盡管全球大部分地區缺乏足夠的4G長期演進(LTE)覆蓋,但移動運營商和供應商已經開始努力推出5G網絡。
推動行業向5G網絡邁進的主要因素有兩個。隨著數據服務的需求大幅增長,這就要求更快、更高容量的網絡,可以提供視頻和其他內容豐富的服務;以及物聯網(IoT)技術的激增,這些技術正在加劇設備大規模連接的需求,并且只能通過5G提供超可靠和超低延遲網絡。此外,智能車輛、智能電網、智能建筑和電子健康等智慧城市應用的無縫互連也需要5G的支持。此外,5G也有望開辟新的用例,如增強現實和高分辨率視頻共享等。
5G的基礎
世界各地也為推出5G網絡采取了切實的步驟。例如,包括許多核心5G網絡組件在內的諸如LTE-Advanced(LTE-A)和LTE-A Pro之類的增強型4G網絡已由若干運營商推出。據德勤透露,截至2016年10月,全球已有166家運營商推出了LTE-A,12家運營商推出了LTE-A Pro業務。
LTE-A旨在提供高達3Gbps的最大下行速度和高達1Gbps的最大上行鏈路速度,而LTE-A Pro可提供超過3Gbps的更快速度。而預計5G將以這些速度為基礎。
到2017年底,超過200家運營商可能會提供LTE-A業務,超過20家可能推出LTE-A Pro網絡。
就5G標準制定而言,2017年2月,國際電信聯盟(ITU)發布了5G網絡規范草案,預計將于2017年11月舉行的國際電聯下一屆國際電聯會議上最終敲定。根據這些草案規范,5G網絡應具有至少20Gbps的下行鏈路峰值數據速率和至少10Gbps的上行鏈路峰值數據速率。同時,在密集的城市地區,最小實現的下行鏈路和上行5G數據速率分別為100Mbps和50Mbps。此外,5G網絡在每平方公里范圍內必須至少支持100萬個連接設備,并且在不同頻率之間遷移時不出現任何服務中斷。除此之外,所有運營商必須始終保持至少100MHz的5G帶寬可用,高頻段最高可達1GHz。
同時,第三代合作伙伴計劃(3GPP)也在制定全球5G標準。為此,它已與國際電聯合作開展了兩階段研究計劃。第一階段將重點關注高達40GHz頻率的5G部署的商業需求。預計將在2018年9月前完成。第二階段將于2018年開始,并將于2019年12月前完成。它將重點關注高達100GHz的頻率,以及國際電聯“國際移動通信(IMT)-2020”愿景下概述的5G部署的關鍵性能指標。
全球5G測試狀況
全球幾家電信運營商和供應商正在進行5G測試,以期在該技術實現商用之前建立所需的生態系統。5G的早期測試始于2014年,由日本NTTDOCOMO美國的AT&T領頭進行。但是,直到2016年才開始進行大規模測試。
美國是第一個為5G用力確認和開放高頻頻段的國家。美國聯邦通信委員會已經預留了11GHz的高頻頻譜部署5G技術。美國幾家運營商也已經宣布了進行5G試驗的計劃。例如,2017年2月,Verizon公司就計劃在2017年在11個城市進行5G試驗。它還在2017年世界移動大會(MWC)上宣布與思科合作;根據該協議,思科將提供其基于云的5G分組核心解決方案、移動回程基礎架構、虛擬化托管服務等。
韓國和日本也已經采取步驟,將在2018年冬季和2020年夏季奧運之前,推出商用5G技術。為此,韓國電信運營商SK電訊與愛立信簽署了協議。另一家位于韓國的運營商KT公司也計劃在2018年冬季奧運期間提供試用5G服務。
同時,在日本,NTT DOCOMO一直在進行5G測試,現在正在把重心轉移到5G業務案例的開發中。該公司表示將從2017年5月底開始,基于其5G試點,與合作伙伴公司就“標準化新服務”進行合作。該公司將利用5G的優勢,如低延遲、超高速、超大容量和大規模設備連接等開啟新的收入來源。
在供應商方面,LG Electronics和高通將在2018年上半年合作測試車載5G和Cellular-V2X通信。LG目前正在使用高通的聯網汽車平臺開發汽車連接解決方案。高通還與愛立信合作,在2017年下半年期間使用沃達豐和NTT DOCOMO的移動網絡進行5G新無線電(NR)測試。兩家公司還計劃在澳大利亞運營商Telstra的網絡上進行5G測試。
諾基亞網絡與英國思博倫通信公司合作,推出了5G實驗室即服務(LaaS),這是一個用于測試5G自動化技術的平臺。5G LaaS將加快諾基亞的虛擬網絡功能和物理基礎架構的部署。此外,5G LaaS有一個自助服務門戶,可以支持數千個設備和傳統網絡連接,工程師可以使用它們開發新的5G測試平臺。2017年2月,諾基亞就宣布與英特爾合作,分別在美國和芬蘭成立了兩家聯合5G測試設施。
設備生態系統
截至2016年底,一半以上的4G手機有都支持LTE-A,允許最大下行速度高達150-600Mbps。能夠通過LTE-A網絡傳輸千兆速度的第一個移動路由器也于2016年底推出。
中國運營商中興通訊在2017年MWC上發布了世界上第一款與5G網絡兼容的智能手機。中興表示,該款智能手機能夠實現高達1Gbps的下載速度,比目前4G網絡提供的速度快了近10倍。
在2017年MWC展會上,三星也展示了其5G兼容的商業產品。其中包括5G家庭路由器、5G無線電基站和5G現代芯片組。其部分5G產品的商業部署已在美國進行。
后續步驟
雖然2020年被認為是5G商業化的指定日期,但是隨著3GPP最初5G規范可能于2018年年初實施,5G部署的第一階段預計將在2019年初進行。同時,由于進行了幾項先進的測試,中國、日本、韓國以及美國發達市場的5G生態系統很可能在2020年建成。然而,發展中市場可能需要稍等一段時間才能實現5G商用。在大規模采用5G之前,他們必須解決所面臨的基礎設施和技術挑戰。
像4G一樣,同一市場的不同運營商可能會在不同時間推出5G服務。此外,每個運營商都可能需要幾年的時間才能完全推出5G服務,從城市和郊區開始,然后逐步轉移到農村。因此,在不久的將來,5G網絡將與2G、3G和4G網絡相結合。某些運營商可能會關閉其傳統網絡(主要是2G),并重新分配該頻段,從而有效利用更高頻段技術。
展望未來,應該充分利用部署LTE-A、LTE-A Pro網絡以及5G測試所獲取的經驗,支持5G網絡的商用。