各國競相發展5G

 

美國正在積極建設公眾5G網絡，例如T-Mobile采用600MHz頻譜，在2019年12月推出了美國第一個全國性5G網絡，在網絡覆蓋方面，目前已在49個州和波多黎各投入運營，不久將在更多城市上線。AT＆T公司7月23日宣布，其5G網絡現已在全國范圍內運行，該網絡于2017年開始在美國主要城市進行測試，并開始推出商用。這是繼T-Mobile公司之后，又一個在全國部署5G網絡的公司。

 

現在AT＆T公司增加了40個支持5G的新市場，遍及美國395個市場、超過2.05億客戶。AT＆T正在使用低于6GHz（AT＆T稱之為5G）和毫米波（AT＆T稱之為“5G+”）技術部署5G，后者僅在美國部分市場提供。Verizon在2020年6月22日宣布，最近在德克薩斯州和明尼蘇達州完成了動態頻譜共享（DSS）試驗。在實時網絡環境中進行的試驗表明，LTE和5G NR服務同時在低頻段運行，數據會話有效完成，有望在2020年在全國范圍內推出5G。據2020年7月28日媒體報道，德國電信在5G部署方面稱，已提前實現了2020年覆蓋德國一半人口的目標，現在計劃在年底前實現5G覆蓋德國2/3的人口。

 

日本也在大力發展5G。據日本矢野研究所2020年6月23日公布的資料，到2020財年，NTT docomo、KDDI、軟銀和樂天的5G服務合同累計數量將為1185萬，國內5G智能手機的出貨量（基于制造商的出貨量）將為1333萬。

 

但是，作為日本第一大移動公司，NTT docomo在業績公告中宣布，截至2020年8月1日，其5G合同的數量僅為24萬，可見日本5G用戶發展不盡如人意。總務省分配給各移動公司的5G頻段為3.7GHz頻段、4.5GHz頻段和28GHz頻段，信號傳輸距離不遠，基站數量要求很大，面對這種嚴峻形勢，日本政府十分著急。

 

為解決這個難題，總務省于2020年6月宣布了一項新目標，即到2020財年底，將移動運營商建立的5G基站數量增加到21萬個以上，是最初計劃的3倍。實現這個目標的方法就是全面采用“DSS”技術，如果將現有4G中使用的頻段轉換為5G共享，使移動公司很容易獲得5G基站，可以立即擴展5G區域。日本政府為了扭轉5G落后局面，把DSS技術當作救命稻草，想用DDS快速提高5G全國覆蓋率，以便扭轉落后局面。這種做法效果如何，還得經過實踐檢驗。在5G網絡部署方面，日本也意識到自己落后了。

 

專用5G網絡受青睞

 

除在建公眾5G網絡外，又出現了本地5G、私有5G，這兩種網絡可以稱為專用5G網絡。因為5G所用頻率很高，傳輸距離受限，同時信號又容易被障礙物阻擋，因此大面積覆蓋難度較大，而工廠、企業，學校、機關、城區又是非常需要5G的地方，在這種范圍不大的地區，5G信號覆蓋相對容易些，因此專用5G網絡應運而生。

 

美國研究公司Harbor Research預測，到2028年，本地5G將使IoT（物聯網）市場規模達到3560億美元。本地5G與私有5G從技術上來看并沒有太大區別，本地5G所用頻率由承擔方負責申請，5G設施由承擔方采購，網絡建設、運營、使用和維護，也由承擔方負責。而私有5G，網絡設備采購、建設、運營和維護都由移動公司負責，并以租賃方式交工廠等單位使用。由于私有5G是工廠專用的網絡，是服務可視的定制化專屬網絡，數據不會通過公共5G網絡傳遞，因此不存在諸如通信擁塞之類的外部因素，并且很容易確保安全性。還有，移動行業企業可以通過網絡切片技術為工廠提供定制的核心網絡。

 

現在業界已經形成這樣的共識，即“4G改變生活，5G改變社會”“5G的80%將用在工業互聯網領域”。顯而易見，5G的應用場景應該主要是工業。雖然從5G商用以來，5G應用仍以試驗居多，主要面向個人用戶，但是最近歐洲情況發生了變化。

 

美國汽車巨頭福特汽車2020年6月25日宣布，與沃達豐簽訂合同，在英國的埃塞克斯電動汽車電池工廠引入私有5G網絡。根據兩家公司的聯合聲明，該項目是英國政府支持的6500萬英鎊5G投資計劃的一部分。福特工廠的私有5G網絡將取代現有的Wi-Fi網絡，以加速電動汽車零件的生產。

 

近幾年來，德國工廠中使用無線網絡是由Wi-Fi網絡開始的，因為它傳輸數據量大，而且不用通信費，因此得到廣泛應用，但它的信號不穩，同時安全性也差，因此在關鍵部位使用，讓人擔心。后來德國工廠引入專用LTE解決了人們的擔憂，但隨著智能制造業的發展，LTE與5G相比難以滿足工廠對帶寬、時延、速率的要求，這時專用5G就派上用場了。

 

德國制造業無線網絡應用可以說是從私有LTE到本地5G不斷發展的過程。工廠自動化正在進行中，需要擁有實時無線控制的機械臂和自行式機器人，目的是提高生產率并確保質量。為了實現這些目標，正在逐步引入專用LTE，但是根據工廠的規模和生產過程的復雜性，從已有的經驗看，LTE還不足以支持它，因此專用5G就是必選項。此外，從制造過程中獲得的各種數據會通過私有5G網部署在邊緣終端或云上，實時收集并由AI（人工智能）進行處理，因此自動化很容易。在本地5G方面，德國一些工廠、企業等單位，已獲得5G頻段使用授權，這對提升德國智能制造業的能力將起到重要作用。

 

日本同樣是制造業強國，為了促進工業向智能制造發展，日本對專用5G的發展，也極其重視，日本總務省制定出頻率規劃，對專用5G劃出專用頻段。日本信息通信委員會“本地5G研究工作組”，也在研究“根據本地需求使用5G構建相對較小范圍的通信系統”的“本地5G”。日本總務省制定了5G頻率規劃，并規定了本地5G的使用頻率。

 

日本的企業和移動公司也開始重視專用5G，例如，近日，豐田生產工程公司選擇諾基亞在其制造設計中心安裝了工業級專用5G網絡。2020年5月20日，軟銀公司宣布將從2022年開始提供“私有5G”服務，利用分配給軟銀的5G頻段，并在限定的區域（如本地）對需要使用5G網絡的企業提供5G網絡服務，同時負責網絡的建設和運營。

 

為什么軟銀著手在全國范圍內建設公眾5G網絡的同時，又要提供私有5G之類的網絡服務呢？這是因為分配給軟銀公司的5G頻率非常高，并且因受到了日本國內衛星通信的干擾，設置基站難度很大，并且很難擴展覆蓋區域。軟銀使用分配的5G頻段在5年內5G部署率僅為64％，遠低于NTT docomo或KDDI。因此軟銀就表現出對私有5G非常大的興趣。如果將5G頻段用于不受衛星通信影響的特定場所的建筑物中，則可以輕松解決上面說的許多問題。

 

因此，通過為企業提供限定位置的5G網絡，可以有效地將5G頻段用于商業服務，并爭取優質客戶。由于軟銀的5G網絡將在2021年下半年運營，因此私有5G的提供時間大約在2022年左右。由于軟銀的私有5G可以在全國范圍內使用，這可以通過與公眾5G鏈接，在私有5G內部和外部進行數據連接和計費，實現服務的多樣性。當然，提供私有5G也面臨挑戰，軟銀是否會為私有5G分配專用頻率尚未可知，如果分配了專用頻率，則公眾5G可以使用的頻率數將相應減少，因此，人們擔心這是否會影響5G容量，如果使用相同的頻率，則可能會受到相鄰5G基站的干擾。

 

DSS技術惹爭議

 

DSS技術作為5G網絡的補充和輔助，不失為一個不錯的選擇，它存在不少優勢，但拿它做為5G網絡的支撐技術，在全球引起不少爭論，支持的有，質疑的也不少。

 

對于DSS技術，美國和日本各大移動運營商態度截然不同。有的運營商基于5G頻率缺乏問題，對部署DSS態度非常積極，已列入工程計劃，這方面以日本的軟銀公司與美國的Verizon、AT&T公司為代表。有些公司態度比較謹慎，雖然己準備工程安排，但還是有些擔心，例如KDDI公司。

 

此外，以NTT docomo和美國的T-Mobile為代表，因為其5G頻率資源沒有問題，因此對DSS技術沒有計劃安排。NTT docomo認為有DSS技術支持的5G，在提供的帶寬和速率方面達不到真正的5G指標，所以它不是真5G，而是偽5G。