2019年6月6日,工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通以及中國廣電等4家公司發布了5G商用牌照。2019年5G規模建設正式拉開帷幕,2020年5G有望進入大規模建設期。5G牌照的發放注定了2019年是5G商用建設元年,它帶來的不僅是手機通信的變革,更會推動人類社會與生活全方面的發展進步。預計5G網絡要達到廣覆蓋至少還需要2~3年,至于5G用戶的發展數量,有廠家預計5G用戶數達到5億只需要3年。
5G牌照發放加速運營商5G網絡提前部署
5G發牌后,中國移動第一時間表態,將加快5G網絡部署,打造全球規模最大的5G精品網絡,大力推進“5G+”計劃。話音剛落,在5G牌照發放后的第一輪5G采購計劃中,中國移動充當了急先鋒,短短幾天接連下了3筆5G訂單,采購范圍包括核心網、無線工程和終端,全面加快5G網絡部署。中國移動技術部總經理王曉云表示,今年中國移動將在40個城市實現5G覆蓋,將陸續向公眾放號。
獲得5G牌照后,中國電信將繼續踐行“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念,以高質量發展為目標開展5G網絡建設,積極探索和推進5G網絡共建共享,降低網絡建設和運維成本,確保優質的網絡質量和豐富的應用服務。中國電信將根據市場需求,在17個創新示范城市的基礎上,將5G試驗擴大至40多個城市和區域。
中國聯通已在40個城市建設試驗網絡。獲得5G牌照后,中國聯通稱將堅持高質量的網絡建設發展之路,加快5G商用步伐,推進5G網絡共建共享;持續深入推進互聯網化運營,構建5G業務生態,開發5G特色服務,以實實在在的企業行動把相關工作落實到位,不斷提高網絡質量與服務水平,讓億萬消費者共享5G發展成果。同時,中國聯通將繼續以市場和業務為導向,積極推進5G融合應用和創新發展,聚焦新媒體、工業互聯網、物聯網、車聯網、教育、醫療等領域,為更多的垂直行業賦能,促進各行各業數字化、網絡化、智能化發展。
牌照發放之后,廣電業將利用這次契機建設一個高起點的現代傳播網絡,這個網絡與其他運營商有所差別,廣電的5G網絡將是匯集廣播電視、現代通信和物聯網服務的一個高起點、高技術水平的5G網絡,使廣大的用戶能夠真正體會到現代超高清電視和物聯網帶來的智慧廣電服務,甚至是社會化的智慧城市服務,能夠使中國的技術產業服務助推5G全面發展。
雖然5G看起來只是通信技術的又一次演進,但人們對它的期待比以往任何一次技術都要強烈。
1G采用頻分多址(FDMA),只能提供模擬語音業務;2G主要采用時分多址(TDMA),可提供數字語音和低速數據業務;3G以碼分多址(CDMA)為技術特征,用戶峰值速率達到2Mbit/s~10Mbit/s,可以支持多媒體數據業務;4G以正交頻分多址(OFDMA)技術為核心,用戶峰值速率可達100Mbit/s~1Gbit/s,能夠支持各種移動寬帶數據業務。
5G需要具備比4G更高的性能,支持0.1~1Gbit/s的用戶體驗速率,每平方公里一百萬的連接數密度,毫秒級的端到端時延,每平方公里10Tbit/s的流量密度,500km/h以上的移動性和10Gbit/s的峰值速率。其中,用戶體驗速率、連接數密度和時延為5G最基本的3個性能指標。同時,5G還需要大幅提高網絡部署和運營的效率,相比4G,5G頻譜效率提升5~15倍,能效和成本效率提升百倍以上。因此,5G并不是在4G基礎上的簡單改變,5G打破了信息傳輸的空間限制,能夠實現的應用場景不受想象力限制。用手機下載一部1G大小的電影只需要3秒,這種比4G快100倍的上網速度是5G“大寬帶”特點的體現。
依靠更高速率、更大連接、更低時延的特性,5G不僅解決人與人的通信問題,而且能實現人與物、物與物的萬物互聯。在5G網絡中,虛擬現實、增強現實、8K高清視頻,以及無人駕駛、遠程醫療、智能家居等,將真正走向成熟。人們相信,作為全面構筑經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施,5G將推動傳統行業轉型、數字經濟創新,成為未來十年乃至更長時間內的發展新引擎,更好地支撐和服務數字中國建設,促進經濟社會發展。
5G網絡規劃策略
???? 5G獨立組網還是4G/5G網絡規劃協同
5G組網可支持SA和NSA兩種方式,無論國內運營商最終采用何種網絡架構,5G商用的步伐都不會放緩,建設和投資規模也不會縮水。但為了搶占5G先發市場,NSA或將成為部分運營商的先期建網選擇(如圖所示)。SA模式需要新建5G網絡,包括新基站、回程鏈路以及核心網。NSA模式是指使用現有的4G基礎設施進行5G網絡的部署,基于NSA架構的5G載波僅承載用戶數據,其控制信令仍通過4G網絡傳輸。運營商可根據業務需求確定升級站點和區域,不一定需要完整的連片覆蓋,而是借助目前成熟的4G網絡擴大5G覆蓋范圍。
由于手機終端發射功率有限,所以5G網絡的覆蓋范圍主要受限于上行(即手機發送信號到基站),那么通過與4G聯合組網的方式(NSA)可以實現5G單站覆蓋范圍的擴大,但由于NSA無需建設5G新核心網,且NSA需借助4G無線空口(NSA無線錨點在4G),現有的4G核心網架構和4G空口卻不容易滿足5G對于時延和傳輸可靠性的要求。
圖 早期5G網絡部署架構
???? 5G網絡覆蓋優先級選擇
在網絡覆蓋優先級選擇上,建議分階段分場景分業務逐步引入。5G無線網絡覆蓋按照城市核心區域和熱點區域、一般市區、縣城城區、農村的順序依次引入,有利于化解投資風險,逐步滿足不同層次的用戶需求。
???? 5G網絡業務應用引入策略
在業務應用方面,主要依照MBB、話音和物聯網及創新應用的順序進行發展。第一步是分階段分區域逐步引入5G覆蓋,4G作為5G的延長和補充。同時在低頻未發展到5G之前,4G要提供深層次的移動網絡通信服務。第二步是在5G覆蓋的初期,VoLTE將作為全網統一的話音承載方式,而5G用戶在5G網絡覆蓋不全面的情況下,仍能夠享受話音服務,不會影響其正常的使用功能。當5G覆蓋進入成熟階段時,將全面提升5G用戶的話音體驗,享受高品質的話音服務。第三步,海量物聯網場景將在很長一段時期內仍需NB-IoT/eMTC和其他技術進行承載,并與5G并存。直到與5G新技術和新架構進行有機結合,引入低時延、網絡切片、MEC等創新業務,為廣大用戶全面提供5G移動通信網絡服務。
???? 5G站點網絡規劃原則
5G工作頻段更高,基站覆蓋半徑更小,用于覆蓋的基站數量將更多、更密集,在網絡規劃和建設時更應注重與城市規劃各場景和功能區域的深度匹配與結合。針對城市重大基礎設施,5G網絡規劃應緊跟各地城市規劃和重大基礎設施建設步伐,應考慮遠期需求,5G站址、配套設施要同步納入城市規劃,結合基礎設施場景與風貌,與其他信息通信設施共建共享,使其功能完備,環境和諧。
對于新建住宅小區及商住樓,住宅小區及商住樓周邊,5G基站將難以保證優質的網絡覆蓋質量,在4G網絡建設時大量使用的小基站將廣泛應用于5G網絡中。小基站體積小、安裝方便,可滿足密集組網、快速建設等需求。開發商在樓宇建筑設計時應考慮預留5G小基站部署所需的管道、電力和設備承載設施,網絡運營商共享資源,按需建設,既不破壞建筑原有風貌,又能實現5G網絡優質覆蓋。
同時,考慮到5G網絡作為移動互聯網和物聯網的主要承載體,其發展地位逐漸提高,建議相關部門能夠予以法律保護。針對城市街區、廣場等,此類場景既要充分考慮到現有網絡站址的利舊,又要考慮新建站址規劃,新建站址的選址和協調一直以來都是網絡規劃與建設的瓶頸,而與城市規劃協調同步,與社會公共資源的共建共享將是5G網絡規劃的重點。
此外,現網的室分器件并不支持5G NR新頻段,無法利舊原有設備,需要新建部署。因此,估計5G時代的新建室分需求會上升。值得一提的是,向數字化室分演進將成為5G時代的一大趨勢。
???? 5G站址要多元化利用社會基礎設施
5G是一個融合的時代,運營商要融合創新和商業模式轉型,面向5G和萬物互聯時代,運營商也要走上多元化發展的道路。
5G無線接入網=C-RAN無線構架+光纖+Small Cells。這是微站時代,意味著運營商不但要發揮宏站時代的“地段”優勢,還要擴展和重新定義微站時代的“地段”優勢。
面向后4G和5G時代,基站密度加大,數量成倍增長,傳統建設模式必須轉變,需充分共享路燈桿、監控桿、電力桿等社會資源,為此,中國鐵塔提出了變“社會塔”為“通信塔”,變“通信塔”為“社會塔”,以推動開放合作、共享共贏,邁向5G時代。
5G實驗網測試效果
目前,中國移動、中國聯通和中國電信都在國內一些重點城市搭建5G實驗網絡,而大家進度基本相當,預計今年第三季度,能在國內建成可商用化的5G網絡,屆時這些重點城市將首批開始5G商用。
隨著首批5G網絡搭建的完善,三大運營商都開始為商用做準備,比如聯合眾多家終端廠家開展了5G終端外場測試,測試基于3GPP最新標準,采用非獨立組網,旨在驗證實際網絡環境下多種5G終端的基本業務功能及性能、終端和網絡協同及兼容性,以保障真實環境下的5G終端的良好用戶體驗。
中國聯通公布的實測數據是,目前5G網絡最大下載速率能達到750Mbit/s,不久將達到1Gbit/s,時延也遠低于4G,而目前網絡還在優化當中。
中國電信四川公司在現網環境下,撥通5G語音通話和視頻通話,現場完成了語音通話、視頻通話和5G高速上網的驗證。語音通話穩定,視頻清晰,上網速度可達400Mbit/s,是4G的20倍,還表示商用后速度可以達到1Gbit/s,而美國、韓國已經正式商用的5G網絡,目前提供的最高下載速度也是1Gbit/s。
中國移動5G網絡測試進展與上述兩家運營商差不多,后期速度也是1Gbit/s,另外所有現階段用戶,可以不換卡不換號體驗5G高速上網以及語音業務,但是手機需要更換,因為4G手機不支持5G網絡
結束語
面向2020年及未來,5G將解決多樣化應用場景下差異化性能指標帶來的挑戰,不同應用場景面臨的挑戰有所不同。為此,面對多樣化場景的極端差異化性能需求,5G很難像以往一樣以某種單一技術為基礎形成針對所有場景的解決方案。
5G技術創新主要來源于無線技術和網絡技術兩方面。在無線技術領域,大規模天線陣列、超密集組網、新型多址和全頻譜接入等技術已成為業界關注的焦點;在網絡技術領域,基于軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)的新型網絡架構已取得廣泛共識。針對5G新型無線技術和場景多樣化覆蓋的挑戰,5G網絡規劃也將面臨劃時代的改變,因此需要業界共同創新以應對不斷出現的新挑戰。
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