专题报道
返回首页
当前位置: CompoTech China > 专题 > 专题报道 >

5G 接入网、核心网分段演进,NR 只是第一步!

时间:2018-08-16 16:52来源:Compotech 作者:任苙萍 点击:
三大应用场景非一蹴可几!"变现力"亦有待发掘

 

首个 5G NR 的独立组网 (Standalone, SA) 标准终于问世!但为何,关于 5G"纯属炒作"的杂音仍时有所闻?市调机构 Ovum 分析原因不外乎:1.物联网 (IoT) 虽被视为 5G 主要应用之一,可惜低功耗广域网 (LPWAN) 的大量机器连接标准并未列入 5G 标准制订的初始阶段——若运营商持续使用 Cat-M 和 NB-IoT,2022 年之前,或有望看到 5G LPWAN 商用技术;2."固定无线接入"(FWA) 适用性受限,而"增强型移动宽带"(eMBB) 短期内无法为运营商开启新服务;3.目前多数人的 5G 初体验并未感受到 1Gbps 吞吐率的快感。
 
有别于 3G 到 4G 的整体演进,5G 为同时应对 eMBB、超可靠低延迟通信 (uRLLC) 和大规模机器通信 (mMTC) 三大应用场景,3GPP 决定将接入网与核心网分段实施、各自独立演进,亦衍生多种网络部署选项。第一期是今年底以前先就 NR 发布 Release 15 (R15),主要参考依据为南韩奥运和美国 FWA 试行结果;第二期是明年底前订定 R16,将包括核心网络在内的完整 5G 架构全面标准化。Ovum 相信,大部分运营商将等到 2020 年后、待两阶段工作都完成,才会开始部署商用网络;因为 R16 底定前,恐有标准不兼容的问题。
 

图1:3GPP 之 5G 提案时程
资料来源:http://www.3gpp.org/ftp/Information/presentations
 
5G 引动光学网络升级循环,Small Cells 蚂蚁雄兵助威
话虽如此,Verizon、韩国电信等运营商仍抢先释出自己的 5G 规格,至于是否能"步入正轨"?今年下半年将见分晓。其中,爱立信 (Ericsson) 因与众多无线团体都有合作,可能最接近正确答案。Ovum 主张,5G 发挥效益的前提是:1.在发展新服务模式前,成功形塑商用示例;2.证明无线电与核心技术的改变,将带来令人惊艳的效率表现;3.由技术商与运营商共同建立平台,提供范围更广、距离更长的传输。他们强调,5G 需要创造新的服务模式和市场,如果只着眼于速度较快的手机网络,将不具诱因、流于空谈。
 
那么,5G 对于普罗大众的意义究竟为何?Ovum 认为将体现在下列面向:宽带接入、增強现实 (AR)/虚拟现实 (VR) 等沉浸式移动娱乐、低延迟的实时社交体验、4K 超高清 (UHD) 媒体串流和下载、远距医疗保健以及 IoT 大量机器通信。他们指出,早期较高调的运营商,多放眼今年南韩平昌冬奥、澳洲英联邦运动会,以及 2020 东京奥运和 2022 卡塔尔世界杯等大型体育赛事而来,但美国电信商却志在藉 5G 为 FWA 创造新营收,以 Verizon 最积极;AT&T 属意 eMBB 优先,虽曾试行 FWA 却未公告商用信息。
 
图2:5G 可增进 VR 头戴设备的体验质量 (QoE)
资料来源:Ovum提供
 
T-Mobile 将使用 600MHz 频率,重视覆盖率甚于容量;Sprint 则选定 2.5GHz 发展大规模多输入多输出 (Massive MIMO) 技术,从 LTE 转向 5G。为加速 5G进展,"5G公开试验规范联盟"(5G Open Trial Specification Alliance) 亦动作频频;除了拟订 5G 技术规格的通用协议,还与芯片、设备及网络厂商合作,快马加鞭催生商用解决方案并发展、验证用例。Ovum 认为,5G 具有类似蝴蝶效应的乘数效果,将引动光学网络 (Optical Networking) 升级循环;通过"小型蜂窝基站"(Small Cells) 的大量部署,最终将把 5G 扩展至全球所有角落。
 
中国大陆倾力发展 5G 核心架构,Microsemi 抢头香
与此同时,云端解决方案供货商 (CSP) 亦有借助光学网络扩大市场的压力,加上移动及专用 VR 的推波助澜,中、美两国的光学网络设备支出不断上升,中国大陆近年表现尤为突出:2015~2016 年成长 14%、2016~2017 年更成长 17%,为市场主要动能。Ovum 分析,eMBB 为运营商提供额外网络容量,以支持更高传输率并服务更多使用者,可望因新用户及设备规模挹注而提升短期营收,FWA 则有机会创造新营收;在某些特定场域,FWA 较光纤到府 (FTTP) 更具成本优势且容易部署,惟受限于经济状况或运营商本身特性,并非所有市场皆适用。
 
图3:FWA vs. FTTP 的适用坐标落点
资料来源:Ovum提供
 
Ovum 指出,如何更好运作、供更多人使用是 FWA 的新任务,而有线、无线运营商未整合是 5G FWA 前行的最大障碍,业者应多思考:FWA 是否只供住宅区的消费者使用?当使用者越来越多,升级途径为何?最后是如何确保用户的体验质量 (QoE)?值得关注的是,中国大陆正倾力发展 5G 核心架构;以中国电信为首的"下一代光传输网络论坛"(NGOF) 联盟,旨在定义符合 5G 部署需求的融合光传输网络 (OTN)。同为创始会员的美高森美公司 (Microsemi),日前宣布与中国电信北京研究院合作开发下一代 OTN 处理器——DIGI-G5。
 
有鉴于针对 5G 射频拉远单元 (RRH) 规划的 25 / 50 / 100Gbps 端口速率,会显著增加射频单元到移动边缘的流量;而光传输网络最多可将端至端延迟降低 50 倍,对自驾车等 uRLLC 应用至关重要。DIGI-G5 可将单跳 (single hop) 总延迟减少至 1微秒左右,并整合近 2T 位的片上光通路数据单元 (ODUk) 交换功能,实现"刚性流量隔离"(Hard Traffic Isolation)、进一步增强网络切片,把 OTN 从城域网扩展到接入网、作为 5G 分组光学拓扑,融合同步、延迟和网络切片等关键技术,协助运营商建立规模经济,将于今年下半年供样。
 
"多接取边缘计算"力求超低延迟
另为满足原始设备制造商 (OEM) 对精密时间协议 (PTP) 的 C 类要求,DIGI-G5 还提供奈秒级时间戳精度、以及 OTN 携带关键时间信息的机制。Ovum 表示,随着 5G 商用时程逼近,电信运营商为免落后、将加快竞逐脚步;新生态正在兴起,在无线电接取网络 (RAN)、光纤、交换器和路由器驱动下,光学组件亦将受惠于 5G 资本支出增加而成长。Ovum 亦留意到"多接取边缘计算"(Multi-access Edge Computing, MEC) 的崛起——在网络边缘分散化云端计算,由本地产生、主持并处理应用和内容,"超低延迟"为其优点。
 
图4:Microsemi DIGI-G5 之核心/城域 P-OTPs 1 Tbps + 示意图
资料来源:https://www.microsemi.com/product-directory/
 
"多接取边缘计算"适合网络切片并趋于虚拟化,惟须克服标准多元、实施成本、资源分配及与衔接开发者社群的问题,有些组织现正利用 LTE 及 AWS Greengrass 进行初期商业应用的概念验证 (POC),5G 标准制订的第二阶段拟针对 MEC 具体定义。此外,软件定义网络 (SDN) 与网络功能虚拟化 (NFV) 将为有线宽带市场产生推力和拉力,许多运营商正将光学网络设备管理及控制接口 (OMCI) 移至云端。藉由控管 SDN / NFV 零碎容量,为不同应用、用户创建网络切片,既可通过自动化省成本、又便于及时推出新方案增加营收。
 
预估 2017~2022 年,SDN / NFV 市值将从 96 亿美元成长至 340 亿美元,年复合成长率 (CAGR) 达 28%,供货商也不再限于传统电信设备商。另一方面,5G 移动通信回程网络 (MBH) 与前程网络 (MFH) 将面临以下挑战:1.大规模网络规划技术的优化;2.产业构面优化;3.产业须在应用时机和方案推出、商业模式和损益目标,以及技术取向须有更宽广的视野;4.CSP 须开始建置网络资产、获取光网资源并针对部署目标做差异化。现阶段当务之急是:将"用例"转换成能创造实际现金流的商业典范。
NR 出线后,5G 启动新一轮竞赛

Ovum 预估,在连接汽车和工业的带领下,大带宽 IoT 应用很快就能见到,但众所瞩目的指标门坎:10Gbps 吞吐量或延迟时间<1 毫秒,短期内难以实现。不过为争取更多可用频段,3GPP 采高频及窄频分头并进,新定义两个区间:一是位于 24GHz 和 39GHz 之间的毫米波频段——n257 / n258 / n260,二是涵盖 6GHz 以下频率 (Sub-6GHz)、包括 3 GHz 以上的新频段,如 n77 / n78 / n79,以及重新定义的 LTE 频段 n41,而 3.5 GHz 是当中最热门者。此外,即使 5G 时代到来,NB- IoT 也不会消失,调制解调器仍有 10 年的产品生命周期。
 
图5:5G 三大应用领域
资料来源:Ovum提供
 
Ovum 说明,5G 最初是藉设计更强大且优化的正交频分多任务 (OFDM) 空中接口支持 5G 移动宽带,获 3GPP 在 2017 年正式采用成为 NSA NR 标准,今年 6 月再拍板 SA NR 标准,具有以下特性:1.为不同用例支援多接入;2.支援时分双工 (TDD) 和频分双工 (FDD);3.与 Massive MIMO、毫米波、先进频道编码和以设备为中心的移动性等无线技术结合;4.延迟性远较 LTE 低;5.与现有空中接口技术共存。虽然包括授权/非授权/共享的高、低频正式频谱,要到 2019 世界广播与电视会议 (WRTC) 才会定案,但运营商不会枯坐干等。
 
由于 2G 和 3G 的频率可重新分配给 LTE,且运营商考虑到现有消费者基础,需持续投资 LTE 和 LTE-Advanced Pro——LTE-A (R10、R11、R12) 让运营商接触到多重空中接口/高顺位聚合,以及共享/非授权频谱等 5G 技术,而传输率达 2Gbps 的 LTE-A Pro (R13、R14),可能作为 5G 备援网络;它将继续演进,以符合国际电信联盟 (ITU) 5G 需求,但日后或会更名。Ovum 提醒,5G 核心的启动需有完整的 5G 服务效益说服运营商和消费者,而 5G NR SA 整体架构最快要 2020 年才能就绪,有利于新进运营商冲刺覆盖率。
 
图6:5G 低频、中频和高频侧重点
资料来源:Ovum提供

 

(责任编辑:helen)
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名:密码: 验证码:点击我更换图片