李 睿 劉旭峰 高 敏 遲 建
中國聯(lián)通研究院 北京 100176
5G,又稱IMT-2020,即第五代移動(dòng)電話通信標(biāo)準(zhǔn)、第五代移動(dòng)通信技術(shù)[1],已全面進(jìn)入研發(fā)測試與標(biāo)準(zhǔn)化階段。國際電信聯(lián)盟組織(ITU)已完成5G愿景研究,2017年11月啟動(dòng)了5G技術(shù)方案征集,2020年將完成5G標(biāo)準(zhǔn)制定。3GPP(3rd Generation Partnership Project)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)已于2016年初啟動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)研究,2017年12月完成非獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化,2018年6月已形成5G標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一版本,完成獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化,2019年底將完成滿足ITU要求的5G標(biāo)準(zhǔn)完整版本。目前,3GPP已確認(rèn)的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有:無線幀長度為10ms,子幀長度為1ms,子載波間隔為15KHz到480KHz;具有相同CP開銷的不同子載波在1ms內(nèi)符號(hào)邊界處同步;支持slot聚合,數(shù)據(jù)傳輸可以擴(kuò)展到1到多個(gè)時(shí)隙上。
在全球范圍內(nèi),各國組織積極參與5G技術(shù)的研發(fā),力爭5G標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)。日本成立5G移動(dòng)通信推進(jìn)論壇組織(5GMF),于2017年正式啟動(dòng)5G技術(shù)試驗(yàn)工作,NTT docomo正在組織十余家主流企業(yè)驗(yàn)證5G關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)及頻段篩選,計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)5G商用以支持東京奧運(yùn)會(huì);韓國2015年發(fā)布5G國家戰(zhàn)略,啟動(dòng)GIGA Korea項(xiàng)目,陸續(xù)投入1.6萬億韓元(約14.3億美元),于2018年2月平昌冬奧會(huì)上開展了5G預(yù)商用試驗(yàn),計(jì)劃2020年底實(shí)現(xiàn)5G全面商用;歐盟于2016年發(fā)布5G行動(dòng)計(jì)劃并啟動(dòng)頻率規(guī)劃,啟動(dòng)5G PPP、METIS等5G研究項(xiàng)目,啟動(dòng)5G技術(shù)試驗(yàn),力爭2020年實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)的垂直行業(yè)應(yīng)用;美國成立5G American組織,于2016年啟動(dòng)了5G外場試驗(yàn)并發(fā)布5G高頻頻段,投入約4億美元支持5G試驗(yàn)及研發(fā), 從2017年2月起已陸續(xù)開啟5G的部分預(yù)商用。
與此同時(shí),我國也積極部署5G研究。我國已成立IMT-2020推進(jìn)組,有效推動(dòng)了5G試驗(yàn)規(guī)劃的實(shí)施,目前已有56個(gè)成員,涵蓋了國內(nèi)外移動(dòng)通信的產(chǎn)學(xué)研用單位。我國已全面啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn),完成了5G關(guān)鍵技術(shù)方案驗(yàn)證,2018年1月啟動(dòng)5G系統(tǒng)驗(yàn)證,預(yù)計(jì)2019年進(jìn)入產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)階段,2020年實(shí)現(xiàn)5G技術(shù)的商用,如圖1所示。
在技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)階段(2015~2018年),由中國信息通信研究院牽頭組織,運(yùn)營商、設(shè)備企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共同參與。其中,關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證進(jìn)行了單點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)樣機(jī)功能和性能測試,包括大規(guī)模天線、新型多址、新型多載波、高頻段通信、極化碼、超密集組網(wǎng)、全雙工和空間調(diào)制。結(jié)果顯示,相對(duì)于LTE-A,大規(guī)模天線可實(shí)現(xiàn)3~4倍的頻譜效率提升,結(jié)合多址、編碼等關(guān)鍵技術(shù),可滿足ITU頻譜效率指標(biāo)(3~5倍)提升需求[2];相比于LTE,采用新型多址技術(shù)可獲得86%以上的下行頻譜效率提升和3倍上行用戶連接能力提升;相比于傳統(tǒng)的Turbo碼,極化碼在靜止和移動(dòng)場景下可獲得0.3~0.6dB的性能提升,同時(shí)與高頻段通信結(jié)合可實(shí)現(xiàn)大于20Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力,極化碼能夠有效支持ITU定義的三大場景;高頻段技術(shù)方案可行,利用高頻通信技術(shù)可滿足10~20Gb/s的ITU峰值速率指標(biāo)要求;通過大幅度降低帶外泄露,可有效支持相鄰子帶的異步傳輸,可滿足5G系統(tǒng)在統(tǒng)一技術(shù)框架下支持不同場景差異化技術(shù)方案的需求。技術(shù)方案驗(yàn)證針對(duì)不同廠商的技術(shù)方案,統(tǒng)一頻率、統(tǒng)一規(guī)范,開展單基站性能測試,以及無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)的功能、性能和流程測試,目前已在位于北京懷柔全球最大的5G試驗(yàn)外場完成30個(gè)站址建設(shè)并完成5G二階段網(wǎng)絡(luò)部分測試。在連續(xù)廣域覆蓋方面,測試所采用的天線端口(通道)數(shù)分別為64和128,天線陣子數(shù)分別為128、192和256,流數(shù)則分別為16、28和48,調(diào)制方式均采用256QAM,結(jié)果顯示,單用戶峰值速率超過1.6Gb/s,小區(qū)峰值速率超過10Gb/s,最高達(dá)到了28Gb/s;采用100MHz子載波帶寬更符合5G新空口的要求;天線通道數(shù)和陣子數(shù)的增加能夠帶來性能增益。在低時(shí)延高可靠方面,測試采用的TTI長度多種多樣,如0.125ms、0.2ms、0.25ms以及0.5ms等,子載波間隔也有所不同,包括30/60/75KHz,編碼方式有Polar、LDPC以及Turbo等,且均采用了自包含幀結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示單向空口時(shí)延均小于0.64m,可靠性>99.999%,滿足ITU要求。在低功耗大連接方面,測試均采用免調(diào)度技術(shù),采用不同的多址技術(shù)來進(jìn)行測試,包括SCMA、MUSA、PDMA,結(jié)果顯示,利用新型多址技術(shù)和免調(diào)度傳輸,可成倍提升系統(tǒng)的用戶連接能力,同時(shí)降低成本及功耗。同時(shí),各技術(shù)方案在熱點(diǎn)高容量(低頻)、熱點(diǎn)高容量(高頻)、高低頻混合場景等情境下完成了測試,進(jìn)行了射頻測試技術(shù)分析、功能測試技術(shù)分析、無線網(wǎng)高層協(xié)議測試技術(shù)分析、核心網(wǎng)測試技術(shù)分析,均可滿足ITU的指標(biāo)要求。
圖1 5G研究進(jìn)度
目前,5G技術(shù)已經(jīng)確定了8大關(guān)鍵能力指標(biāo):峰值速率達(dá)到20Gb/s、用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)率達(dá)到100Mb/s、頻譜效率比IMT-A提升3倍、移動(dòng)性達(dá)500Km/小時(shí)、時(shí)延達(dá)到1毫秒、連接密度每平方千米達(dá)到106個(gè)、能效比IMT-A提升100倍、流量密度每平方米達(dá)到10Mb/s[3]。較 4G而言,5G在能力和效率上都將實(shí)現(xiàn)大幅跨越,如表1所示。
表1 4G和5G關(guān)鍵能力指標(biāo)對(duì)比
和4G相比,5G的提升是全方位的,5G的速率、穩(wěn)定性和安全性遠(yuǎn)高于4G,能耗和時(shí)延卻顯著低于4G,具備了低時(shí)延、高可靠、低功耗、高容量的特點(diǎn)[4],將更好地滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求。
在3G時(shí)代,3GPP定義了4種基本電信業(yè)務(wù)類型:會(huì)話類、流媒體、交互類和后臺(tái)類。通信技術(shù)的發(fā)展,使得電信業(yè)務(wù)不斷更新、擴(kuò)展,后臺(tái)類業(yè)務(wù)擴(kuò)展成為傳輸類和消息類,同時(shí)涌現(xiàn)出大量物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),包括采集類和控制類[5],如圖2所示。
超高清、全息影像、3D和浸入式顯示方式的出現(xiàn),推動(dòng)了流類、會(huì)話類和交互類業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展,高清流媒體的播放將更加流暢,與用戶的交互方式將更加多樣化、更有趣味性。傳輸類業(yè)務(wù)開始大量采用云存儲(chǔ)方式,為用戶帶來可比擬光纖的接入體驗(yàn)。在消息類業(yè)務(wù)中,OTT消息類業(yè)務(wù)將逐步成為主導(dǎo)性應(yīng)用,短信和彩信的業(yè)務(wù)量將進(jìn)一步下滑。5G技術(shù)高容量、低功耗的特點(diǎn),推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)采集類業(yè)務(wù)的發(fā)展,海量設(shè)備可通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速、低耗、安全的連接,滿足智能電網(wǎng)、智慧交通、環(huán)境監(jiān)測等場景需求;5G技術(shù)低時(shí)延、高可靠的特點(diǎn),推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)控制類業(yè)務(wù)的發(fā)展,毫秒級(jí)的時(shí)延和接近100%的可靠性,滿足了自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制、智能家居等場景需求。
圍繞著流媒體、物聯(lián)網(wǎng)等典型5G業(yè)務(wù),國內(nèi)外運(yùn)營商對(duì)5G應(yīng)用場景進(jìn)行了積極探索。ITU定義了5G將應(yīng)用于增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、超高可靠與低延遲通信、大規(guī)模機(jī)器類通信三大類業(yè)務(wù)場景[6],本文將圍繞該三類業(yè)務(wù)場景,對(duì)國內(nèi)外運(yùn)營商的5G部署進(jìn)行梳理。
2.2.1 增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場景
5G增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶服務(wù)將滿足用戶對(duì)高數(shù)據(jù)速率、高移動(dòng)性的業(yè)務(wù)需求,可廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)視頻、現(xiàn)場直播、全息通話等場景。
2017年1 月,AT&T正式推出了5G Evolution(演進(jìn))計(jì)劃,利用DirecTV Now互聯(lián)網(wǎng)流媒體平臺(tái)進(jìn)行5G視頻播放測試。AT&T攜手諾基亞,在39GHz系統(tǒng)上完成了5G固定無線流媒體測試,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已達(dá)到14Gb/s的速度,延遲時(shí)間不到3ms。2017年6月,AT&T攜手英特爾、愛立信進(jìn)行第二次5G試驗(yàn),美國奧斯汀地區(qū)的住宅和商業(yè)用戶可在5G網(wǎng)絡(luò)上觀看DirecTV Now流媒體直播,并享受更快速的寬帶服務(wù)。本次試驗(yàn)采用了英特爾5G移動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)和愛立信5G無線接入網(wǎng)絡(luò),通過固定無線5G信號(hào)傳送DirecTV Now的實(shí)時(shí)電視內(nèi)容,初步達(dá)到1Gb/s的體驗(yàn)速率。
圖2 5G主要業(yè)務(wù)類型
2016年2 月,KT在韓國組委會(huì)面前展示了為2018年平昌冬奧會(huì)準(zhǔn)備的5G技術(shù),KT利用5G推出360度全景VR(360VR)、同步觀賽(Sync View)、時(shí)間切片(Time Slice)等典型實(shí)感技術(shù),讓觀眾身臨其境地觀看奧運(yùn)會(huì)。360VR可以讓用戶360度觀看整個(gè)賽場,并可從播放畫面上選一名運(yùn)動(dòng)員跟蹤觀看。Sync View通過在超高速相機(jī)內(nèi)置的5G通信模塊,使用戶能夠通過運(yùn)動(dòng)員視角來觀看比賽。Time Slice采用數(shù)十臺(tái)相機(jī)拍攝,能夠提供立體影像,并捕捉精彩瞬間。實(shí)感技術(shù)能夠在賽場和體驗(yàn)館內(nèi)實(shí)現(xiàn)全覆蓋,場外用戶在智能手機(jī)等設(shè)備上也可體驗(yàn)。KT已完成5G示范服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的部署,并于2018年2月在平昌奧運(yùn)會(huì)上提供5G端到端的服務(wù),計(jì)劃于2019年開始5G商業(yè)運(yùn)營,到2020年建設(shè)全國性的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。
2017年4 月,Verizon和KT聯(lián)合宣布,已通過5G網(wǎng)絡(luò)接通了全球首個(gè)全息國際電話。此次測試中,兩家電信運(yùn)營商的5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)均部署在28GHz頻譜上,KT總部大樓的監(jiān)視器上出現(xiàn)了新澤西Verizon員工的全息圖,雙方成功通過5G網(wǎng)絡(luò)舉行了會(huì)議。然而,本次試驗(yàn)中的傳輸圖像并不是跳出機(jī)器進(jìn)入空中的投影,而是局限于屏幕上的3D圖像,參與通話的雙方尚不能以Holoportation全息傳送的方式坐在一起開會(huì)。
2.2.2 超高可靠與低延遲通信業(yè)務(wù)場景
5G技術(shù)能夠支持超高可靠與低延遲的機(jī)器類通信,可廣泛應(yīng)用于智慧醫(yī)療、無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等場景。
2016年6 月,在倫敦舉辦的“5G World 2016”大會(huì)上,愛立信攜手倫敦國王學(xué)院展示了遠(yuǎn)程醫(yī)療解決方案。該醫(yī)療用例利用5G技術(shù)提供清晰、可靠的觸覺和視覺反饋,將機(jī)器人手指當(dāng)作手術(shù)探針使用,傳遞給執(zhí)刀醫(yī)生做低創(chuàng)手術(shù)所需的手指感覺和圖像信息,同時(shí)機(jī)器人手指能夠?qū)崟r(shí)同步執(zhí)刀醫(yī)生所做的遠(yuǎn)程操控行為,協(xié)助執(zhí)刀醫(yī)生實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)。該演示通過5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)來構(gòu)建端到端的操控環(huán)境,從而讓網(wǎng)絡(luò)控制具有極高的可靠性和極低的延遲,確保了手術(shù)的安全性。
2016年9 月,寶馬、愛立信等公司宣布成立開放性組織“5G汽車聯(lián)盟(5GAA)”,該聯(lián)盟將基于5G技術(shù),開發(fā)和測試應(yīng)用于自動(dòng)駕駛等場景的通信解決方案。2017年2月,SKT、愛立信和寶馬公司共同建立了28GHz 5G測試網(wǎng)絡(luò),在時(shí)速170千米的互聯(lián)汽車間實(shí)現(xiàn)了峰值速率3.6Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸,聯(lián)網(wǎng)汽車能夠接收周邊的交通和障礙物信息,同時(shí)車內(nèi)媒體具有播放4K UHD視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)現(xiàn)場表演和3D視頻片段的能力。2017年3月,5G汽車聯(lián)盟和歐洲汽車電信聯(lián)盟(EATA)宣布簽署車聯(lián)網(wǎng)合作協(xié)議,促成電信運(yùn)營商、汽車制造商和設(shè)備商就V2X的頻譜策略、安全保障等問題進(jìn)行協(xié)作。
2.2.3 大規(guī)模機(jī)器類通信業(yè)務(wù)場景
大規(guī)模機(jī)器類通信業(yè)務(wù)場景利用了5G低功耗、廣覆蓋的特點(diǎn),面向采用大量小型傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用的場景。在5G的生態(tài)系統(tǒng)中,5G技術(shù)將能夠適配其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[7],如低功耗廣域(LPWA)技術(shù)LTE Cat-M1、窄寬物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)等。國外運(yùn)營商積極部署LTE Cat-M1、NB-IoT等網(wǎng)絡(luò),為5G大規(guī)模機(jī)器類通信打下基礎(chǔ)。
2017年3月,Verizon宣布推出第一個(gè)大規(guī)模商用的LTE Cat-M1網(wǎng)絡(luò),主要用于物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的無線接入解決方案。Verizon構(gòu)建了基于Web的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)ThingSpace,開放了Verizon的應(yīng)用程序編程接口,便于開發(fā)人員自主研發(fā)、推廣新型物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),同時(shí)便于使用者端到端的管理其物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,未來將重構(gòu)制造業(yè)、醫(yī)療、能源及公共事業(yè)、農(nóng)業(yè)科技、金融服務(wù)等八大行業(yè)。
2017年,Vodafone開始大規(guī)模部署NB-IoT,預(yù)計(jì)2020年將覆蓋Vodafone全球網(wǎng)絡(luò)。Vodafone約85%的4G基站通過簡單的軟件升級(jí)即可支持NB-IoT。進(jìn)行商用測試的NB-IoT網(wǎng)路使用頻段為800MHz,與Vodafone在當(dāng)?shù)靥峁┑?G網(wǎng)路頻段一致,Vodafone無須重新架設(shè)專用基站,數(shù)小時(shí)內(nèi)即可完成4G基站的更新和NBIoT的部署,極大降低了NB-IoT部署成本。NB-IoT的高效部署為Vodafone的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。目前,Vodafone已涉及的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)有智慧電網(wǎng)、公共環(huán)境和能源監(jiān)測、智慧城市和資產(chǎn)追蹤等。
由韓國政府牽頭推出了“Clean City”和“Safe City”計(jì)劃,利用NB-IoT網(wǎng)絡(luò)在韓國境內(nèi)部署智能空氣檢測器和智能路燈。LG U+和KT在2016年11月共同發(fā)布了NB-IoT戰(zhàn)略,雙方已在2017年完成NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的全國覆蓋。韓國運(yùn)營商將在智慧城市、智能交通等方面,展開NB-IoT網(wǎng)絡(luò)和5G技術(shù)應(yīng)用的積極探索。
在2017年舉辦的5G World大會(huì)上,電信業(yè)達(dá)成一致意見——將分階段推出5G技術(shù),第一階段將提供增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶服務(wù),在此階段更加關(guān)注5G下載速度和容量的提升;第二階段將為5G網(wǎng)絡(luò)加載更多創(chuàng)新型功能,特別是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),在此階段更加關(guān)注5G低延時(shí)性和無錯(cuò)誤傳輸。
第一階段的5G網(wǎng)絡(luò)將于2020年推出,預(yù)計(jì)2021~2022年前后,加載5G芯片組的智能機(jī)開始普及,5G用戶數(shù)開始激增。該階段的5G標(biāo)準(zhǔn)3GPP R15將提供更快的數(shù)據(jù)下載速度,預(yù)計(jì)可達(dá)5Gb/s左右,同時(shí)將使用新授權(quán)的頻譜,帶來容量的顯著提升。5G將催生更大數(shù)據(jù)流量的套餐,進(jìn)一步促進(jìn)視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展,并推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的發(fā)展。類似于4G網(wǎng)絡(luò)的推廣,預(yù)計(jì)大部分運(yùn)營商將首先在城市增建5G網(wǎng)絡(luò),在熱點(diǎn)區(qū)域部署高頻率5G網(wǎng)絡(luò)以保證傳輸速率,在人流密集的地方提供更高容量的覆蓋以保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶服務(wù)給運(yùn)營商帶來的收益,很大程度上取決于2020年的宏觀經(jīng)濟(jì)形勢,經(jīng)濟(jì)環(huán)境直接影響了居民消費(fèi)水平,這將成為運(yùn)營商為增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶服務(wù)定價(jià)的關(guān)鍵因素。
在5G推廣的第二階段將實(shí)施3GPP的R16標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)將在2022年左右進(jìn)入市場,R16 5G用戶數(shù)將在2023~2024年左右開始涌現(xiàn)。R16 5G的重要特點(diǎn)是低時(shí)延和無錯(cuò)誤傳輸,將進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展,如自動(dòng)駕駛、智慧城市、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。在此階段,運(yùn)營商將有更多空間來發(fā)揮其5G網(wǎng)絡(luò)的差異化優(yōu)勢,一方面可以與友商開展區(qū)域差異化競爭,如在體育場和購物中心等不同城市熱點(diǎn)地區(qū)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、將服務(wù)拓展至不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn),另一方面可以與友商開展業(yè)務(wù)差異化競爭,如探索有競爭優(yōu)勢的物聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)、開放網(wǎng)絡(luò)以與其它行業(yè)的參與者合作探索新領(lǐng)域。在此階段,差異化的競爭優(yōu)勢將成為運(yùn)營商吸引和留住高價(jià)值用戶的基礎(chǔ)。
在數(shù)字化浪潮下,信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,5G業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)可達(dá)萬億級(jí)市場規(guī)模。
據(jù)Ovum預(yù)測,到2021年底,將有來自45個(gè)國家的超過120家運(yùn)營商提供5G服務(wù),全球5G移動(dòng)寬帶用戶將達(dá)1.11億,到2022年底可達(dá)3.89億。
高通發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)》報(bào)告指出,到2035年,5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,同時(shí)創(chuàng)造2200萬個(gè)工作崗位,平均每年將投入2000億美元,用于5G網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[8]。5G技術(shù)將成為和電力、互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)明一樣的通用技術(shù),成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一,成為轉(zhuǎn)型變革的重要催化劑。
中國信通院日前發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書》指出,到2020年網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備投入可能高達(dá)4500億元,到2030年5G有望在國內(nèi)直接創(chuàng)造3萬億、間接拉動(dòng)3.6萬億的經(jīng)濟(jì)增加值[9]。5G技術(shù)不僅能大幅提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶的高帶寬業(yè)務(wù)體驗(yàn),更能契合物聯(lián)網(wǎng)大連接、廣覆蓋的業(yè)務(wù)需求,是未來移動(dòng)通信市場的重要增長點(diǎn),也將成為業(yè)務(wù)創(chuàng)新的重要驅(qū)動(dòng)力。
5G時(shí)代的到來,給電信運(yùn)營商帶來了巨大商機(jī),也帶來了巨大挑戰(zhàn)?;?G技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用主要包括移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。前者是4G時(shí)代的延續(xù)和升級(jí),后者是新興市場。對(duì)于電信運(yùn)營商而言,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)既是5G技術(shù)帶來的機(jī)會(huì),也是風(fēng)險(xiǎn)。
隨著移動(dòng)用戶飽和與流量資費(fèi)不斷下降,僅靠移動(dòng)寬帶難以維持運(yùn)營商收入的高速增長。因此,5G主要帶給電信運(yùn)營商的機(jī)會(huì),不是增強(qiáng)移動(dòng)寬帶應(yīng)用場景,而是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)和低時(shí)延高可靠通信物聯(lián)網(wǎng)這兩類應(yīng)用場景。物聯(lián)網(wǎng)為電信運(yùn)營商面向智能交通、智慧城市、工業(yè)制造、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)等垂直領(lǐng)域擴(kuò)展提供了新的市場機(jī)會(huì),將成為運(yùn)營商收入增長的重要來源。
有機(jī)會(huì)就有風(fēng)險(xiǎn),機(jī)會(huì)越大風(fēng)險(xiǎn)就越大。一方面,無論對(duì)電信運(yùn)營商還是設(shè)備商而言,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營都沒有先例可循,并且這一次不是市場驅(qū)動(dòng)技術(shù),而是技術(shù)使能市場,需要運(yùn)營商、設(shè)備商聯(lián)合垂直領(lǐng)域的行業(yè)翹楚,合作建立基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。另一方面,要真正落地低時(shí)延、全覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,需要電信運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面進(jìn)行大量投資。面對(duì)不斷下滑的利潤和大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資,5G對(duì)電信運(yùn)營商來說,既是機(jī)會(huì),也是挑戰(zhàn)。
面對(duì)5G帶來的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),電信運(yùn)營商需要盡早做好準(zhǔn)備,積極部署5G運(yùn)營策略。
4.2.1 加強(qiáng)5G生態(tài)產(chǎn)業(yè)圈合作
在互聯(lián)網(wǎng)浪潮下,無論是電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司,還是終端制造商,均已從既有基礎(chǔ)業(yè)務(wù)向新興領(lǐng)域擴(kuò)張,行業(yè)邊界越來越模糊,行業(yè)形態(tài)從產(chǎn)業(yè)鏈條逐步演變?yōu)樯鷳B(tài)產(chǎn)業(yè)圈。5G生態(tài)產(chǎn)業(yè)圈匯集了眾多行業(yè),5G的技術(shù)研發(fā)、業(yè)務(wù)運(yùn)營、市場推廣等環(huán)節(jié)都需要產(chǎn)業(yè)圈各方通力合作。電信運(yùn)營商作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的主要提供者和5G生態(tài)圈的重要參與者,應(yīng)整合和利用優(yōu)勢資源,積極促成5G生態(tài)圈的良好運(yùn)作,以實(shí)現(xiàn)合作共贏。
另一方面,5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要大量的資金和人力投入,電信運(yùn)營商需要合作伙伴帶來大量的資金流和各領(lǐng)域的專家人才,在共享5G紅利的同時(shí),共同承擔(dān)5G的投資風(fēng)險(xiǎn)。電信運(yùn)營商應(yīng)該和合作伙伴形成利益共同體,以聯(lián)盟的模式展開合作更有助于5G應(yīng)用在結(jié)盟伙伴的垂直市場中先發(fā)落地,形成市場示范效應(yīng),增強(qiáng)其他垂直領(lǐng)域?qū)?G的信心,從而推動(dòng)5G產(chǎn)業(yè)圈不斷壯大。這種風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)、利益共享的聯(lián)盟模式,對(duì)于5G時(shí)代電信運(yùn)營商探索新興領(lǐng)域、發(fā)展新的商業(yè)模式,具有重要意義。
4.2.2 盡早開展5G部署
縱觀國際運(yùn)營商的5G動(dòng)態(tài),各國運(yùn)營商均在積極參與5G技術(shù)的試驗(yàn)與研發(fā),積極推動(dòng)5G的商用計(jì)劃,力爭獲得5G標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)。5G技術(shù)能夠全面支撐醫(yī)療儀器、工業(yè)制造、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)垂直領(lǐng)域,應(yīng)用場景豐富、未來市場空間巨大,必將成為電信運(yùn)營商收入增長的重要驅(qū)動(dòng)力。電信運(yùn)營商應(yīng)該大力推動(dòng)5G技術(shù)的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)的落地,積極為5G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和業(yè)務(wù)運(yùn)營做好準(zhǔn)備,盡早成為5G市場的領(lǐng)路人。盡早開展5G部署,有助于電信運(yùn)營商搶奪市場先機(jī)、獲得市場的主導(dǎo)權(quán),對(duì)于電信運(yùn)營商的持續(xù)向上發(fā)展具有重要價(jià)值。
4.2.3 靈活部署5G,實(shí)現(xiàn)4G到5G的平穩(wěn)過渡
盡管5G是一項(xiàng)新技術(shù),但它由4G演化而來,部分5G的典型應(yīng)用場景可以通過4G加強(qiáng)版實(shí)現(xiàn)。對(duì)于電信運(yùn)營商而言,在5G技術(shù)正式商用前,應(yīng)充分利用現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò),為5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施改造打好基礎(chǔ),靈活部署5G,積極試水典型的5G應(yīng)用場景,從而實(shí)現(xiàn)4G到5G的平穩(wěn)過渡。NB-IoT和LTE-M是兩個(gè)被3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),電信運(yùn)營商可先行利用NB-IoT和LTE-M技術(shù)開展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),為5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下基礎(chǔ)。通過4G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域處于市場領(lǐng)先位置的運(yùn)營商,擁有了良好的用戶基礎(chǔ)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),往往能夠更好的利用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。
4.2.4 有的放矢的部署5G,關(guān)注重點(diǎn)區(qū)域和高價(jià)值業(yè)務(wù)
在5G正式商用前,電信運(yùn)營商應(yīng)首先評(píng)估下,在哪些區(qū)域率先鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)、在哪些市場領(lǐng)域率先開展5G業(yè)務(wù)更有助于5G的成功運(yùn)營。具體來講,5G部署可借鑒4G部署的成功經(jīng)驗(yàn),電信運(yùn)營商可考慮在城市發(fā)達(dá)地區(qū)、人流密集地區(qū)率先部署5G,一方面發(fā)達(dá)地區(qū)的消費(fèi)水平更高,有利于通信產(chǎn)品ARPU值的提升;另一方面,人流密集區(qū)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的容量與速率要求更高,也更能帶來規(guī)模效益。同時(shí),電信運(yùn)營商可大力發(fā)展高價(jià)值的增值業(yè)務(wù),如智慧家庭、智能交通、工業(yè)控制等,在流量的ARPU值持續(xù)下滑的情況下,高價(jià)值的增值業(yè)務(wù)有助于電信運(yùn)營商盡快回流5G投資,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
以“萬物互聯(lián)”為愿景,為適應(yīng)海量移動(dòng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長,5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。5G網(wǎng)絡(luò)有著4G不可比擬的優(yōu)越性,其傳輸速率高,時(shí)延和能耗低,將帶給用戶更好的使用體驗(yàn)。本文歸納了5G技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),展望了5G業(yè)務(wù)的發(fā)展方向和市場空間,并據(jù)此提出了電信運(yùn)營商的5G運(yùn)營策略,對(duì)于推動(dòng)5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有一定借鑒價(jià)值,未來還需在實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證。5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有助于推動(dòng)社會(huì)信息化發(fā)展、推動(dòng)GDP的快速增長,具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,將成為新時(shí)代下的必然選擇。