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5G时代,触手可及

2017-12-15 文/许胜蓝 Gary Maidment

5G技术可以实现高速率、低时延的无线宽带网络,是开展物联网、人工智能、VR、AR业务的基础。英国萨里大学5G创新中心主任、通信系统研究所教授Rahim Tafazolli指出,5G技术将使能无处不在的无线连接,推动垂直行业业务流程的变革。

业务回报丰厚

据GSMA预计,2025年全球5G连接数将达11亿,全球三分之一的人口将连接到5G网络,这会对移动通信行业及用户产生深远影响。5G不但是下一代移动通信技术,还将提升网络连接的灵活性和流畅度,并能够根据应用需求和用户需求精准调整网络性能。

Rahim Tafazolli认为用户对5G网络是有需求的。“消费者的数据需求不断增长,我们还需要进一步提高网络承载能力。数据流量和连接数每18个月就会翻一番。”从商业角度看,5G可以帮助运营商开拓B2B市场,是运营商的必然选择。“运营商可以借助5G技术,进军汽车、医疗、政务、制造和智慧城市等垂直行业,开辟新的收入来源。”

以制造业为例,Rahim Tafazolli指出,机器人、3D打印、先进材料、感应器将提升制造业的效率和灵活度。5G技术可以连接和整合物联网、云计算、大数据、网络安全等解决方案,全面实现数字化。5G技术可以发挥使能作用,整合各项技术,提供可泛在访问的统一平台,把机械设备、机器人、自动引导车、货物、远程办公人员连接起来。

Rahim Tafazolli介绍,使用5G网络的机器人可大大提升制造效率。“5G网络可以让机器人全天24小时不间断工作,实现制造流程的现代化,从而提高生产率和效率。”5G网络的低时延特性对于精密机器人至关重要,“可以令多个或者一组机器人实时协作”。

频谱是技术关键

美国联邦通信委员会认为5G网络发展有三大要素:频谱、基础设施和回传。5G和此前各代移动通信技术的重要区别在于,5G技术研究的重点是提高频谱利用率,即每小区每MHz支持的最大传输速率,而不是提高频谱效率。这是由于通过编码和调制算法提高频谱效率已经越来越难,提升效果也越来越小。

Rahim Tafazolli进一步介绍了几个重要的5G频段。“6GHz以下频段的成本效益好,但这部分频谱资源十分稀缺,我们大量使用的是3.5GHz频段。例如,欧洲主要采用700MHz频段提供大规模5G覆盖,成本效益高。”欧洲在3.5GHz和700MHz这两个频段之外还补充了毫米波或厘米波的频段。“这是为了应对某些对网络容量要求非常高的场景,比如足球场馆,其用户密度比闹市区的密度高了好几个数量级。”

商用路线图

据估计,5G网络将在2020年正式开始大规模商用。2018年韩国冬季奥运会和2020年日本夏季奥运会都将进行5G网络的试商用或商用。不过,业界在5G的定义、是否有必要在5G标准定稿之前运营5G网络等问题上尚未取得共识,所以对5G网络商用时间表也有各种看法。Rahim Tafazolli说:“5G网络不会马上取代4G网络,而是会与4G网络共存,5G网络通过新的应用与4G网络形成互补关系,把4G网络的速度提高1000倍。”

Rahim Tafazolli预计2017年5G标准出炉之后,设备、终端和网络架构的试点也将随之启动。“2019年,世界无线电通信大会将决定全球通用的毫米波先导频段,用于5G网络建设。因此,5G网络有望最早于2019年实现商用。”

5G网络将会随着时间的推移进一步演变,进入不同发展阶段,开始是大容量、增强型移动宽带,然后是高可靠性、低时延通信阶段,最后是万物互联阶段。Rahim Tafazolli说:“固定的网络架构将逐步被可编程的软件定义网络架构代替,通过分布式云架构和分布化处理提高网络灵活度,并通过人工智能和机器学习实现智能化的网络运营。