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5G商用兩大挑戰:組網難度加大 終端面世滯後

2018-07-05
来源:證券時報

   “5G終端的發展目前落後於網絡設備,運營商的建網方式是需要慎重權衡。”上周的世界移動大會上海展期間,一位通信設備展商向記者說。

  的確,3GPP在6月中旬發布了5G第一階段全功能標准化方案,由於中國企業深度參與了標准的制定,通信設備商提供滿足最新標准要求的網絡設備周期被大大壓縮;但是,5G試驗階段的終端設備還無法滿足商用需要,現階段的試驗終端體積大,在芯片、天線等方面也還不成熟。

  至於網絡建設,運營商面臨兩種選擇,一是非獨立組網(NSA),二是獨立組網(SA)。在上海展期間,中國聯通首次明確表態以SA方式建設5G網絡為目標,至此,三大運營商都回應了5G網絡如何建設的問題。但在業內人士看來,三大運營商的表態並不意味著完全放棄NSA建網,未來還存在不確定性。

  不過,隨著5G標准的成熟以及試驗的不斷深入,行業應用正逐漸取得突破,一個直觀的現象是,在此前的通信展上,運營商需要利用4G網絡來模擬5G的應用體驗,但是到了今天,運營商已經在展出基於5G試驗網的自動駕駛、8K超高清視頻等應用了。

  5G建網路徑明晰

  隨著3GPP發布5G SA標准,5G商用也進入全面沖刺階段,但是,目前距離2020年商用的目標只剩一年半左右時間,非常緊迫。按照計劃,今年下半年國內的5G第三階段測試將主要驗證SA標准,而明年開始,運營商就要建設預商用網絡,這裏存在采用NSA或SA方式建設網絡的選擇。

  可以說,5G已經進入國際標准制定和產品研發的關鍵階段,面對多樣的5G技術候選方案,運營商需要做出最適合自己的選擇。部分歐美運營商早已明確NSA建網的路徑,此時國內三家運營商的態度顯得尤為重要。

  在上海展期間,中國電信發布了5G技術白皮書,明確了在5G網絡演進路線上的態度,即SA方案可避免頻繁的網絡改造,降低組網複雜度和終端成本,減少網絡投資;同時,也可以確保用戶體驗和個性化服務,實現真正的5G。

  對5G組網表態較少的中國聯通也宣布,5G網絡將以剛剛凍結的SA為目標架構,前期聚焦eMBB(增強移動寬帶),為大流量高帶寬應用提供全方位的網絡支持;後續將積極引入uRLLC(低時延高可靠)和mMTC(海量機器類通信)技術,提供垂直行業的數字化轉型支持。

  中國移動在本次展覽期間也表示,將打造國際領先的5G網絡,並以獨立組網為目標架構規劃5G網絡,推進5G網絡部署雲化,加速推進5G產業端到端成熟。

  從標准來看,SA組網相對NSA有不少優點,尤其是SA作為目標網絡方案,可避免NSA的網絡頻繁改造和終端複雜的問題,SA還支持網絡切片、邊緣計算等5G新特性,業務能力更強。

  但是,上述展商告訴記者,5G建網比4G挑戰更大,一方面,由於5G部署在較高頻段,宏基站要實現連續覆蓋越來越難,需要小基站進行補充,另外,由於5G頻段穿透性差,室內也需要進行基站部署,綜合來看,運營商建網的複雜度大大提升;另一方面,宏基站本身造價高,在單站覆蓋有限情況下需要更密集的部署,因此部署的總成本會大幅上升。

  雖然三大運營商不同程度地表達了以SA為目標網絡架構的意願,但在該展商的理解中,這並不意味著運營商會完全排斥NSA組網方式。“運營商既可以選擇SA架構一步到位,也可以先建NSA再演進到SA,這一點還沒有定論。”

  其中的主要區別在於,選擇SA建網需同時部署新的核心網與新的無線網,采取NSA方式則可以利用現有的4G核心網,只需另外新建無線網。相比之下,以NSA方式建網,初期成本更低,由於三家運營商資本支出實力不一,在選擇建網方式時可能會略有側重。

  值得關注的還有,雖然SA架構能夠更好的滿足5G的三大應用場景,但在商用初期仍然以eMBB場景為主,面向行業用戶的uRLLC、mMTC還有待產業鏈的進一步成熟;因此,如果在商用初期運營商就大規模建設SA網絡,其收益成本比可能並不高,而NSA不僅建網成本低,初期也完全可以滿足eMBB的需要。

  5G終端“三步走”

  5G終端的發展明顯落後於網絡側,面對未知的5G終端,產業界和消費者還有很多疑問,比如,哪裏能用5G終端,5G終端將會改變什么,5G終端何時面世等。

  基於5G的大帶寬、超低時延特性,產業界對5G終端也有很多思考,例如,一方面可以實現超百兆速率,是4G的10倍左右,顯著增強移動互聯網業務體驗;另一方面5G端到端時延只有20-40ms,催生雲端交互類的應用。同時,5G還將助推多形態智能硬件的發展。

  但目前看來,5G終端的成熟還有很多不足,包括技術路線選擇不確定、標准成熟度有待完善、終端設計難度大、產業鏈成熟度低等問題。

  紫光展銳首席運營官王靖明向記者表示,5G終端未來會有兩個關鍵節點,一是明年9月份商用終端要面世,消費者可以拿到5G智能手機;二是明年的世界移動大會巴塞羅那展,中國移動已經要求各家設備商在明年2月底前拿出樣機。

  記者注意到,中國移動在上周發布的《5G終端產品指引》中明確了5G終端產品計劃,具體來看將分三步走,首先是今年底首批5G芯片將面世,其次是明年一季度首批5G終端面世,接下來明年三季度5G智能手機才會面世。

  正如前述,當前5G產業鏈成熟度還存在不足,缺少新型射頻元器件,新射頻芯片、器件的應用導致終端成本高,產品開發、測試驗證成本也很高。因此,上述終端面世的節奏安排對於產業鏈企業而言,可謂時間緊、任務重。

  以芯片為例,王靖明告訴記者,一般而言,芯片的流片至少需要三個月,在這之後還要進行調試,至少需要經過兩個月的調試期才能交付給客戶。“這就意味著從芯片流片到巴塞羅那展之間僅有五個月時間,以此倒推,最晚今年9月底流片工作就要啟動。”

  王靖明表示,雖然難度很大,但芯片廠商大致都會按照上述時間節奏往前推進,“如果9月底流片的話,芯片流片與設計凍結之間還要有三個月的間隔,這就意味著6月底芯片設計就凍結了。”

  記者注意到,隨著商用進程的加速,手機芯片廠商已紛紛推出了自家的5G芯片,這其中包括高通、英特爾、華為等,聯發科也在不久前公布了旗下的首款5G芯片M70。

  終端設計難度大也是5G終端不得不面對的問題,例如,由於多天線技術的應用,無疑會增大終端體積;5G高速率的數據傳輸也將使終端功耗加劇。

  當然,對於5G終端的形態業界已有很多思考,例如為滿足更沉浸化體驗的顯示,終端可能需要包含大屏、折疊和3D曲面等特性,除了智能手機以外,還包括CPE類產品、5G PC/平板以及VR/AR產品。此前,高通就已推出了5G終端的參考設計模板。

  從終端品類來看,手機是市場大、價值高的頭部產品,而多種形態智能硬件當前規模小,但市場增長快,是5G重要終端品類。值得關注的是,業界普遍認為,5G本身的前沿屬性決定了初期的5G終端將主要是旗艦產品,暫無中低端解決方案。

  不過,如果回顧過去3G、4G時代的情況,3G網絡試商用兩年後開始出現千元機,而到了4G時代,千元機在4G手機發布之後6-9個月就出現了,那么5G時代,千元機是否也會加速到來呢?

  王靖明告訴記者,芯片和終端提供商最大的訴求就是要降低門檻,領先芯片廠商一般都希望芯片不漲價,但功能越來越強,因此芯片廠商都有充足動力研發滿足千元機檔位的芯片。

  中國電信也提出了其在5G終端方面的主張,中國電信認為,與4G終端相比,面對多樣化場景的需求,5G終端將沿著形態多樣化與技術性能差異化方向發展;5G初期的終端產品形態以eMBB場景下手機為主,其餘場景的終端規劃將隨著標准與產業的成熟而逐步明朗。

  據了解,在推動5G終端發展上,中國移動已明確,2018-2019年將聚焦兩大任務,一是推進5G終端基礎通信能力成熟,二是探索5G應用場景和終端形態。

  5G行業應用逐漸成熟

  去年底NSA標准發布,如果說那時的5G還如霧裏看花,半年後的今天,可以說5G已經是夢想逐漸照進現實。

  運營商在早前的展覽中為了演示5G大帶寬、低時延等特性,仍然利用的是4G網絡,之所以可以實現較低時延體驗,原因之一可能是由於在終端上增加了邊緣計算功能,減少了回傳消耗時間。在上海展期間,運營商均展出了基於5G試驗網的應用,如自動駕駛、8K超高清視頻等。

  5G的三大特性分別對應消費級和行業級應用,其中,在消費級應用中,移動視頻業務被認為是5G時代個人用戶ARPU(每用戶平均收入)值增長的首要關鍵,而在行業應用中,5G與垂直行業物聯網應用的深度結合被認為是運營商最大的增收契機。

  雖然5G的商業模式尚待挖掘,但當前可以看到的第一大應用場景就是視頻。目前的實時流媒體經常受限於帶寬不足,導致流暢度方面體驗不佳;在運動的車輛上,用戶想要獲得高清晰視頻也是很困難的,在這些情況下,5G都有用武之地。

  除此之外,AR、VR也被認為是一個重要應用方向,這兩項業務對與通信網絡的時延和帶寬都有很高要求。

  相比於傳統的大流量應用,5G更為重要的應用在垂直行業,而這也被視作5G將深刻影響行業格局的重要原因,“5G時代,市場競爭不再局限於運營商之間,也不僅僅是運營商與互聯網公司的競爭,設備商等都可能參與到行業應用蛋糕的劃分中。”上述展商告訴記者。

  在眾多行業應用中,目前產業界認為空間比較大,確定性也比較高的包括車聯網、自動駕駛以及工業控制等。“4G大帶寬在移動互聯網時代的應用已經非常成熟,5G帶寬會更大,但只是量變;真正引起質變的是5G在工業控制和車聯網等領域的應用,產業鏈參與者也都非常關注。”一位地方運營商人士向記者說。

  以車聯網應用為例,雖然網絡側難度不大,但是要實現完全的自動駕駛,需要對道路進行方方面面的改造,包括鋪設傳感器、交通路況信息的實時回傳與收發,除此之外,車與車之間的信息反饋、路網信息的結合也面臨大量改造。

  也有觀點認為,為滿足車聯網等應用,一般的道路雖然需要進行大量的改造,但在高速公路上是可以更容易實現的。

  當然,車聯網有多火爆可以從一份數據中看出端倪,埃森哲調研發現,消費者對駕乘體驗的要求越來越高,70%消費者願意為心儀的車聯網服務(信息、安全、娛樂)額外付費;而且,造車新勢力已經由概念宣傳步入車型量產。據不完全統計,新興造車企業已經突破60家,並且這一數字仍在不斷增長。

  近期,領先廠商在車聯網領域動作不斷,中國移動整合內部資源成立中移智行公司,將面向智慧公路、自動駕駛、飛聯網等智能大交通領域拓展相關業務;華為戰略部門也表示,在未來一年中,車聯網將會是華為的戰略重點。

  至於工業領域的應用,也有很大潛力,特別是5G+工業對於提升工廠的自動化、智能化水平有很大幫助,雖然5G商用初期在工業中的應用可能不會那么多,但在展商看來,中國已經提出“中國制造2025”,因此2025年也將是工業控制等行業應用成熟的重要時間節點。

  據了解,3GPP已經開始研究如何利用5G支持工業自動化等垂直行業的訴求;同時,基於5G第一階段全功能標准化工作完成,5G與垂直行業的融合今後也將在多個領域同時開展。

[责任编辑:蒋琳]
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