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逐鹿5G:为人类未来而战

戴上VR头盔,参观者便立即置身于芬兰的诺基亚5G实验室。

  

IT时报记者郝俊慧 钱立富王昕摄影报道
2018年,无疑是全球5G产业发展过程中至关重要的一年。
6月14日,3GPP批准了第五代移动通信标准5G NR独立组网方案(SA)的冻结,首个完整意义的国际5G标准正式确立。十天之后,在6月25日-29日举行的“2018世界移动大会-上海”(MWCS)上,5G成为全球产业链,尤其是设备商、运营商展示的重点,因为,中国将是未来这场“5G大秀“最绚丽的舞台。
根据国际通信组织GSMA与GTI在本次峰会共同发布的《中国5G:典型行业应用》报告,2025年,中国将成为全球最大5G市场。
5G大幕徐徐拉开
“这两个大会的决定将影响着当今世界以及全人类今后十年乃至更长时间的生活。”今年的MWCS,5G无疑是重中之重,开幕式上,国际电信联盟(简称国际电联)秘书长赵厚麟透露,国际电联将在今年10月底和明年10月先后召开两次大会,尤其是明年新一届的“世界无线电全会”和“世界无线电大会”,将制定5G下一阶段标准、确定5G频谱以及其他无线电通信领域的重大议程,作为整个数字经济的基石,5G将让人类“遇见美好未来”。
5G,意味着未来,意味着市场、机遇,错过了它就等于错过了所有。现在离5G正式商用的时间点越来越近,各家厂商群情激昂,纷纷在MWCS上“秀”了自己的最新产品和方案。
5G逐鹿,即将开始!

中国:5G最大市场
  “很多年来中国都扮演着巨大市场的角色,如今中国正成为全球创新中心。”GSMA会长葛瑞德(Mats Granryd)判断,在2020年到2025年间,全球运营商将部署超过10亿5G连接,其中30%将来自中国。
根据GSMA智库预测,到2025年,中国将拥有4.3亿个5G连接,占全球总量的三分之一,成为全球最大的5G市场;到2025年全球工业物联网(IIoT)连接数将达到138亿,其中中国将占65%。“中国政府把5G看作战略性投资。”葛瑞德说,中国政府正在制定积极的产业政策推动结构性改革和产业升级,政府提供的大量频谱资源被高效应用,并产生规模效应,这是中国在5G领域处于全球领先地位的强大动力。
在政府的指导下,中国三大运营商正在开展大规模的5G外场试验,以期在2020年实现商用。初期的首批部署将集中于人口密集的城市,然后逐渐扩大到郊区和农村地区。
GTI(全球TD-LTE发展倡议)主席何力勤(Craig Ehrlich)表示:“良好的政策环境与广泛的合作,对于5G在各个垂直领域释放潜力来说至关重要,中国政府和三大运营商一直致力于推动5G试验与跨行业创新,而在这一过程中所积累的宝贵经验,对于全球其它市场来说具有重要参考意义。”“5G时代,中国有机会成为改变游戏规则的国家!”葛瑞德说道。

美国将打响5G商用“第一枪”
  美国、中国、韩国、日本,虽然同属全球5G第一阵营,但是各自的商用时间表并不一致。
从目前的情况来看,美国有望率先商用5G业务。“我们计划在2018年内,在亚特兰大和德克萨斯州的达拉斯和韦科等12个城市推出5G网络,”美国主流运营商AT&T公司物联网解决方案总裁Chris Penrose正在上海参加MWCS,他在接受《IT时报》记者采访时表示。
按照Chris Penrose的说法,AT&T今年内推出的5G不是固定无线5G,而是“移动的5G”,但是,因为5G手机终端还没有出现,所以初期人们使用的是5G MiFi设备,将5G信号转换成高速WiFi。
从全球范围内来说,大规模的5G部署预计将于2020年进行。按照业界的预测,到2023年底,增强型移动宽带5G用户规模将超过10亿,占移动用户总数的12%。届时,全球20%以上的移动数据流量将由5G网络承载,是目前4G/3G/2G总流量的1.5倍。

具备商用能力的5G产品纷纷亮相
  厂商们并不是坐等5G标准的到来,实际上早在标准制定之前,主要厂商对于相关产品的研发生产工作就已经启动。
在爱立信展区内,记者见到型号为AIR6488的5G NR无线基站,“这是我们符合5G标准的第一代商用产品”,爱立信现场工作人员介绍,测试、认证工作完成之后,预计今年底明年初投入商用。这个重约47公斤的“家伙”,工作频段为3.4-3.6GHz(B42)。
同时,爱立信也展示了位于高频段上的毫米波技术设备,这款产品会用于美国市场。
值得一提的是,在6月14日3GPP独立组网(SA)标准冻结后的第二天,爱立信就与英特尔、中国移动开展了符合“新鲜出炉”5G标准的爱立信5G NR基站和英特尔5G NR终端原型机之间的互联互通测试,在3.5GHz频段的100MHz带宽上实现了异厂商数据传输,实时速率最高可达1.3Gbps。这是首个基于5G SA标准的异厂商互通演示的成功。异厂商的互联互通测试,难度很大,但却是5G商用的基础,爱立信在标准冻结后的第二天就完成了异厂商5G NR互通,动作之快让人瞩目,也可以看出,产业链对于5G的高度热情和心情急切。
在MWCS现场,爱立信搭建了5G网络环境,并且将英特尔5G NR终端原型机搬了过来,这个原型机如同台式电脑主机一般大小,现场显示的下行速率是1489Mbps。
而在大唐移动展区,工作人员介绍,他们发布了具备商用能力的5G商用产品、全系列5G设备及配套解决方案,包括核心网、云化网管、BBU等。
诺基亚贝尔展台的工作人员则告诉记者,诺基亚首家完成了4.9G射频测试,是唯一使用第三方终端完成5G NR数据连接的电信设备商。在北京怀柔已经完成的一次测试中,即使下着瓢泼大雨,在离基站约700多米的地方依然测到了数十M的下行速率。

中国运营商纷纷确定5G方案
  6月26日,中国电信在MWCS上发布了《中国电信5G技术白皮书》(以下简称“白皮书”),这是5G第一阶段标准正式确立之后,全球首个全面阐述自己5G组网方案和中长期演进策略的电信运营商。根据“白皮书”,中国电信将采用首创的5G“三朵云”目标网络架构,并采用SA(独立组网)方案,同时,4G和5G网络将在较长时间里并行协同。此后几日内,中国移动、中国联通相继宣布了自己的5G部署规划,SA方案成为中国电信运营商的优选方案。
6月14日,3GPP全会批准第五代移动通信技术标准(5GNR)独立组网功能冻结,这意味着第一阶段的5G标准全部完成。早在去年12月,3GPP便已冻结了非独立组网(NSA)的5G NR规范,但中国电信在“白皮书”中明确表示,将采用SA方案。“提速降费是国家战略,我们必须考虑如何用更经济的手段让消费者用更好的网络。”据中国电信技术部总经理何志强介绍,技术经济性原则是中国电信5G网络演进的重要原则之一,因此关键技术和方案的选择,必须要基于技术进行经济比较。尽管采用NSA方案可以在现有4G网络上迅速升级至5G,但由于NSA方案的最终方向还是SA,在以后仍会涉及频繁的网络改造,造成网络成本大量上升。此外,采用NSA方案的5G手机,会在3.5G频段组合时存在较严重的干扰问题,为解决该问题将导致成本较高,而SA终端相对简单,成本较低,也不会因价格太高限制消费者购买使用。
根据中国电信“白皮书”的时间规划,到2020年,5G的核心网设备基本成熟,初期将以eMBB热点区域覆盖为主,离开5G区域通过核心网实现与4G的互操作。为了确保语音质量,在5G网络还不能实现全覆盖之前,初期语音将始终由4G承载,也就是回落到VoLTE,无需在4G和5G之间切换。当5G网络覆盖性能全面提升和出现有市场需求的重要5G业务时,再适时考虑VONR((5G新空口承载语音)方案。
中国联通则正式推出CUBE-Net2.0+,要构建AI使能的新一代智能网络,根据规划,在CUBE-Net2.0+中,无论是5G的直线接入还是全国的接入,都可以运用AI的技术。

5G手机有“门道”
  5G手机何时问世?在MWCS,这个问题的答案正变得越来越清晰。
根据高通全球CEO克里斯蒂亚诺·阿蒙给出的时间表,目前手机厂商们正在对超过20款采用高通5G技术的手机终端加紧研发,预计今年年底前,类似“5G上网卡”形式的5G数据终端就能够投放市场,而消费者想要看到真正具备5G数据、语音完全功能的5G手机,至少还得等到2019年3~4月。
另据高通透露,全球通信设备厂商也正同步针对高通提供的5G测试平台,进行最终商用前的全方位测试,以保证网络和终端的绝对兼容和可操作性。记者现场看到,5G测试平台是一款移动测试设备,看上去很像手机,但比普通手机更大,也更厚。
与高通相比,另两大5G芯片厂商也均公布了自己的5G终端时间表,它们预计都将在2019年中发布5G芯片组或手机。
英特尔数据中心事业部副总裁兼网络平台事业部5G网络设施部门总经理林怡颜透露,英特尔将在2019年中期推出5G modem芯片,作为消费者,将在那时看到采用英特尔基带芯片的5G手机。
华为轮值董事长徐直军则在MWCS演讲中明确表示,华为将会在明年推出5G芯片,并在明年6月推出基于该芯片的手机产品。“最先上市的会是采用NSA非独立组网方案的5G手机。”高通高级副总裁兼4G/5G及工业物联网业务总经理Serge Willenegger提醒,在5G手机终端身上,也会体现与5G组网类似的路径,“先NSA非独立组网,直至SA完全独立组网”,Serge Willenegger预计,从NSA非独立组网方案5G手机到SA独立组网方案手机,可能会相隔约6个月时间。
5G商用不再是“镜中月”
5G带来的最大收益增量在哪里?5G如何变现?对于产业界来说,这是必须要思考的问题。迄今为止,并没有任何一种应用被想象为5G的杀手级应用,也有人认为,面对应用场景多元化的5G,杀手级应用这个概念本身就是伪命题。
根据GSMA之前对全球范围内运营商所做的调研,近七成的运营商认为,未来的5G增量来自于企业市场,而一些垂直行业则被公认为5G应用最有潜力的领域,比如智能驾驶、无人驾驶等。

可以真正上路的无人驾驶
  智能驾驶和自动驾驶被认为5G+AI的最典型应用场景。
在这次MWCS上,无人驾驶成为运营商重点展示的5G应用场景。在中国联通展区,现场工作人员通过手柄操作,就能远程驾驶千里之外、位于北京房山区的车辆。车辆从停车位内出发、行驶再到停车,全部自动完成。中国联通这辆远程操控的车辆,行驶过程中速度在5公里/小时左右。
在中国移动的展区,同样也进行着智能驾驶的演练。现场工作人员介绍,中国移动和华为合作,在碧云路区域搭建了5G试验网络,演示的车辆就行驶在碧云路附近,而驾驶者则是在展会现场进行远程操控。实际上,行驶在路上的演示车辆不是一辆,而是两辆,后面的车可以根据前车的行驶状态,实时控制自己的状态。
每当有人问,“5G在垂直领域到底做什么”的时候,百度副总裁、百度智能驾驶事业群组总经理李震宇总会感叹,5G V2X车联网几乎能够满足自动驾驶的所有需求,无论车与车之间的通信、云端调控,还是实时定位、自动停车等等应用,都得到了完美的支持。
“我要‘作’的是人、司机,而不是车。”李震宇强调百度在自动驾驶方面并不是仅仅为了实现车的功能,而是要通过AI技术,让自动驾驶技术能够看得到,感知到周边的世界。
“过去我们需要在车上放置计算能力很强的数据平台。”李震宇说,然而遗憾的是,PC的计算性能并不能支撑自动驾驶需要的计算量,而且还需要防止碰撞、颠簸对计算设备带来的影响,“有了5G,计算功能终于可以被放到云端。”
不难想象,断网、网络传输速度不够快、网络卡顿等都将给无人驾驶的车辆行驶带来灭顶之灾,5G的高速连接、高可靠性、超低时延,才能让自动驾驶汽车放心地将自己的“大脑”放到云端。
有了“更智慧的车”还不够,车子开的“路”能不能也智慧些?据透露,百度与apollo车联网平台上的合作伙伴以及雄安相关政府机构,已经在雄安当地开展试点,通过道路沿线设置大量传感器,与汽车一起,形成一个安全、高效的智能驾驶网络。
例如,当汽车通过5G V2X与智能红绿灯连接之后,闯红灯的行为将被杜绝,即便驾驶者在红灯前踩下油门,汽车也不会移动一分一毫。

多用途的无人机
  智能驾驶只是5G最吸引人的场景之一,5G带来的极低时延、超高可靠、超大带宽的特性,无疑会使很多行业焕发出极强活力。
无人机行业,也是众人关注的5G应用重点领域。
在中国电信的展区内,5G无人机吸引了不少目光。基于5G网络,无人机可以实现高空实时通信和高清视频传送,甚至可以实现对建筑物的三维建模,而且它可以按照事先设定好的轨迹来进行运动。在中国移动展区内,展示了在5G网络环境下,无人机可以对嫌疑人员进行实时追踪,根据无人拍摄的视频画面,系统会判断人物特征是否符合,换句话说,只要事先输入嫌疑人员的人物特征,一旦嫌疑人出现在无人机的“视野”中,就能很快被识别出来。
诺基亚贝尔的展台天花板上,同样悬挂着一部无人机,这是用于临时基站建设的诺基亚贝尔“大力神”无人机,通过与地面应急通信车的配合,这台无人机可以在一些特殊情况下,携带20公斤左右的基站飞上天空,解决即时的应急通信需求。“无人机可以采用混合网络模式,LTE网络承担飞行引导、视频传输的责任,而利用5G网络,则是进行实时分析。”GSMA大中华区技术总经理刘鸿对《IT时报》记者表示。他同时认为,无人机行业现在仍面临着不小的挑战,比如收益模式、公共标准不明确,需要探索前进的方向。

VR/AR或将迎来新的爆发
  在诺基亚贝尔的5G展台,戴上一个VR眼镜,你便与万里之外的芬兰连在了一起。在诺基亚芬兰的oulu工厂,搭建了一个小型的5G实验室,里面配置了两台5G基站:一台是3.5G,另一台则是毫米波。“站”在这个房间里,你可以清晰地看到机柜中一块块板卡的摆放,而同样戴着另一款VR头盔的解说员则“站”在你旁边,用全息影像介绍各种5G技术。
这便是一个典型的5G网络下VR直播场景。2016年,如旋风一般刮来却如泡沫一般消散的VR,被预计在2021年因为新技术的成熟重新迎来辉煌,其中,预计将于2020年商用的5G应该是最重要的成功要素之一。
从带宽上看,一路VR高清视频的传播至少需要50M的带宽,这在实际带宽通常只有几十M的4G网络中,很难流畅实现。但在千兆级的5G网络中,VR影像的传播便毫无压力。
在高速移动的情况下,5G的优势更为明显。诺基亚贝尔还展示了一段F1比赛时的虚拟场景,通过装置在车头的360度全景摄像头,5G用户可以随时随地戴上VR眼镜观看比赛,查看赛车手的前后左右对手究竟是谁,同时,抓地力、车速等各种赛车数据通过5G网络无时延地传回控制中心,便于车队及时判断车辆状况及进站时机。

真正实现“鸡同鸭讲”
  超高带宽、超低时延、高可靠性、大规模物联网是5G耳熟能详的特质,并对应不同的应用场景:在线看4K、8K超高清视频、VR/AR应用;车联网、无人驾驶、远程医疗;智慧城市、智能物流等等。发现了吗?有些场景的需求是矛盾的。以往,这些需求通过不同网络实现,但在5G时代,通过网络切片对网络分流管理,将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络,同一时间、同一空间、同一个5G基站,可以同时满足不同的场景,或者说满足“鸡同鸭讲”的需求。也因此,有人认为网络切片是5G中最伟大的技术创新。
诺基亚贝尔和宝马正在做一个测试,将一部宝马汽车的5G信号“切成三片”,一片用来自动驾驶、一片用来高清导航、一片则给了车载娱乐终端,同时,在城市管理中心,诺基亚贝尔同样将5G网络切成无数个切片,用于道路监控、垃圾监测、积水预警等等。
可以模拟的场景是这样的:一辆宝马车在城市中行驶,突然遇到交通事故发生侧翻,城市管理中心的监控摄像头通过AI视觉识别,发现同一片区域的图像发生变化,从而马上判断发生车祸,并同时向医院、交警等部门发出救援信号。当救援人员到达现场之后,系统会自动为这些救援人员创建一个新的5G网络切片用于应急通信,这有点类似800M专网,可以避免因网络拥堵给救援造成影响。而当网络条件不好时,系统还可以将宝马中用于车载娱乐的网络切片划分出一部分给这个应急通信通道,整个系统调配完全是自动的。
这不仅仅是个演示场景。诺基亚贝尔相关人士透露,宝马公司、诺基亚贝尔、中国联通以及国内某地的城市管理中心已经在落地测试这个场景。