C114訊 11月13日特稿(李明)移動(dòng)通信技術(shù)的升級(jí)換代速度之快不禁讓人感嘆——由于用戶對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)速率的需求沒有最快、只有更快，因此，當(dāng)4G LTE剛剛開始在全球開花結(jié)果之時(shí)，面向2020年及未來商用的第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)的研發(fā)已經(jīng)踏上征途。
那么，在4G方興未艾之時(shí)發(fā)展5G的驅(qū)動(dòng)力來自何處呢?至關(guān)重要的5G標(biāo)準(zhǔn)之爭最終將花落誰家?未來5G的部署將面臨哪些挑戰(zhàn)?扮演移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主力軍角色的設(shè)備商又將在5G時(shí)代上演怎樣的巔峰對(duì)決呢?對(duì)此，在“2014愛立信商業(yè)創(chuàng)新論壇”期間，愛立信的多位高管在接受C114采訪時(shí)，與我們分享了愛立信對(duì)于5G時(shí)代的洞察與展望。
網(wǎng)絡(luò)社會(huì)驅(qū)動(dòng)5G漸行漸近
自2009年12月北歐運(yùn)營商TeliaSonera正式在瑞典的斯德哥爾摩以及挪威的奧斯陸啟動(dòng)全球首個(gè)LTE商用網(wǎng)絡(luò)以來，LTE作為移動(dòng)通信史上發(fā)展最快的一種技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)遍地開花。據(jù)GSA(全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì))統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2014年第三季度，全球已經(jīng)有112個(gè)國家和地區(qū)的331張LTE網(wǎng)絡(luò)投入商用，預(yù)計(jì)到今年年底全球LTE商用網(wǎng)絡(luò)數(shù)量將超過350張。
可見，雖然LTE取得了飛速發(fā)展，但目前全球也只有部分運(yùn)營商完成了向LTE的演進(jìn)，此時(shí)就研發(fā)5G的市場驅(qū)動(dòng)力來自哪里呢?愛立信高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官艾華信(Ulf Ewaldsson)指出，當(dāng)前，各行各業(yè)正在前赴后繼地?cái)?shù)字化，在其產(chǎn)品上應(yīng)用越來越多的軟件。顯而易見，網(wǎng)絡(luò)社會(huì)以及愛立信關(guān)于2020年全球?qū)⒂?00億連接設(shè)備的愿景正在慢慢變成現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，智能手機(jī)的增長勢頭持續(xù)強(qiáng)勁，全球范圍內(nèi)智能手機(jī)的持有量已經(jīng)超過20億臺(tái)。我們還發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)流量越來越以媒體為導(dǎo)向，事實(shí)上今天全球網(wǎng)絡(luò)流量中超過40%都是視頻。
愛立信高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官 艾華信(Ulf Ewaldsson)
“上述這些趨勢，為我們探索未來網(wǎng)絡(luò)及其潛力創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。很多新的用例不斷涌現(xiàn)，它們將終端、設(shè)備和各種各樣的事物連接起來，這些連接對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，也需要比以往更多樣的解決途徑。極端用例包括高度集中的媒體分發(fā)、自動(dòng)駕駛汽車、海量傳感器采集信息、遠(yuǎn)程手術(shù)等等，類似這些用例正對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出新的要求，網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)、速度以及處理大量設(shè)備的能力均需跨上一個(gè)新的臺(tái)階，這就是為什么我們認(rèn)為有必要提出新一代網(wǎng)絡(luò)的概念。”艾華信認(rèn)為，這將是一個(gè)逐步演進(jìn)的旅程，在這一旅程中，我們將用移動(dòng)通信把現(xiàn)有的所有網(wǎng)絡(luò)整合到一個(gè)平臺(tái)上，吸引各行各業(yè)都想要來連接這個(gè)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上連接云、智能手機(jī)以及我們周圍的所有設(shè)備。
正如艾華信所言，網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的發(fā)展將帶來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的激增。據(jù)愛立信預(yù)計(jì)，在未來十年中數(shù)據(jù)流量將增加1000倍;同時(shí)，互聯(lián)設(shè)備將呈現(xiàn)巨量增長，物聯(lián)網(wǎng)和其他新型創(chuàng)新應(yīng)用的出現(xiàn)將催生數(shù)百億個(gè)互聯(lián)設(shè)備出現(xiàn)，到2020年將有500億的設(shè)備連接，并產(chǎn)生前所未有的多樣性要求和與無線連接性相關(guān)的應(yīng)用場景;此外，由于設(shè)備數(shù)量的增加，應(yīng)用場景的多樣性和需求的多樣性將必然要求下一代移動(dòng)通信技術(shù)具有更多更先進(jìn)的功能性，需要更有效、舒適和安全地接入和共享信息，并通過提高容量、能效、頻譜使用效率等方面來進(jìn)行。上述所有的市場特點(diǎn)和需求，使得面向未來移動(dòng)通信環(huán)境和需求的5G研究應(yīng)運(yùn)而生。
新思維模式的演進(jìn)
作為下一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G旨在滿足更高端更復(fù)雜的性能需求。而在愛立信看來，5G代表了一種新的思維方式，包含創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，用于部署機(jī)器類通信(MTC)。此外，5G網(wǎng)絡(luò)還能有效支持擁有各類運(yùn)行參數(shù)的應(yīng)用，并為服務(wù)的部署提供更大的靈活性。簡言之，5G技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的關(guān)鍵推動(dòng)因素。
5G的目標(biāo)是提供無限的信息接入，并且能夠讓任何人和物隨時(shí)隨地共享數(shù)據(jù)，使個(gè)人、企業(yè)和社會(huì)受益。一方面，5G網(wǎng)絡(luò)不僅會(huì)達(dá)到新的性能水平，還將利用額外的頻譜，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的機(jī)器型通信，5G將為應(yīng)用專屬網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供靈活性;另一方面，受益于虛擬化的5G網(wǎng)絡(luò)將幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)差異化，通過可以最大化設(shè)備休眠周期和最小化電池使用的智能通信，隨時(shí)調(diào)整性能水平，以適應(yīng)客戶和應(yīng)用隨時(shí)隨地的要求。
那么，如何才能實(shí)現(xiàn)5G呢?對(duì)此，業(yè)界普遍達(dá)成共識(shí)，下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是演進(jìn)而不是革命，與前幾代技術(shù)一樣，5G也是一組演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。愛立信認(rèn)為，與前幾代技術(shù)相比，5G遠(yuǎn)非需要大量設(shè)備升級(jí)的新技術(shù)，而是基于電信系統(tǒng)現(xiàn)有的成熟程度，演進(jìn)無線接入、云和核心技術(shù)，并增加一些新的互補(bǔ)技術(shù)，以滿足擁有不同運(yùn)行要求和數(shù)千種用例的更多種通信、設(shè)備和設(shè)備類型。
開發(fā)5G技術(shù)還需要考慮通信能力、數(shù)據(jù)吞吐量、數(shù)據(jù)完整性、延遲、能耗、技術(shù)融合、智能通信等關(guān)鍵參數(shù);同時(shí)，若想滿足未來5G的服務(wù)需求仍然需要更多的頻譜，提高6GHz以下頻譜的利用率雖有所幫助，但只有利用更高的頻段(10GHz及以上)，才能開發(fā)更多的頻譜資源，利用更高的頻段是建立5G超寬傳輸帶寬的關(guān)鍵。此外，軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)、自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)(SON)等均被認(rèn)為是5G的潛在關(guān)鍵技術(shù)。
5G研發(fā)大幕開啟
但是目前，系統(tǒng)和設(shè)備需要滿足怎樣的性能水平和要求才能標(biāo)榜自己是5G技術(shù)，對(duì)此業(yè)界尚沒有精確定義。也正因?yàn)槿绱耍?G研究開發(fā)的大幕已經(jīng)在全球開啟，包括歐盟METIS、中國IMT-2020(5G)推進(jìn)組、韓國5G論壇、日本ARIB等5G研究組織已經(jīng)開始在5G愿景、需求、目標(biāo)、能力、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化和頻譜等方面進(jìn)行前瞻性研究。
其中，歐洲在5G研究開發(fā)方面已經(jīng)先行一步。2012年，歐盟推出全球首個(gè)大規(guī)模國際性5G科研項(xiàng)目METIS (“構(gòu)建2020年信息社會(huì)的無線通信關(guān)鍵技術(shù)”)項(xiàng)目，旨在通過構(gòu)建下一代移動(dòng)和無線通信系統(tǒng)(5G)的基石，以應(yīng)對(duì)2020年及未來所面臨的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)挑戰(zhàn)。2013年，歐盟又宣布為5G技術(shù)研發(fā)撥款5000萬歐元，進(jìn)一步激起世界各國對(duì)5G技術(shù)的濃厚興趣。近日又有消息稱，歐盟將提供17億歐元資助5G研究。
METIS研究5G的技術(shù)目標(biāo)是使移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長1000倍;典型用戶數(shù)據(jù)速率提升100倍，速率高于10Gbps;聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增加100倍;低功率MMC(機(jī)器型設(shè)備)的電池續(xù)航時(shí)間增加10倍;端到端時(shí)延縮短5倍。
另據(jù)了解，2013年2月，中國的工信部、發(fā)改委和科技部聯(lián)合推動(dòng)成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組，組織架構(gòu)基于原IMT-Advanced推進(jìn)組，成員包括中國主要的電信運(yùn)營商、制造商、高校和研究機(jī)構(gòu)等國內(nèi)移動(dòng)通信領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用的主要力量，是推動(dòng)中國5G技術(shù)研究及開展國際交流合作的主要平臺(tái)。2014年5月，IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布了推進(jìn)組第一份5G白皮書——《5G愿景與需求白皮書》的中英文版，該白皮書指出，5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用戶體驗(yàn)速率;每平方公里一百萬的連接數(shù)密度;毫秒級(jí)的端到端時(shí)延;每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度;每小時(shí)500Km以上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbps的峰值速率。同時(shí)，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營的效率，相比4G，頻譜效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。
標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)融合統(tǒng)一
可是，來自全球不同國家和地區(qū)的5G研究組織同時(shí)在5G研發(fā)上發(fā)力甚至是競爭，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致未來5G的標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一呢?對(duì)此，作為69項(xiàng)獲批專利發(fā)明者的愛立信副總裁兼研究院院長Sara Mazur表示，“我們都希望最后能夠形成一個(gè)全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)。”
在移動(dòng)通信行業(yè)，由于制定標(biāo)準(zhǔn)的組織本身就是全球化的，所以擁有的標(biāo)準(zhǔn)都是全球化的標(biāo)準(zhǔn)，來自歐洲、中國、韓國、日本、美國等國家和地區(qū)的廠商都參與到全球化的標(biāo)準(zhǔn)組織中。Sara Mazur指出，“2G、3G時(shí)代確實(shí)有幾個(gè)相互競爭的標(biāo)準(zhǔn)，但最終業(yè)界意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模是最重要的。而一個(gè)統(tǒng)一的全球標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于終端用戶來說一定是更好的，它有利于擴(kuò)大生態(tài)系統(tǒng)、產(chǎn)生更多創(chuàng)新的終端和服務(wù)、更便于用同一部手機(jī)在全球漫游，4G就是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此我們最終的目的是要形成一個(gè)統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)。”
愛立信副總裁兼研究院院長 Sara Mazur
即便是全球移動(dòng)通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，愛立信也并不認(rèn)為僅憑一己之力就能促成5G標(biāo)準(zhǔn)在全球的統(tǒng)一。“在很大程度上，全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)的形成不僅包含來自愛立信的貢獻(xiàn)，也需要華為等其他公司的貢獻(xiàn)，只有大家都做出自己的貢獻(xiàn)，然后達(dá)成共識(shí)才能形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。”Sara Mazur表示，“從技術(shù)研究角度而言，愛立信參與了在中國的5G研究項(xiàng)目，我們?cè)谥袊母偁帉?duì)手也參與了歐盟的5G研究項(xiàng)目。最終，我們會(huì)把各自從研究項(xiàng)目中積累的知識(shí)匯聚在一起來制定5G標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在開展的就已經(jīng)是一個(gè)跨越國境的合作以確保共識(shí)，這是行業(yè)內(nèi)的主流廠商所認(rèn)同的一個(gè)理念，我們都希望最后能夠形成一個(gè)全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)。”
談及5G的演進(jìn)時(shí)間表，Sara Mazur稱，關(guān)于5G標(biāo)準(zhǔn)，我們目前還處于研究階段，5G的標(biāo)準(zhǔn)化工作還沒有開始。接下來，國際電聯(lián)ITU要確定5G的具體要求，這將在2015到2016年完成，然后ITU將用兩年左右的時(shí)間確定候選要求，確定哪些技術(shù)可以被稱為5G。與此同時(shí)，3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化工作也在推進(jìn)?，F(xiàn)在的計(jì)劃是到2020年實(shí)現(xiàn)5G系統(tǒng)的全面成熟，具體時(shí)間表還是國際電聯(lián)ITU制定。
據(jù)了解，在2020年之后真正實(shí)現(xiàn)5G商用，這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)已被業(yè)界廣泛認(rèn)同。其中，METIS已經(jīng)初步制定了5G演進(jìn)路標(biāo)：2012年到2015年，METIS將探索5G網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)、基本原理和系統(tǒng)概念;2015年到2018年，METIS將進(jìn)行5G系統(tǒng)優(yōu)化/標(biāo)準(zhǔn)化/試驗(yàn)，以及5G基本原理的進(jìn)一步研發(fā);2018年到2020年，進(jìn)入到實(shí)施階段，使5G進(jìn)入試商用;預(yù)計(jì)2020年以后使5G系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)商用。
當(dāng)然，在2020年之前，業(yè)界不能只是靜待5G時(shí)代的到來，而是需要全力推動(dòng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，促成5G網(wǎng)絡(luò)的早日實(shí)現(xiàn)。目前，業(yè)界的主流廠商已經(jīng)踏上了5G研發(fā)的征途。今年7月，愛立信在一項(xiàng)5G研究測試中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5.8Gbps的峰值傳輸速率。此外，愛立信還助力NTT DOCOMO開展5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，基于15GHz頻段的5G試驗(yàn)將展示高達(dá)10Gbps的超高數(shù)據(jù)傳輸速率。
除了愛立信，華為、中興、大唐、上海貝爾、諾基亞、三星等公司也在5G研發(fā)方面展開積極布局。那么，如果未來5G的標(biāo)準(zhǔn)走向融合統(tǒng)一，設(shè)備商的優(yōu)勢將如何體現(xiàn)呢?Sara Mazur表示，“未來的5G時(shí)代，愛立信當(dāng)然希望保持領(lǐng)先地位，但這不是通過標(biāo)準(zhǔn)上的差別實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)闃I(yè)界都希望建立一個(gè)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn);設(shè)備商的差異化優(yōu)勢將體現(xiàn)在基于同樣的標(biāo)準(zhǔn)之下，如何打造卓越的產(chǎn)品性能和網(wǎng)絡(luò)性能上，包括產(chǎn)品的制造、功能、性能、可操作性等等，這些都是體現(xiàn)設(shè)備商優(yōu)勢的地方。”
5G時(shí)代可能僅剩3-4家設(shè)備商
談及5G時(shí)代的設(shè)備商市場競爭格局，作為電信設(shè)備市場百年老店的老板，愛立信總裁兼首席執(zhí)行官衛(wèi)翰思(Hans Vestberg)在接受C114采訪時(shí)指出，2G時(shí)代全球有14、15家設(shè)備商，到3G時(shí)代只有6、7家設(shè)備商，到4G時(shí)代僅有5家左右設(shè)備商，而5G時(shí)代可能只有3-4家設(shè)備商留在市場上。行業(yè)內(nèi)的廠家越來越少，這是因?yàn)橐苿?dòng)通信是非常復(fù)雜的技術(shù)，需要大量研發(fā)的投入。
到了5G時(shí)代，運(yùn)營商和設(shè)備商都將認(rèn)識(shí)到，需要利用過往2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)部署所基于的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，而不是完全拋開歷史去發(fā)明一種全新的5G技術(shù)。如果需要從頭開始建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，從頭設(shè)計(jì)新的手機(jī)，規(guī)模效應(yīng)將不復(fù)存在。
愛立信總裁兼首席執(zhí)行官 衛(wèi)翰思(Hans Vestberg)
“尤其是當(dāng)只有3-4家設(shè)備廠商留在市場上時(shí)，我們需要合作探討下一代技術(shù)應(yīng)該如何選擇標(biāo)準(zhǔn)。全球移動(dòng)用戶數(shù)之所以能夠達(dá)到72億之巨，就是因?yàn)槲覀冊(cè)谙蚪y(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)融合，所以我非常希望5G時(shí)代融合的標(biāo)準(zhǔn)能夠推行。”衛(wèi)翰思強(qiáng)調(diào)，電信產(chǎn)業(yè)不是保護(hù)專利，而是分享專利，通過分享專利才能降低成本、擴(kuò)大市場、讓更多的人可以獲得互聯(lián)網(wǎng)接入，從而改變自己的生活。目前，所有大的手機(jī)制造商和基礎(chǔ)設(shè)施廠商都與愛立信簽署了專利交叉許可。
“5G在我眼中是一個(gè)巨大的演進(jìn)過程，會(huì)涌現(xiàn)出不同的新應(yīng)用場景，新的行業(yè)需求一定不會(huì)像普通消費(fèi)者那么簡單，會(huì)有很多不同行業(yè)的專業(yè)人士將需要5G網(wǎng)絡(luò)的可靠性去開展業(yè)務(wù)，會(huì)有不同的對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求逐漸提出來。而當(dāng)涉及到頻段的使用就更復(fù)雜了，我們需要保證以最佳的方式利用頻段。”衛(wèi)翰思表示，“5G是非常復(fù)雜的技術(shù)，同時(shí)5G一定會(huì)是一個(gè)演進(jìn)的過程。目前愛立信正在和不同的5G研發(fā)組織合作，在不同的國家投資，與客戶、學(xué)術(shù)界和其他設(shè)備商一起合作來開發(fā)5G標(biāo)準(zhǔn)。我們的要求是一個(gè)統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)，我們整個(gè)行業(yè)都希望如此。”
