鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年07月03日
技術引領產業大變革 中國如何贏得5G時代先機
中國政府正式發放了5G商用牌照,成為第五個開通5G服務的國家,中國正式步入5G時代。同此前的移動通信技術相比,5G的最核心變化是傳輸速率將大幅提升。在一些關鍵技術指標,例如用戶體驗速率、時延、連接密度等方面,5G要比4G提升10倍以上。
5G目前的三大應用場景主要包括:增強型移動寬帶(eMBB)、大規模物聯網通信(mMTC)和超可靠低時延通信(uRLLC)。
從1G到4G的發展歷程看,基本上十年是一個系統級的迭代周期,中國玩家在1G~4G整體的步伐都是偏慢的,已經在逐步迎頭趕上。
和其他世界主要經濟體一致,在3G、4G的關鍵代際更迭時期,中國均出臺一系列相關政策扶持與指導三大運營商通信網絡建設,在5G建設中同樣提供了多種政策支持。
韓國在5G發展中屬于先發者,2019年4月5日,當地的通信運營商正式開始了B2C的5G商業服務,雖然目前遇到網絡質量和缺乏核心應用等問題,但仍然是全球5G網絡發展的先鋒。
我們認為,5G商用牌照的發放節奏超預期,一方面表明,5G產業鏈相關配套快速成熟,已經具備商用的基礎;但另一方面更加重要的是,也表明了中國政府對于發展5G產業的決心。
雖然5G概念已經在美國國內的各大媒體風靡一時,但整體看,美國仍然處于5G發展的初級階段,美國的四大通信運營商中,目前看只有Sprint在5G方面有所作為。美國發展5G網絡當前遇到的最大問題在于,中頻頻譜不足。
但得益于近年來技術水平的快速發展,中國科技企業對于5G已經做好了準備。華為自2009年起著手5G研究,已經累計投入20億美元用于5G技術與產品研發,是全球唯一能夠提供端到端5G商用解決方案的通信企業。
5G最重要的應用是工業級和企業級應用,其重要性不亞于一次新的工業革命,任何行業都能夠通過5G提升效率,一些行業得益于5G技術能夠衍生出新的應用場景和商業模式,進而可能引入新的競爭者,在位者的地位將可能遭到顛覆。
據全球移動通信協會(GSMA)預測,到2025年全球5G連接數為14億,其中中國占4.6億,超過北美和歐洲的總和,位列全球第一。得益于這一全球最廣闊的消費者和工業級、企業級客戶的市場,華為等中國的本土科技巨頭有望憑借過去多年的研發投入壁壘,繼續引領5G的創新與發展。在4G時代實現了從跟隨到超越的跨越后,中國有望在5G時代繼續引領全球,贏得先機。
5G時代,有何不同?
6月6日,中國工業和信息化部正式發放5G商用牌照,中國移動、中國聯通、中國電信和中國廣電分別獲得一張運營牌照,中國步入5G時代,成為繼韓國、美國、瑞士、英國之后第五個開通5G服務的國家。
中國的5G牌照發放有兩點超出市場預期:第一,在時間上,市場普遍預計中國將在年底正式發放5G商用牌照,進度上提前了半年左右;第二,在牌照數量上,本次牌照發放除傳統的三大運營商外,中國廣電也拿到了一張牌照。
5G是“第五代移動通信技術”的縮寫,完整標準預計將于2020年完成。ITU(國際電信聯盟)規定了5G的八大關鍵技術指標,指明5G不再追求單一目標,而是考慮不同的業務和應用場景。
5G標準分為LTE、LTE-U和NB-IoT。LTE屬于授權頻道,是壟斷資源,由電信運營商主推。LTE-U是非授權頻道,傳輸距離可以達到300~500米,主要為工業、科學、醫療三個領域使用。NB-IoT屬于授權頻道,傳輸距離可以達到10km,每個基站可以連接20萬個終端。
5G時代究竟有何不同?同此前的移動通信技術相比,5G的最核心變化是傳輸速率將大幅提升。在一些關鍵技術指標,例如用戶體驗速率、時延、鏈接密度等方面,5G要比4G提升10倍以上。
因此5G的第一個應用場景是增強型移動寬帶(eMBB)。在這方面,5G是對4G移動寬帶場景的升級,滿足連續廣域覆蓋(如辦公室、工業區、大商場等大型活動場景)及熱點高容量(如人流密集地區)需求。eMBB關鍵的性能指標包括100Mbps用戶體驗速率(熱點場景可達1Gbps)、數十Gbps峰值速率、每平方公里數十Tbps的流量密度、每小時500km以上的移動性等,支持超高清視頻、虛擬現實(VR)/增強現實(AR)、高速移動上網等大流量移動寬帶應用。
除了“增強型移動寬帶”場景,5G 還將擁有兩大類應用場景:mNTC海量物聯和uRLLC高可靠低時延,一個著眼于鏈接的廣度,一個著眼于鏈接的精度。
大規模物聯網通信(mMTC)是指5G能夠幫助更多傳輸設備接入網絡,主要面向物聯網(IOT)場景,如智慧城市、智慧家居、工業物聯網等。IOT將帶來移動通信傳感器的爆發,連接數將從億級向千億級跳躍式增長,要求承載網具備多連接通道、高精度時鐘同步、低成本、低功耗、易部署及運維等支持能力。
超可靠低時延通信(uRLLC)是指5G能夠大大提升傳輸的精確度,主要面向垂直行業,如自動駕駛、工業自動化、遠程醫療等對可靠性及低時延極度敏感的業務。自動駕駛實時監測等要求毫秒級的時延,而汽車生產加工制造時延要求為十毫秒級,可用性要求接近 100%。
為了滿足這三大類應用場景對于速度、廣度和精度的需要,達到速率、流量密度、連接數、時延、可靠性等8個主要指標的提升,5G開發了一系列全新的技術。5G技術創新主要可分為無線技術和網絡技術兩方面。在無線技術領域,大規模天線陣列、超密集組網、無線空口技術、新型多址和全頻譜接入等技術已成為業界關注的焦點;在網絡技術領域,邊緣計算、基于軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)等新型網絡架構已取得廣泛共識。
ITU于2012 年設立了“2020及以后的國際移動通信(IMT)項目”,在2015年將“IMT-2020”確定為5G的法定名稱。全球移動通信標準化組織3GPP,也于2015年啟動5G標準的制定工作,2016 年開始了5G標準的預研;包含5G的移動通信協議Release 15在2018年發布。
1G到4G:技術推動產業大變革
從移動通信技術1G到4G的發展歷程看,基本上十年是一個系統級的迭代周期,5G移動通信技術在傳輸速率、可靠性與縮短時延等方面都呈現出更大程度的升級換代。從歷史經驗看,通信技術的革新往往也伴隨著市場話語權的變更。總體上看,中國玩家在1G~4G整體的步伐都是偏慢的,但已經在逐步迎頭趕上。
值得注意的是,移動通信技術的建設在相當程度上體現國家意志。由于移動通信網絡屬于基礎設施,具有明顯的規模效應,前期的資本開支巨大,往往需要國家政策扶持,為運營商大規模建網提供堅實后盾。從中國的經驗看,在3G、4G的關鍵代際更迭時期,國家均出臺一系列相關政策扶持與指導三大運營商通信網絡建設。
1G時代:美國引領,國內普及較晚。第一套移動通信系統在美國芝加哥誕生,采用的是模擬信號傳輸,由于傳輸帶寬的限制,移動通信還不能實現長途漫游,因此各國制定自己的通信標準,沒有全球統一標準。美國以AT&T開發的AMPS系統為主,其他國家和地區也分別擁有各自適用的系統,例如NMT、TACS等。國內在1G時代幾乎處于完全落后的狀態,上世紀80年代初期移動通信產業還是一片空白,80年代末期才開始啟用蜂窩移動通信系統。
2G時代:歐洲引領,國內在上世紀90年代才建成。歐洲在2G時代最先啟動GSM通信標準的研究,大力投資GSM通信網絡,并且架設起國際漫游標準,進而脫穎而出,歐洲的GSM成為全世界范圍內最廣泛使用的移動通信標準,其他制式還包括TDMA、CDMA等。2G與1G的最大不同是從模擬調制進入到數字調制,多了數據傳輸服務,聲音質量比較好,此外保密性也比1G大大提升。從2G時代開始,手機可以上網。