德勤中國電信行業管理咨詢合伙人 程中
根據德勤全球的預測,我們將在2017年看到5G的部署采取重大、切實的舉措。
首先,擁有5G網絡許多核心要素的增強型4G網絡LTE Advanced(簡稱“LTE-APro”)將推出商用版:截至2017年年底,超過200家運營商有可能推出LTE-A,其中超過20家應已擁有LTE-A Pro網絡。
其次,將繼續制定5G標準。5G是多項技術集成的一個框架。關于5G標準的制定,已經有達成一致的計劃,從今年起至2020年,每一年都將有既定的重大步驟實施,到2020年的時候,數十個網絡將至少推出一項有限服務。
再次,至2017年,世界各地的800家運營商當中,數十家有可能主動參與5G服務的試驗、開發,以及某些情況下的商業部署。與之前幾年相比,發展的步調已有所加速。
5G:優勢明顯
5G的增強型性能將通過4G的兩個迭代網絡——即LTE-A和LTE-A Pro——分階段實現。2017年,其標準將在全球范圍內進行商業部署,每一次網絡升級的覆蓋范圍在不同市場有所不同:2017年年初LTE-A Pro的覆蓋范圍可能僅限于城市,之后將穩步鋪開。
兩種標準都包括5G網絡的要素,因此從中可以窺見5G網絡將為用戶、運營商和企業,提供顯著提升的速度、更低的延遲以及對低功耗低速率物聯網設備與傳感器的支持。
——蜂窩網絡千兆速度
LTE-A旨在實現最高可達3 Gbps的峰值上行速度以及最高可達1.5Gbps的峰值下行速度,LTE-A Pro的峰值速率更快,可達超過3 Gbps,5G的峰值速率則更快,達到數千兆位。現實世界的速度可能只有最高速度的10%~20%。
我們預計到2017年年底,數千萬甚至可能數億LTE-A用戶可以實現數百兆比特的峰值速率,但是在某些日常(“現實世界”)環境下,能夠實現的速度雖然只有數十兆比特,但仍然很快,與通過固定寬帶連接實現的速度不相上下。
2020年左右,5G網絡將在更大范圍內部署,屆時很大一部分用戶應該已經習慣了超過100Mbps 的連接速度。
——更高容量
相較首次發布的標準,LTE的迭代網絡旨在支持數量遠超之前的互聯設備。LTE-A Pro的容量是初始4G標準的10倍。提高容量的方法有很多種,其中包括:
采用更小的蜂窩:LTE-A和LTE-Pro使得基站可以放置在商場中的商店以及燈柱上,實現局部覆蓋。部署基于小蜂窩的密集網絡得來的經驗對于需要超密集網絡支持的5G的部署非常重要。
載波聚合:可以將分散的頻帶資源聚合在一起,從而提高容量和傳輸速率。這種方法還可用于聚合未經授權的頻帶。
多入多出(MIMO):在同一臺設備上部署更多的天線,從而實現更大容量。
中繼節點:在蜂窩邊緣和熱點提供更大容量。
采用頻率更高的頻帶。
這些方法都可用于5G的部署,它的容量將足以支持1000億臺設備。
——更低延遲
此外,LTE-A Pro的延遲要低得多。LTE-A Pro的延遲是600微秒,而標準 LTE的延遲是8000微秒。
更低延遲使得更多響應型應用程序——更為關鍵的是機器控制,如快速移動的機器——更具可行性。同時,對所有利用蜂窩網絡作為自動或部分自動控制系統一部分的車用應用程序也至關重要。
2017年,十余個延遲極低的LTE-A Pro網絡將得以部署,可成為某些應用程序的最佳試驗臺。這些應用程序正是因為響應時間顯著降低才變得可行。
——為物聯網提供特定支持
LTE-A Pro采用的另一項創新對5G至關重要,可以為物聯網設備提供特定的支持。LTE-A Pro采用了低功耗廣域網(LPWAN)的規格,可以支持互聯設備的低帶寬(最高達250Kbps)連接,其中許多設備均通過電池供電。網絡的這一部分旨在支持低功耗傳輸,這樣一來,設備在更換電池之前可以維持幾年的時間。
另外,LPWAN可以在低頻率下工作(180KHz,當前蜂窩網絡工作頻率的下限是600MHz),因此信號可抵達地下樓層和大樓深處,實現與電表、鍋爐以及其他通常安裝在地下樓層機器的連接。
物聯網有望成為5G網絡最重要的新應用之一,同時也是全新互聯方式的重要驅動因素之一。關于如何利用這一創新,LTE-A Pro網絡應在2017年以及之后的幾年里提供非常有用的反饋。
——反向兼容性
5G網絡將同2G、3G和4G網絡協同工作,5G手機有可能支持前面三代蜂窩技術。2017年,絕大多數國家有可能部署融合2G、3G和4G網絡技術的網絡及其每一個升級版本(GPRS、EDGE、HSPA、LTE-A和LTE-A Pro)。
屆時,同一個網絡的同一個用戶可能在某個地點實現 500Mbps 的連接速度,在其他地方實現50Kbps(0.05Mbps)的連接速度——這完全取決于地點。就固定和移動網絡而言,網絡性能的差別將越來越大,且這種情況將持續到下一個十年。
運營商與5G:邁向新藍海
5G產生的影響可能堪比大爆炸。它長長的引線——包括途中的里程碑LTE-A和LTE-A Pro——已經被點燃。5G是對4G重大而復雜的升級,并不是在最初發布的4G的基礎上一蹴而就,而是多年持續升級4G網絡的結果。
5G籌備的技術構建單元將在2017年一一部署,在有些市場已經就位。5G部署的基礎技術正在被廣泛采用。
——打造5G網絡
運營商在規劃5G相關路線圖時,應考慮結合基礎性技術,采用“核心外延型”方法,從而確保當5G來臨時已做好充分準備。
運營商應該更好地了解部署LTE-A和LTE-A Pro與5G所共有的網絡元素——如3D光束成形、載波聚合和多入多出——的經濟意義及性能。關于采用這些新方法的技術難題,尤其是其中與室內覆蓋相關的部分,運營商可從中獲得有用的經驗數據。
運營商還應該了解網絡密致化的相關問題,其需要更多的場地來放置基站。站址獲取的成本一直都很高昂,因此將需要新的方法來部署數百萬個蜂窩,大幅降低每個站址的開銷。運營商和各個機構應該更好地了解專門的低功耗低頻率網絡在多大程度上可以刺激物聯網的需求。
——5G網絡的營銷
部署5G是一個巨大的挑戰,而另一個巨大的挑戰則在于其營銷。部署速度更快的網絡所費不貲,預計僅在歐洲就要花費570億歐元。然而,更高的速率將為我們實現無法想象的效用,并且滿足人們現在還未意識到的需求,屆時可能會出現多種針對5G的“殺手級應用”。消費者對商品和服務的需求是沒有止境的,連接性只是其中的一個部分。
5G是多次重大升級的融合,而不只是一次單一的升級,將需要開展大量的工作,利用實用的應用程序和工具規劃不斷演變的網絡能力(從性能、范圍和價格等角度)。運營商的跨職能團隊——涵蓋了工程、客戶體驗、營銷和其他團隊——應保持一致,同時還應該同各種硬件、軟件和其他供應商(5G將大大提升他們的產品)密切合作。
同時,供應商和運營商需要廣泛宣傳性能得到顯著提升的蜂窩網絡的核心利益,并大力宣傳5G所代表的技術突破的獨創性:第五代蜂窩網絡將是迄今為止最為復雜的網絡,它建立在多項技術突破的基礎之上,如能用簡單易懂的語言進行解釋,將會讓所有用戶驚艷。公眾一直為虛擬現實、智能手表以及3D打印機這樣的創新心醉神迷。通常來講,如果連接速度變快,個人、企業乃至社會從中獲益更多。電信行業可能希望以一種簡化的方式來傳遞這些內在的機制——通過這些機制,高分辨率、高幀頻視頻能夠以表面上看起來無影無蹤的方式瞬間發送到全世界。
如果消費者對5G網絡神奇的運作方式有著最基本的理解,他們將更愿意為此買單,而不是僅僅將它視為一項商品化的工具。
連接性是現代經濟的一個核心推動因素。在未來幾十年里,得到增強的連接性有可能扶植和顛覆全球經濟產出中相當大的一部分。據估算,4G僅在美國就貢獻了價值1500億美元的經濟增長以及多達771000個就業崗位。
——移動應用的演變
企業應該開始嘗試基于更快速率、更高容量以及更低成本(每千兆字節)的新產品及新服務,考慮速度更快、成本更低的下載與更大容量的智能手機將如何改變使用習慣。例如,4G較之于3G速度更快,激發了在車內播放音樂、在公共交通工具上觀看視頻的潛在需求。
更快的速度有可能鼓勵更多用戶在外出時下載更多的應用程序,下載耗時將由此前的幾分鐘大幅降低至幾秒。這樣一來,更多用戶可能選擇使用應用程序,而不再是訪問相應網站。對零售商而言,可以借此實現功能更強大的用戶體驗,包括提供室內導航或利用指紋識別器實現一鍵式結賬。
4G和5G的迭代網絡發掘出一項重要的新能力——企業物聯網空間,在這一領域還需要開展大量的工作才能找到最佳的應用方式。
——固網的替換
運營商亟待了解部分消費者是否愿意采用LTE-A Pro(幾年之后即5G)替代現在入戶的固定寬帶連接。近年來,固定網絡的速度穩步提升,與此同時移動網絡也已跟上其步伐。相比安裝光纖,使用5G將會大幅降低成本。在部分市場,LTE的速度可以媲美通過WiFi訪問固定網絡。
在某些情況下,LTE-A Pro和5G可以為部分家庭提供足夠的覆蓋范圍、速率和容量,固定寬帶連接將略顯多余:只需一個LTE-A Pro或5G連接,即可滿足那些要求不高的家庭。
此類家庭可能擁有幾十臺互聯設備,如廚房家電和智能恒溫器,每一臺設備只是“吸吮”而不是“吞噬”帶寬,因此不需要速度非常快的固定連接。至于那些希望利用多個4K連接觀看體育賽事直播的家庭,可能還是需要固網連接,同時移動連接(5G或LTE-A Pro)也將能滿足他們的需求。
——遺留網絡的影響
運營商還應考慮是否以及何時關閉部分遺留網絡。例如,有些運營商可能樂于關閉2G網絡,重新配置頻帶以更高效地加以利用。2017年,少數幾家運營商可能關閉部分或全部2G網絡,但是絕大多數還沒有明確的計劃。
5G在中國:積極布局,前景可觀
2016年11月,中國5G推進組已公布5G網絡商用時間表。2018年各方企業將開始啟動試驗,2019年啟動5G網絡建設,最快2020年正式商用5G網絡。目前,國內5G無線技術已經完成第一階段實驗,5G無線和網絡關鍵技術主要性能已經完成,2018年將公布首個版本的5G標準。中國5G推進速度并不落后于其他國家,除韓國表示將在2018年冬奧會上推動5G試商用外,美國、歐盟、日本等國家均將2020年作為5G商用的重要節點,中國5G網絡部署速度與其保持同步。目前三大運營商均根據自身需求提出5G推進日程表,積極布局5G網絡。
——三大應用潛力巨大
5G能夠滿足超高流量密度、超高連接數密度、超高移動性特征場景下的需求,以下三大應用場景將直接受益于5G發展。
視頻:速度更快、低延遲與高容量是5G的三大特點,可以有效解決人流密集場景下由于網速慢且不穩定所帶來的手機觀看視頻卡頓的現象,消費者將越來越多地使用視頻與家人、朋友繼續互動。未來5G網絡峰值可達數十G,下載一部2G的高清影片只需6.4 秒,甚至更快。
VR:由于需要在短時間內傳輸大量數據,5G與VR的結合將實現流暢互動的同時幫助VR設備擺脫連接線的各種束縛,低延遲可使得用戶感受不到虛擬動作延遲,帶來更好的用戶體驗。
無人駕駛:5G網絡環境下,大幅提升的網絡速度將使端到端延時大幅壓縮至1毫秒,在1平方公里的范圍內,5G網絡將能夠為超過100萬臺物聯網設備提供超過每秒100M的數據平均傳輸速度,以使無人駕駛系統收集、分析路況信息,并做出更加及時、精確的判斷,大幅提升的安全性將推動無人駕駛汽車市場的蓬勃發展。2025年全球無人駕駛汽車將實現規模量產,銷量約為60萬輛,到2035年全球無人駕駛汽車銷量將達2100萬輛,而中國將成為最大的無人駕駛汽車市場,到2035年中國將擁有超過570萬輛無人駕駛汽車。