4G商用在國外開展不過數年時間,在國內全面商用時代也才剛剛開啟,現在提及5G似乎是很遙遠的事情,但是行業內熱情湧動,行業機構、設備商都為之傾注了極大熱情。5G,實際上距離我們不再遙遠。
當前,全球通信行業正在不斷探索實現5G的基礎技術和架構的各種可能性。根據國際電聯(ITU)設定的時間表,預計2016年將啟動國際標准制定工作,2017年底啟動5G候選方案征集,2020年底完成標准制定。
那么,5G會給人們生活和社會生產帶來什么樣的變化?在朝目標前進的道路上還面臨哪些挑戰呢?
可以操控數千公裏外的挖掘機
作為下一代移動通信技術,5G會改變每個人的工作和生活方式,使人類社會全面進入到數字化時代。
來看看這幾十年來移動通信的變遷,1G時代只能提供模擬語音業務,2G時代可以提供數字語音和低速數據業務,3G時代支持多媒體數據業務,4G時代能夠支持各種移動寬帶數據業務。可以說從1G到4G,主要解決的都是人和人之間的通信,“5G時代是要解決人與物、物與物之間的通信,並且在此基礎上實現無處不在的網絡連接,低能耗、更安全的網絡。”酷派高級副總裁兼CTO許奕波對《IT時報》記者表示。
這樣的說法也許不能對5G有直觀的了解,我們不妨來看看未來5G使用的具體情形。在今年初舉行的巴塞羅那世界移動通信大會上,愛立信展示了有關5G應用的Demo演示,其中遠程實時操作兩台挖掘機最為引人關注。一台挖掘機在展區內,另一台則在2500公裏之外的瑞典城市Eskilstuna。挖掘機上裝有360度的全景攝像頭,通過計算機進行視頻監控。用戶佩戴上虛擬實境眼鏡,仿佛身在挖掘機中,並且能對挖掘機進行操控,不管是展區內的挖掘機還是2500公裏以外的那台。
因為這次演示是基於4G LTE網絡,所以用戶體驗並不十分完美,時延有些長。但在5G時代,這就能成為現實,完全可以做到實時操控數百公裏或者數千公裏外的挖掘機,可以上午在美國挖,下午在英國挖。當然,5G時代人們也能遠程操控其他重型機械,比如在危險區域,無需人工在現場,“只要人和物體之間的通信鏈路延遲保持在極低情況下,這些都能實現。”愛立信技術人員稱。
另外一個可以預期的案例就是聯網汽車。聯網之後,車輛保險可調整為按行程收費的模式,高級診斷功能將能夠幫助駕駛員在路上修理汽車,甚至能基於位置感知功能幾乎零延遲地輔助駕駛員。
面臨一大波挑戰
今年2月,中國5G標准推進組織IMT-2020(5G)發布了《5G概念白皮書》。這份白皮書認為,5G主要技術場景主要有四種:連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接、低時延高可靠。連續廣域覆蓋,就是要為用戶提供無縫的高速業務體驗,即使是在高速移動等“惡劣”狀況下,實現100Mbps以上的用戶體驗速率。熱點高容量,是在局部熱點地區,為用戶提供極高的數據傳輸速率,比如達到1Gbps的用戶體驗速率。低功耗大連接和低時延高可靠主要是面向物聯網業務,比如在智慧城市建設的過程中,會有大量的設備連接入網,而且設備分布廣泛、數量眾多,這就需要5G網絡能夠支持超千億連接的支持能力,還要保證終端超低功耗和超低成本。
可以看出,5G和現在的4G技術有很大不同,用戶數據速率要更快、通信鏈路時延要更短、接入的設備要更多、頻譜的利用效率要更高。要實現這樣的目標,需要克服諸多困難。
5G時代,車聯網無疑將獲得發展良機,無人駕駛也會大行其道。“如果120公裏的時速,車輛1秒鍾就可以跑出幾十米,所以當人們在無人駕駛的時候網絡響應要非常快,否則就會發生重大事故。這對通信鏈路的低延時都提出了很高的挑戰,而且要確保百分之百的可靠性。”許奕波說道。
另外,在5G時代要連接更多的設備,每平方公裏差不多要覆蓋100萬台連接終端。基站部署無疑會更加密集,尋找站址資源、部署成本的提升,對運營商來說都是挑戰,而且還可能存在頻率幹擾等問題。同時不得不提到用戶對輻射的擔憂,用戶是否會接受自己的身邊都是基站的現實。
廠商“搶灘登陸”
雖然存在著諸多困難和挑戰,但是技術進步無止境,5G時代終究會來臨。而且從目前的情況來看,設備商、芯片商和終端廠商群情激昂,在5G研發上砸下重資,目前來看已經取得了一些進展。
愛立信在5G技術上的重大突破是:5G-LTE雙連接和5G多點連接。前者是指5G移動設備在LTE和5G無線接入網覆蓋區域之間移動,與這兩張網絡建立並行連接,然後再進行網絡無縫切換。後者5G多點連接是指移動設備並行連接兩個5G基站,速率無疑更快。
中興通訊方面則推出了“Pre-5G”的方案,這是介於4G和5G之間的概念。Pre-5G能夠提供遠遠高於4G的用戶體驗,例如吞吐率和延遲方面,將遠遠優於4G,甚至達到接近5G的水平。而Pre-5G與真正的5G區別在於:5G需要等待標准完成、芯片與終端成熟,才能被用戶體驗,而Pre-5G則可以在4G網絡上逐步引入,讓用戶更早體驗到類5G服務。
華為目前已經在5G組網架構、頻譜使用、空口技術、基站實現等多個領域取得了突破性進展。
在芯片方面,聯發科明確表示已經投入人力和資源進行5G方面的研發。手機終端企業對5G也加大投入,酷派公司稱每年投入1億元投入5G研發,主要圍繞與終端相關技術開展研究。
在產業鏈力推下,5G從理想變成現實的日子不會太遙遠。