摘要:5G引爆的“革命”將顛覆傳統互聯網,也將會極大地改變我們的生活方式,在5G 技術的助力之下,能夠為VR、AR、大型物聯網、無人駕駛、遠程醫療、智能建筑等技術提供史無前例的創新設計,整個社會都在積極迎接5G的到來。這是中國科技發展的機會,也給廣電行業帶來了全新的突圍契機。

目前,廣電進入5G領域,在政策及資質層面上已經暢通。在抗擊新型冠狀病毒疫情的戰役中,廣電5G也可謂是大顯身手,快速實現了武漢雷神山醫院、北京小湯山醫院的廣電5G覆蓋,全力保障疫情期間學生網絡教育需求。廣電5G建設正進入一個十分重要的實施時間點。

問題一:國網獲得5G牌照對廣電的發展有何影響?

杜百川:國網獲得5G牌照對廣電今后的發展意義重大!廣電進入5G領域,不僅使廣電迅速進入最先進的通信技術領域,加快廣電5G應用各方面的轉型升級,更重要的變化是“游戲規則”的轉變。首先,有線電視進入通信行業,打破了原來廣電以廣電業務為主和電信以通信業務為主其他業務為輔的業務分割競爭局面,成為各自都有全業務的競爭,有線電視“廣電”的概念將會弱化;其次,5G 為有線電視打開了全新業務場景,5G廣播、增強移動寬帶、智慧城市、工業物聯網、車聯網等,需要大量的資金、技術和人才的支撐;再者,通信行業是一種市場化競爭很充分的產業,對原來沒有充分市場化發展的有線電視來說,在向市場轉型方面具有重大挑戰;最后,由于廣電和通信業務現在仍然分屬于兩個部門管理,5G并非由國家廣播電視總局管理,有線電視行業必須適應新的管理方式。

問題二:在5G 的支撐下,三類典型應用場景eMBB、uRLLC、mMTC的實現成為可能,針對這三大場景的應用,分別需要實現哪些關鍵技術,您能分析一下未來的趨勢和前景嗎?

杜百川:首先, 巧婦難為無米之炊,5G 必須要有豐富的頻率資源支撐。另外,5G還采用了許多新技術,如新的信道編碼、數據通道用LDPC、控制通道用Polar碼、多種低延時和超可靠性技術措施、靈活和模塊化的大規模多輸入多輸出(MIMO)無線接入網RAN架構、具有邊緣計算的中心單元CU和分布單元DU分離、用戶平面UP和控制平面CP分離的AI支撐的SDN/NFV云架構核心網、根據業務不同要求進行不同細化分層的端到端網絡分片。

所有這些關鍵技術使5G可以支撐多種新興的高帶寬的超高清(UHD)和虛擬現實(VR)業務,特別可靠和低延時的遠程手術、車聯網、無人機集群和工業物聯網業務以及智慧城市的大規模物聯網業務。但5G技術將和4G技術在很長一段時間內共存,會有基于4G核心網或基于5G核心網的多種無線接入技術雙連接(MR-DC)和獨立組網和非獨立組網的多個選項。而且5G技術還將進一步發展,以滿足新業務不斷增長的需求。

問題三:5G 組網支持獨立組網SA和非獨立組網NSA兩種部署方式,這兩種部署方式分別有哪些建設關鍵點和優缺點,在選擇組網時需要注意哪些關鍵點?

杜百川:5G網絡部署依據和4G網絡的關系有7種選項,又分單獨SA和非單獨NSA兩類,單獨是指基站單獨和核心網的單連接組網。現在主流采用的是SA選項2 和NSA選項3x。選項2接入網和核心網都是5G,有5G的全部性能,但投資大。選項3早期投資少、信令在原4G網,5G基站不連續時移動性好、雙連接下載速率比單5G連接高;缺點是不支持分片和超可靠低延時業務,對終端要求也高。

應當注意的是組網方式的選擇除了性能和投資方面的考量,最重要的是能夠開展的業務。原有4G網絡的運營商當然優選選項3x,原來沒有基礎網絡的,如果和原來有基礎網絡的運營商合作,也可以優選選項3x,但如果原來既沒有基礎網絡,又不與人合作,則可選擇選項2。話音業務注定不再會是5G的主要業務,但如果一個網絡沒有好的全國覆蓋,也不會有市場。因此選項2 非常適合于不需要全國聯網的企業專用5G網。預計到2020年底,全球將有超過100家公司開始測試部署專有5G網絡,到2024年,每年專有網絡移動設備和服務價值總計可達到數百億美元。

問題四:在5G的支持下,實現大規模的物聯網成為可能。目前物聯網最受關注的兩大主流技術分別是LoRa 和NB-IoT,兩種技術分別有哪些優缺點,與5G 是什么關系,目前的發展情況分別是怎樣的,實現這兩種技術的部署分別有哪些需要注意的地方?

杜百川:LoRaWAN使用未授權的頻譜,也稱ISM(工業、科學和醫療)無線電頻段,原本保留用于科學、醫學和工業用途,而不是通信,LoRa與5G無關。NB-IoT 使用授權頻譜,由3GPP開發的低功耗廣域網標準,能夠在各種蜂窩設備和服務實現IoT。該技術規范于2016年6月的R13中建立,R14進行的改進,R15雖然沒有涉及IoT部分,但5G將繼承4G的服務,NB-IoT和LTE-M已經成為5G的一部分。5G第二階段R16將引入增強工業物聯網的超可靠低延遲通信和更復雜的網絡切片,高密度和能在多金屬廠房環境工作的多點協作(CoMP) 技術,更加適合高要求物聯網應用的企業專用5G 網絡。

根據ABI research2019年6月的研究報告結論“LoRaWAN 和NB-IoT網絡的部署兩者都相對較新,但在全球范圍內實現了快速地增長。會有足夠的空間給雙方大規模IoT應用的發展,具有設備、網絡架構和網絡接入價格較低,大樓內深度覆蓋和低功耗的優點。然而在近期,LoRaWAN相比NB-IoT具有明顯優勢,有成熟的供應商生態系統,認證的IoT設備,和目前已準備好實施的端到端解決方案。”而KTH Royal Institute of Technology的研究表明,在大容量時,NB-IoT在設備、傳輸、電力、安裝、建設和運維總體價格方面遠優于LoRaWAN。

對于廣電來說,原來沒有通信基礎網絡,LoRa是唯一選擇。但現在考慮到國網已有5G牌照,我國5G技術有明顯優勢,700MHz 5G物聯網有深度覆蓋等突出優點等方面因素。同時考慮到在我國采用LoRaWAN有非授權頻譜的功率限制、要求國密、5G 也將采用非授權頻譜、中美貿易戰等不確定因素的風險。所以從長遠來看,采用NB-IoT還是明智的。

問題五:隨著5G商用逐步推進,邊緣計算引起了諸多討論,邊緣計算的部署和實現為5G 提供了哪些關鍵技術支撐?

杜百川:兩項服務需求為支持5G服務的邊緣計算奠定了基調。

資源效率:為滿足為5G定義的各種KPI,5G網絡應支持最小化用戶平面資源利用率機制,可以通過將業務托管環境下包含的網絡內緩存和應用程序更接近最終用戶。

高效用戶平面:基于運營商策略,5G網絡應能夠維持用戶體驗(例如QoS、QoE);并支持連接到網絡的UE 與服務托管環境中應用之間的數據流量路由;在通信活動期間,當UE移動或應用程序更改位置時根據需要修改路徑。

邊緣計算已經可以直接用于智能手機、智能音箱、智能電視和智能穿戴等終端設備,以前只有價格最昂貴的智能手機(價格分布在最高1/3的智能手機)才可能使用邊緣AI芯片,但現在某些價格在1000美元以下的手機也包含AI。我國制造配備AI的手機在國外的售價不到500美元。

本文為節選

全文刊登于《廣播電視信息》2020年第3期