電子發燒友報道(文/周凱揚)對于移動通信技術來說,通信標準的誕生往往都伴隨著紛爭,除了標準貢獻與制定者、運營商和設備廠商之外,也暗含各個國家地區之間的較勁。
從第一代移動通信技術(1G)起,就涌現了北歐與東歐國家使用的NMT技術,北美與澳洲使用的AMPS技術這兩大競爭對手,而日本也在全國范圍內運用了自己的JTACS技術。到了2G時代下,角逐主要圍繞歐洲的的GSM與美國的CDMA展開。3G時代中國終于一己推出了TD-SCDMA標準,與歐洲的WCDMA與美國的CDMA2000共列為三大3G國際標準。4G時代,歐洲的LTE FDD與中國的TD-LTE成了最后的勝出者。
而放眼我們身處的5G時代,中國依然是5G標準的貢獻主力之一,同樣也是全球最大的5G市場。但我們尚處于5G發展的最早期,從全球的戰略布局和下一代通信技術的高額研發成本來看,5G將一直沿用至2030乃至2040年。但隨著5G中后期的到來,下一個賽點究竟是什么呢?
5G獨立組網
盡管我們已經享受到了5G網絡,但目前鋪開的仍是非獨立組網(NSA),并非獨立組網(SA)。雖然非獨立組網應用了5G的接入網,但仍然依附在4G核心網下,因此為了實現早期部署和降低成本,多數運營商都選用這種方式作為5G時代的敲門磚。而獨立組網可以簡化接入網與設備的架構,實現全新的云原生5G內核,不僅帶來更快的速率與更大的連接數,更是可以實現超低的時延(毫秒級)。
今年八月,美國運營商T-Mobile已經宣布世界首個5G獨立組網的部署,將整個600MHz頻段用于5G,而不再像過去一樣將5G與中頻段4G共同接入核心網絡。在與思科和諾基亞共同建立5G核心網絡,與愛立信和諾基亞打造無線電基站的布局下,T-Mobile將實現比競爭對手更加廣闊的5G覆蓋范圍,而競爭對手Verizon和AT&T預計在2021年才能實現商業或規模化。與此同時,韓國的三家運營商SKT、KT與LG U+均預計在今年年底前啟用5G獨立組網,而歐洲運營商則要等到2021年。
在11月7日舉行的天翼智能生態博覽會上,中國電信也宣布了5G獨立組網規模商用。據中國電信稱,這將是世界上規模最大的獨立組網5G網絡,目前支持該獨立組網的設備已經多達30臺,預計年底將達到100多臺。
獨立組網還支持更加先進的網絡切片功能,對不同業務采取對應的服務級別協議。今年5G月,中國電信就聯合深圳公安率先推出了基于獨立組網切片的警務應用,通過5G警務專網和5G警務邊緣計算建立了地空一體、立體巡航的可視化指揮模式。
面對ITU定義的三大應用場景,中國電信的制定了一套核心網演進策略。2020年部署5G核心網,基于5G核心網互通實現與4G互操作以支持eMBB業務,先開通核心網對網絡切片、邊緣計算以及語音回落至VoLTE的支持。2025年對核心網按需升級以支持URLLC和mMTC場景,并通過多網融合支持多種接入。
此外,中國電信還公布了在2030年實現云網融合的目標。對于擁有天翼云的中國電信來說,在云網融合的轉型下具有很大優勢。中國電信將基于SDN/NFV,根據不同場景部署控制云、轉發云、接入云的“三朵云”網絡架構。在云網融合下,天翼云將提供99.999%的可靠性保證,綜合TCO降低90%,時延低于5ms。中國電信還聲稱未來將實施混合多云策略,將阿里云、騰訊云、華為云、AWS和Azure等云服務集成到這一融合平臺。
5.5G下的三大新場景
在11月13日舉辦的2020全球移動寬帶論壇上,華為常務董事汪濤提出了5.5G的愿景。在ITU定義的三大標準場景之上,華為提出了UCBC(上行超寬帶)、RTBC(寬帶實時交互)和HCS(通信感知融合)三大新的場景。
華為認為三大經典場景已經無法滿足多樣化的物聯需求,比如工業物聯既需要海量連接,也需要用到上行大帶寬,因此介于eMBB與mMTC推出了UCBC,專門用于需要大帶寬上行的場景。UCBC可以實現上行帶寬能力10倍的提升,滿足生產制造、機器視覺等目前局限于上行容量的業務。
而RTBC則面向需要大帶寬和低時延的沉浸式交互場景,比如AR、VR、XR和全息等應用。通過廣義載波快速擴大管道能力,和E2E跨層的XR體驗保證機制,力求在帶寬提升十倍下做到1ms的時延。
HCS主要針對車聯網和無人機兩大應用場景,因為這兩大場景都提出了通信能力與感知能力的要求。盡管GPS已經可以提供定位服務,但覆蓋度上仍存在缺陷,尤其是地下停車場這樣的室內場景。而蜂窩網絡的Massive MIMO不僅可以提高覆蓋度,其波束掃描技術也可以應用于感知領域,從而提供定位服務,助力自動駕駛技術和無人機運輸的發展。
汪濤在會議上還提到了現有5G頻譜帶寬問題,現有的2.6GHz、3.5GHz、4.8GHz和4.9GHz無法滿足未來10年乃至15年的需求,所以我們必須找到一種更好利用頻譜的方式。要想實現5.5G的愿景,就必須在100GHz下利用更多的頻譜,綜合發揮各個頻段的優勢。
備戰6G
從現有的局勢來看,6G也許只是各國公關大戰的噱頭而已,但這并不意味著6G技術的研究并未開展。
11月6日,搭載了“電子科技大學號”衛星的長征6號火箭在太原衛星發射中心成功發射,該衛星由國星宇航與電子科技大學等單位合力研制,用于探索試驗空間場景下的太赫茲通信,太赫茲通信速率將達到5G的100倍,時延低至亞毫秒級。然而,太赫茲通信只是6G的備選技術之一,在尚未確定6G標準之前,太赫茲通信的性能只能作為我們對6G的參考對照。而且太赫茲通信仍面臨著路徑損耗和大氣吸收這樣的傳播挑戰,射頻前端和光電器件的效率尚不能滿足高太赫茲頻段的需求。
為了不在下一代通信技術中繼續落后,美國ATIS也在10月成立了6G聯盟,以求確定北美在6G的領導地位。6G聯盟的創始成員包括愛立信、高通、三星和微軟等科技巨頭和北美運營商,專注于制定6G國家戰略路線,成為全球6G技術標準制定的領導者,并確立6G早期商業模型。11月,蘋果、谷歌和思科等公司也緊隨其后加入了這一聯盟。
小結
盡管5G時代的大戰中,中國牢牢占據了領先位置,但面臨5G技術的進一步演化和下一代通信技術的研發,稍有松弛就會失去領先的位置。不僅是未來的新興應用,已由5G催生出的各類場景也會對現有網絡提出更高的要求。
不僅如此,下一代通信標準的制定大戰也將在不久拉開帷幕。5G的愿景誕生、技術準備以及標準制定花了八年時間,如今已經進入了全力部署階段。從三星的6G白皮書來看,國際電信聯盟預計將在2021年開始設立6G愿景,早期商業化最早將在2028年出現,大規模商業化將出現在2030年左右。在北美已經開始拉幫結伙的現狀下,中國也必須加緊開始6G的聯合準備工作。
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