技术推动产业大变革 中国如何赢得5G时代先机

中国政府正式发放了5G商用牌照,成为第五个开通5G服务的国家,中国正式步入5G时代。同此前的移动通信技术相比,5G的最核心变化是传输速率将大幅提升。在一些关键技术指标,例如用户体验速率、时延、连接密度等方面,5G要比4G提升10倍以上。

5G目前的三大应用场景主要包括:增强型移动宽带(eMBB)、大规模物联网通信(mMTC)和超可靠低时延通信(uRLLC)。

从1G到4G的发展历程看,基本上十年是一个系统级的迭代周期,中国玩家在1G~4G整体的步伐都是偏慢的,已经在逐步迎头赶上。

和其他世界主要经济体一致,在3G、4G的关键代际更迭时期,中国均出台一系列相关政策扶持与指导三大运营商通信网络建设,在5G建设中同样提供了多种政策支持。

韩国在5G发展中属于先发者,2019年4月5日,当地的通信运营商正式开始了B2C的5G商业服务,虽然目前遇到网络质量和缺乏核心应用等问题,但仍然是全球5G网络发展的先锋。

我们认为,5G商用牌照的发放节奏超预期,一方面表明,5G产业链相关配套快速成熟,已经具备商用的基础;但另一方面更加重要的是,也表明了中国政府对于发展5G产业的决心。

虽然5G概念已经在美国国内的各大媒体风靡一时,但整体看,美国仍然处于5G发展的初级阶段,美国的四大通信运营商中,目前看只有Sprint在5G方面有所作为。美国发展5G网络当前遇到的最大问题在于,中频频谱不足。

但得益于近年来技术水平的快速发展,中国科技企业对于5G已经做好了准备。华为自2009年起着手5G研究,已经累计投入20亿美元用于5G技术与产品研发,是全球唯一能够提供端到端5G商用解决方案的通信企业。

5G最重要的应用是工业级和企业级应用,其重要性不亚于一次新的工业革命,任何行业都能够通过5G提升效率,一些行业得益于5G技术能够衍生出新的应用场景和商业模式,进而可能引入新的竞争者,在位者的地位将可能遭到颠覆。

据全球移动通信协会(GSMA)预测,到2025年全球5G连接数为14亿,其中中国占4.6亿,超过北美和欧洲的总和,位列全球第一。得益于这一全球最广阔的消费者和工业级、企业级客户的市场,华为等中国的本土科技巨头有望凭借过去多年的研发投入壁垒,继续引领5G的创新与发展。在4G时代实现了从跟随到超越的跨越后,中国有望在5G时代继续引领全球,赢得先机。

5G时代,有何不同?

6月6日,中国工业和信息化部正式发放5G商用牌照,中国移动、中国联通、中国电信和中国广电分别获得一张运营牌照,中国步入5G时代,成为继韩国、美国、瑞士、英国之后第五个开通5G服务的国家。

中国的5G牌照发放有两点超出市场预期:第一,在时间上,市场普遍预计中国将在年底正式发放5G商用牌照,进度上提前了半年左右;第二,在牌照数量上,本次牌照发放除传统的三大运营商外,中国广电也拿到了一张牌照。

技术推动产业大变革 中国如何赢得5G时代先机

5G是“第五代移动通信技术”的缩写,完整标准预计将于2020年完成。ITU(国际电信)规定了5G的八大关键技术指标,指明5G不再追求单一目标,而是考虑不同的业务和应用场景。

5G标准分为LTE、LTE-U和NB-IoT。LTE属于授权频道,是垄断资源,由电信运营商主推。LTE-U是非授权频道,传输距离可以达到300~500米,主要为工业、科学、医疗三个领域使用。NB-IoT属于授权频道,传输距离可以达到10km,每个基站可以连接20万个终端。

5G时代究竟有何不同?同此前的移动通信技术相比,5G的最核心变化是传输速率将大幅提升。在一些关键技术指标,例如用户体验速率、时延、链接密度等方面,5G要比4G提升10倍以上。

技术推动产业大变革 中国如何赢得5G时代先机

因此5G的第一个应用场景是增强型移动宽带(eMBB)。在这方面,5G是对4G移动宽带场景的升级,满足连续广域覆盖(如办公室、工业区、大商场等大型活动场景)及热点高容量(如人流密集地区)需求。eMBB关键的性能指标包括100Mbps用户体验速率(热点场景可达1Gbps)、数十Gbps峰值速率、每平方公里数十Tbps的流量密度、每小时500km以上的移动性等,支持超高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、高速移动上网等大流量移动宽带应用。

除了“增强型移动宽带”场景,5G 还将拥有两大类应用场景:mNTC海量物联和uRLLC高可靠低时延,一个着眼于链接的广度,一个着眼于链接的精度。

大规模物联网通信(mMTC)是指5G能够帮助更多传输设备接入网络,主要面向物联网(IOT)场景,如智慧城市、智慧家居、工业物联网等。IOT将带来移动通信传感器的爆发,连接数将从亿级向千亿级跳跃式增长,要求承载网具备多连接通道、高精度时钟同步、低成本、低功耗、易部署及运维等支持能力。

超可靠低时延通信(uRLLC)是指5G能够大大提升传输的精确度,主要面向垂直行业,如自动驾驶、工业自动化、远程医疗等对可靠性及低时延极度敏感的业务。自动驾驶实时监测等要求毫秒级的时延,而汽车生产加工制造时延要求为十毫秒级,可用性要求接近 100%。

为了满足这三大类应用场景对于速度、广度和精度的需要,达到速率、流量密度、连接数、时延、可靠性等8个主要指标的提升,5G开发了一系列全新的技术。5G技术创新主要可分为无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域,大规模天线阵列、超密集组网、无线空口技术、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点;在网络技术领域,边缘计算、基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等新型网络架构已取得广泛共识。

ITU于2012 年设立了“2020及以后的国际移动通信(IMT)项目”,在2015年将“IMT-2020”确定为5G的法定名称。全球移动通信标准化组织3GPP,也于2015年启动5G标准的制定工作,2016 年开始了5G标准的预研;包含5G的移动通信协议Release 15在2018年发布。

1G到4G:技术推动产业大变革

从移动通信技术1G到4G的发展历程看,基本上十年是一个系统级的迭代周期,5G移动通信技术在传输速率、可靠性与缩短时延等方面都呈现出更大程度的升级换代。从历史经验看,通信技术的革新往往也伴随着市场话语权的变更。总体上看,中国玩家在1G~4G整体的步伐都是偏慢的,但已经在逐步迎头赶上。

值得注意的是,移动通信技术的建设在相当程度上体现国家意志。由于移动通信网络属于基础设施,具有明显的规模效应,前期的资本开支巨大,往往需要国家政策扶持,为运营商大规模建网提供坚实后盾。从中国的经验看,在3G、4G的关键代际更迭时期,国家均出台一系列相关政策扶持与指导三大运营商通信网络建设。

1G时代:美国引领,国内普及较晚。第一套移动通信系统在美国芝加哥诞生,采用的是模拟信号传输,由于传输带宽的限制,移动通信还不能实现长途漫游,因此各国制定自己的通信标准,没有全球统一标准。美国以AT&T开发的AMPS系统为主,其他国家和地区也分别拥有各自适用的系统,例如NMT、TACS等。国内在1G时代几乎处于完全落后的状态,上世纪80年代初期移动通信产业还是一片空白,80年代末期才开始启用蜂窝移动通信系统。

2G时代:欧洲引领,国内在上世纪90年代才建成。欧洲在2G时代最先启动GSM通信标准的研究,大力投资GSM通信网络,并且架设起国际漫游标准,进而脱颖而出,欧洲的GSM成为全世界范围内最广泛使用的移动通信标准,其他制式还包括TDMA、CDMA等。2G与1G的最大不同是从模拟调制进入到数字调制,多了数据传输服务,声音质量比较好,此外保密性也比1G大大提升。从2G时代开始,手机可以上网。

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【责任编辑:赵卓然】
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