随着全球一些先行市场率先开启5G商用,尤其是中国5G已经提前开启5G商用化进程,5G将真刀真枪的开启商用元年。

而当全球5G进入商用关键期,5G已经成为家喻户晓的热搜词时,真实的5G的发展现状如何?5G时代增加了哪些新的机遇?运营商在实际部署5G时面临哪些挑战、需要采取哪些应对之策?

对此,在本周于深圳举行的“2019汇芯(中国)产业技术发展论坛”上,工信部通信科技委常务副主任、中国电信科技委主任韦乐平为我们进行了解读。

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提前:全球5G进入商用关键期

当前,全球5G已经进入商用关键期。韩国、美国、英国、瑞士等国家的20个运营商已经开始商用5G。

中国5G也已经提前开启商用化进程,2019年6月6日,工信部已经正式向中国移动、中国电信、中国联通、中国广电颁发4张5G商用牌照。

谈及三大运营商的5G商用化部署预测,韦乐平表示,2019年预商用/商用,在超过50个城市,预计建设10万个宏站;2020年规模商用,将在数百个城市,建设60-80万个宏站,多来源NSA/SA和TDD/FDD双模手机商用;2021-2027大规模商用,聚焦所有城市和县城及发达乡镇,数百万量级宏站和千万级小基站。

现状:网络不稳定 基站和手机功耗价格还很高

不过在实际5G商用过程中,韦乐平认为,网络不稳定、基站和手机的功耗及价格目前还很高,这些都是目前面临的挑战。

基站方面,今年年底前多厂商7nm双模NSA/SA基站将商用。

核心网方面,2020年上半年5GC(5G核心网)可成熟商用。对于NSA和SA两种组网方式,韦乐平指出,基于4G核心网EPC的NSA是5G初期选择,部署非常简单,但随着NSA规模的扩大和SA的引入,网络将面临频繁切换和折腾。“基于5GC+NR(5G核心网+新空口)的SA网络才能支持真正的5G业务与相关功能和特性,如SBA、网络切片、MEC、uRLLC等。如果没有SA,上述这些应用场景可能一个都不存在。”

不过,从NSA到SA的演进路线还需要根据技术成熟度、业务需求、行业生态以及投资节奏等因素综合考虑。据韦乐平介绍,中国电信已经建成SA为主、SA/NSA混合组网的跨省跨域的5G规模试验网,将可能在2020年Q2切换到以基于“5GC+NR”的SA为主的部署轨道上。面向未来,5G核心网将进行IT化变革。面对多样化的垂直行业应用,封闭的网络架构,唯有转向IT化、服务化、互联网化的云原生架构SBA。

手机方面,多数手机目前依靠高通10nm的基带芯片骁龙X50,功耗还比较大且需要外挂,预计2020年上半年搭载高通7nm双模基带芯片骁龙X55的手机才能够规模商用,但是还没有集成CPU/GPU,到2020年底前后高通才能开发出真正的单片集成SoC,应对联发科等的SoC芯片挑战。

趋势:接入网开放 几大关键技术须重视

而当全球5G进入商用关键期,韦乐平认为有几项关键技术以及行业趋势,运营商在5G部署时必须高度重视,例如MEC、5G的大规模多天线技术、毫米波通信,以及推进接入网开放进程。

MEC是5G产业链强壮的关键。MEC的内涵是将部分计算存储与业务服务能力下沉到网络边缘,使应用、服务和内容可以实现本地化、近距离、分布式部署,并且降低回传带宽;业务场景能够应用于本地化业务和垂直行业应用。当然,MEC也面临特有的安全和监管风险、资源受限和运维复杂、云网边的协同和统一管理、面向第三方的能力开放、多元化的商业运营模式、特定场景服务器个性化等六大挑战。

5G大规模天线技术,原理是通过波束赋形带来峰值速率、系统容量、频谱效率、覆盖、可靠性的全面提升;MIMO与BF结合成为弥补5G覆盖的关键,192阵子64T64R端口能带来至少3倍的频谱效率提升;同时面临多形态组网、实际组网性能待考验、功耗过大等挑战。

毫米波通信的必要性在于,现有的Sub-6GHz频段不能完成满足5G需求。但毫米波通信的挑战在于路径损耗和穿透损耗,例如在自由空间内,考虑建筑物和植被后,28GHz比2.6GHz衰减可能高达57dB;此外毫米波频段呈现毫秒级信道波动特征,快速追踪信道变化成为一大难题;功耗与采样比特率成指数关系,怎样用低功耗、低成本的民用终端来支持高清乃至超高清视频也是挑战。因此,预计毫米波通信将在2022年后应用。

接入网开放是5G网络发展一大趋势,通过软硬件解耦增强网络灵活性,快速满足垂直行业的个性化需求,可以以性能要求单一的室内小站为突破口,降低5G室内覆盖成本。接入网开放包括前传接口开放化、RRU白盒化、BBU白盒化、软件开源化等。

加速:5G网络成功部署的六大驱动力

那么,5G网络部署速度取决于哪些因素呢?韦乐平认为,5G网络部署速度将主要取决于以下几个方面:

第一,技术和标准的进展:目前仅有R15成熟,也就只能支持eMBB业务。

第二,手机的合理价格:价格决定用户规模,进而决定网络业务发展的速度,当5G手机价格降到2500元甚至2000元以内,才有可能撬动20%的5G市场。

第三,获取传统连接业务以外的新业务收入的多少。例如,寄希望于垂直行业应用。

第四,获取互联网应用等业外企业共同投资的能力,5G投资至少是4G的1.5倍,在收入增速持续下滑形势下,能否获取足够的外部投资十分关键。

第五,竞争力很可能成为最强的直接驱动力。

第六,5G生态也是成功的关键。5G的成功依赖于5G生态链的成功,而5G生态链不仅扩大,而且各个环节都加入了重要的新生力量,行业将经历史上最大的重新洗牌机遇。5G生态链的成功需要政府强有力的指引和支持,包括引导社会资本参与5G建设,共享5G发展红利;税费优惠扶持;共建共享的指导和支持;加强对5G发展政策和舆论的引导,不炒作,多务实。

前景:中高频射频器件等元器件迎来新机遇

5G时代,基础元器件也将迎来新的机遇,韦乐平指出,通用元器件和软件系统方面,CPU、GPU、FPGA、高端DSP、高端ADC/DAC、高速光芯片和光模块、数据库、数据处理、高端服务器、操作系统、手机AI芯片等将迎来新机遇。

中高频射频器件和射频前端方面,5G比4G频率高至少1倍、频带宽5倍、频段29个、功率高5倍、速率高10倍、天线多几十倍;对终端影响大,包括PA、滤波器、天线、开关、调谐器等;好处是出货量增加、售价提升2-3倍、市场规模扩大。

光元器件方面,韦乐平认为,首先,5G基站的增加使光模块成为最先受益者,预计有数千万量级25/50/100Gbps高速光模块用量,我国DC的巨大发展空间使得光模块的发展空间更加可观;其次,5G基站的增加使得光纤成为最大潜在受益者,5G室外宏站数量至少是4G的1.2-2倍,若室内靠小基站,需要数千万个,总体至少有几亿芯公里市场;再次,5G的巨大容量和新架构使得WDM/WSS成为第三受益者,大量引入无源WDM、有源WDM OTN/M-OTN、WDM PON和ROADM/OXC等,对WDM和WSS需求较大。

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