶段,预计2024年上半年冻结,终端产业预计会在2024年下半年成熟,那么,面向2024年商用,5G-A究竟还缺什么?

新周期下的新建与改造之辩

作为移动通信技术中发展最快的代际之一,截至目前,全球已部署了超过260张5G网络,覆盖近一半的人口,4G用6年发展了10亿用户,5G仅用3年就达成了这个里程碑。

从“战略布局”到“系统推进”,再到“应用落地”,商用四年来,我国已建成全球规模最大、技术最先进的5G网络,并以此为“土壤”,融入超六成国民经济大类,培育出产业数字化智能化转型的“硕果”。截至2023年9月底,我国5G基站总数达318.9万个,覆盖所有地级市城区、县城城区,每万人拥有5G基站数达22.6个,超90%的5G基站实现共建共享,5G网络加快向集约高效、绿色低碳发展。

然而,随着5G-A时代的到来,业界也在关注已有的5G基站设备是否要进行大面积的拆除或改造工作。

记者了解到,早在2017年,5G基站的技术标准被确定,其基本能力包括1Gbps的下载速率、100Mbps的上传速率、全球百亿连接和20ms的时延,然而,随着技术的不断发展,这些初步设定显然已经不能满足产业的需求,届时5G-A将5G的指标提升了十倍,下载速度达到了10Gbps,上传速度也达到了1Gbps,全球连接数更是达到了千亿,时延也仅为4ms。

对此,相关专家表示,相比当前超过500万站4G基站数量,5G仍处于规模建设周期之中,特别是2022—2025年将是面向深度覆盖、高频段网络建设的时期,因此,5G-A的部署仍会以新建为主,改造为辅的建设路径。与此同时,目前,通信运营商和设备商在5G-A领域积极布局、持续创新,助力运营商平滑演进,加快推进5G-A商业化落地。

中国电信为例,中国电信一方面持续推动3GPP 5G-A标准工作,提出了“三层四面”的5G-A核心网络架构,打造高可靠性的基础网络;另一方面积极推进5G-A商业化落地。今年5月,中国电信携手17家企业联合成立深圳市5G-A应用创新产业联盟,助力深圳打造5G-A“全国第一城”。在杭州赛事期间,中国电信携手中兴通讯推出业界首创的5G-A算网一体游牧式基站解决方案,与中央广播电视总台联合打造基于5G-A的超高清浅压缩编码实时制作技术,极大提升体育赛事最佳观赛效果。

中国移动5G-A双链融合行动计划以网络能力持续增强为基础,通过在UDD(双工融合)、X-Layer、通感一体等关键技术方面持续引领,牵引网络高质量发展,构筑5G-A一网多能新业态、智生智简新形态,实现低碳高效的产业繁荣生态。

中国联通持续推进5G-A演进,携手合作伙伴在长城精工落地了全国首条5G-A低时延柔性生产线,携手国家电网等产业伙伴,首次验证了5G-A通信感知一体化能力在电力行业防无人机黑飞场景的应用。

夯实关键技术指标

5G-A被业界视为5G的增强版本,也是从5G演进到6G的关键“承上启下”阶段。并且,5G-A相对于5G,在连接速率、时延等能力提升10倍的基础上,引入了通感一体、无源物联、内生智能等革命性技术,可支持裸眼3D、车联网、低空经济、万物智联、高端制造等新应用场景,激发数字经济新动能。

从技术角度看,5G-A是产业愿景,是对5G场景的增强和扩展。增强针对的是ITU定义的三大标准场景,即eMBB、mMTC和URLLC。同时,5G-A在5G基础上扩展了3大新场景,上行超宽带UCBC、实时宽带交互RTBC和感知定位HCS。把5G场景定义的三角形变成5.5G的六边形,从支撑万物互联到使能万物智联。

据华为无线网络产品线副总裁、首席营销官甘斌介绍,5G-A技术相比5G将带来10倍网络能力的提升,关键特征包括下行万兆、上行千兆、千亿连接、内生智能。

从传统性能指标的角度来看,5G-A的下行峰值速率将从5G初期的千兆提升到万兆,将全面支撑XR、裸眼3D等创新业务需要的大带宽、低时延和高可靠性;上行从百兆提升到千兆,满足行业多业务需求,支持海量数据全面上云端、直播全民化,以及全息交互的对称体验等。

从蜂窝物联的角度来看,5G-A支持全场景全能力千亿连接,从工业级高速连接到RedCap、无源物联等全系列物联模组。无源物联是5G-A新增的物联能力,适用于标识类连接同时支持高精度定位、微型传感类连接能力,同时大幅降低IOT的成本。

从网络确定性的角度来看,5G-A将支持毫秒级时延(对比5G初期的ToB场景20毫秒典型时延),将支持厘米级的定位精度(对比5G初期的米级定位精度),支持ToB应用的网络可靠性将从4个9提升到5个9甚至6个9。

值得一提的是,为充分发挥移动通信“通感算一体”的优势,5G-A在“通感一体”和“泛在物联”两方面凸显创新。

其中,通感一体方面,5G基站作为通信天线,充分发挥其定位感知能力,将在车联网和低空管理等应用中大有可为;泛在物联方面,随着数智融合的推进,物联网将成为连接数量的主要增长点。

明确关键消费级应用

移动通信网络最先连接的是人。5G时代,移动通信网络为人类带来的体验已经从过去语音短消息为主要媒介过渡到了如今的视频媒介。

然而,在中国工程院院士邬贺铨看来,商用4年来,5G发展之所以比同期4G的部署进度快,是因为我们现在的技术和网络建设经验都比4G时期好。但5G与4G尚未拉开差距,在一般的消费应用场景下,用户体验不到5G的优势,市场上有一些需要5G特点支持的应用,但5G网络能力又显不足。

一直以来,邬院士都强调5G时代面向消费市场的“杀手级应用”的重要意义。邬贺铨表示,5G的上下行速率,无论是峰值还是均值,都是远远大于4G,然而,一秒钟还是十秒钟下载一个大文件,一般消费者的感受差别不大,这也是消费者感知不到5G的主要原因。然而,如今裸眼3D、XR、云手机进一步助推人们走向全新的沉浸交互体验,与此同时,车联网的不断落地都将成为5G-A时代的关键消费级应用。如在杭州亚运会期间,依托更强的网络能力,业务体验也迎来全面升级。在浙江移动打造的咪咕视频爱看3D专区里,使用支持裸眼3D技术的电脑、手机、PAD,通过2D片源实时转换成3D片源,就能直接观看3D版本的新闻视频、体育比赛、电影电视等超过500款3D内容。

在国际市场,与国内千兆网络的快速渗透有所不同,对如中东、北美、拉美等地广人稀的地区而言,5G是运营商拉新的主要手段,5G FWA已经能够在体验上和固定宽带媲美,且运营商已经将FWA作为固定宽带的替代方案,从服务类型来看,电信运营商在部署5G FWA时不仅能带来资费形式的变化,从基于流量进行收费到服务质量服务,这种技术避免了线缆敷设、管道挖掘,乃至路权获取、物业准入等繁琐施工步骤,在联接未连接、投资回报等方面,已经产生了不错的商业价值与社会价值。量的网络传输基础设施,结合400G、OXC的全光传输系统,在算力节点间构筑高效、灵活、超大带宽的全光运力底座。其次,面向重点业务提供确定性网络保障,减少数据重传带来的资源、算效损耗。最后,需要提升网络与业务的融合性。通过可编程网络技术,有控制、有选择地开放芯片的报文处理和转发逻辑,实现网络服务能力与业务需求的高度适配。

兑现体验:开启万亿产业新蓝海

当前,5G行业应用已融入67个国民经济大类,应用案例数超9.4万个。5G在工业、矿业、电力、港口等垂直行业应用广泛复制,助力企业提质、降本、增效。基于5G网络的超高清视频、AR/VR等新应用进一步融入生产生活,面向需求明确、基础良好的5G时代,移动互联网需要5G-A破局,三大运营商也正着力加速5G-A发展。

目前,三大运营商已在北京、浙江、上海广东等多地,启动了裸眼3D、物联、车联、低空等多样化的5G-A试点项目。比如在杭州亚运会期间,浙江移动联合华为等产业伙伴打造标杆5G-A应用示范区,基于ELAA-MM、MB-SC、RedCap、Passive-IoT等创新技术;深圳率先提出打造5G-A全国第一城,在全市建设六大5G-A示范区。

与此同时,围绕5G-A创新,设备商也都取得了显著的成绩。如去年9月,在IMT-2020(5G)推进组的组织下,华为率先完成5G-A全部功能测试用例,测试涵盖了上下行超宽带和宽带实时交互5G-A关键技术;中兴通讯完成了5G-A通感融合演示验证测试;爱立信率先完成IMT-2020 5G-A宽带实时交互-L4S测试;诺基亚贝尔完成2023年5G增强技术研发试验多项5G-Advanced关键技术测试等;中信科移动顺利完成5G-A关键技术测试等。

在中信科移动首席科学家王映民看来,5G-A走向商用成功的关键在于解决成本、业务拓展、网络复杂性三个“痛点”,“5G-A应具备更强网络能力、更高性价比、更丰富业务场景、更智简网络运营,依托新兴业务,推动运营商向5G-A升级。”

千亿物联网规模时代, RedCap、Passive-IoT接下来将成为物联网发展的关键。工信部也明确提出将协同推进轻量化5G基站、芯片、终端产业创新发展。充分发挥低频段广覆盖、强渗透等优势,将800MHz和900MHz频段重耕用于5G公众移动通信系统,强化频谱资源保障。

其中,Redcap是Reduced Capability的缩写,是3GPP标准化组织定义的一种5G技术,也称为轻量化5G,从应用场景看,行业市场、消费市场需求潜力巨大,包括工业互联网、电力行业、视频监控和可穿戴设备等领域。

Passive-IoT指物联网终端通过采集网络侧发射过来的无线电波,捕捉和收集能量的物联网技术,在RFID的基础上,无源物联网希望进一步延伸,扩展基于Wi-Fi、蓝牙、4G、5G通信技术的无源互联。无源物联网的最大优势,就是完全不需要电池,节省成本,终端体积可进一步缩小,以及有利于环保。

目前,全球已从模组验证迈向商用终端基于行业场景的验证。2023年2月,高通发布了首款3Gpp R18 5G-A硬件Ready的终端芯片,作为业界首个5G-Aready芯片,下行可达10Gbps;目前,工业DTU、电力CPE、安防摄像头等终端可规模发货,预计2023年底将达到50多款RedCap终端;Passive-IoT当前已有5款无源标签,正加速发展;VR眼镜如NReal AIR、Huawei Glass等超10家终端厂家,已公布支持8K分辨率的眼镜,以支持8K的MR类业务需求。

无疑,积极推动5G-A发展,不仅要把网络建设得更广,推动5G网络供给能力和服务水平不断提升,更要深化5G融合应用,加快推动个人和行业应用齐头并进,强化5G产业支撑,系统推进5G芯片、模组、终端等产品和关键器件研发与产业化,助力产业演进升级,产业链还将携手共同推动5G-A技术的成熟度和生态建设,为5G网络的未来带来更多可能性。

采写:党博文

编辑、校对:晓燕

指导:新文

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