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华为:5G三大“新趋势”

 chaiwuge 2020-05-24

行业观察


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趋势一:高效助力5G走向2C/2H/2B全业务发展

从网络架构的变革、物理承载资源的扩展(频/时/码/空4大维度)看来,全社会对于5G使能造福于人类社会有着很大期望。由此,5G的潜在服务对象开始从此前的“人-人互联”拓展至“万物互联”,业务形态也潜在极大丰富。

经过过去几年的努力,目前,全球已经成功商用面向大众消费者的2C类(eMBB)服务、面向家庭的2H类(基于eMBB技术的固定无线接入)服务、面向政企基于eMBB高速率能力的2B类行业应用——比如5G智慧医疗(全国范围内已有超过300家医院实现了5G网络覆盖)、5G视频直播、5G远程教育、5G高速专线。

在目前各国5G商用大加速以把5G与云计算、大数据、人工智能等结合起来打造传统产业加速技术改造和跨界整合“孵化器”进而成为数字经济发展强劲驱动力的背景下,5G的2B业务形态将进一步极大丰富,其中,在高可靠、低时延等方面的特性使URLLC技术成为传统通信切入垂直行业的重要突破口。

一方面,基于URLLC的港口、制造、智能网联汽车、电网等5G行业融合应用尚处于标准制定、技术验证、产业培育等持续探索阶段。

另一方面,这需要5G SA这个采用全新服务化架构并支持NFV/SDN、网络切片、边缘计算等技术实现灵活部署和差异化业务(尤其是URLLC类业务)的5G发展的目标网络尽快大规模落地。

而全球范围看,前期是大规模部署5G NSA,后期才是5G SA目标架构。这意味NSA/SA将长期共存。5G微信公众平台(ID:angmobile)了解到,为了实现5G网络平滑演进和减少网络改造,华为NSA/SA双模5G基站既能保障5G NSA组网架构快速商用的诉求,也能在当前千百行业需求爆发式增长环境下从容应对5G网络从NSA向SA的快速切换和平滑演进,最终实现5G全业务场景。整个过程,运营商在硬件投资上一步到位,达到“网络一次投资,长远演进”的目的。

对于支撑5G SA实现“万物互联”的基础之一——网络切片,甘斌分析,网络切片潜力将随着无线网络的能力逐步释放:目前无线网络可通过高清直播切片、高清监控切片等提供eMBB极致体验能力;随着时延、可靠能力的演进,预计2021年时的无线网将支持URLLC类切片,开展智慧港口、智能制造、智能电网等应用;未来,随着低时延、高可靠能力的进一步提升,URLLC类切片将支持更丰富应用类型。

国内5G SA行业融合应用探索和前期落地已经取得了长足进展,为了把其中的成功经验推向全球,共同构建5G应用创新繁荣生态,GSMA联合中国信通院精选了15个中国5G行业应用优秀案例,并形成《中国5G垂直行业应用案例(2020)》研究报告,其中的优秀案例包括华为联合运营商及垂直行业合作伙伴完成的中国商飞5G+8K飞机表面质量监测、三一重工5G+MEC云化AGV、湖南华菱湘钢5G智慧工厂等项目。

由此看来,5G的eMBB、URLLC场景即将迎来全面的大爆发。仅采用TDD够吗?这使得运营商们在建设连续广覆盖且大容量的精品5G网络方面出现了如下这一新趋势。

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趋势二:3大方式,走向TDD+FDD多频协同部署

● 宏站、杆站、室内小站TDD+FDD融合

截至目前,全球已部署的5G NR网络基本上都是采用TDD双工方式,C波段、2.6 GHz、2.3 GHz成为“黄金三频”,很好地兼顾了覆盖与容量。国内已建成20万个5G基站,预计到今年年底将会建成80万站并覆盖全国340多个城市。韩国建成11万个5G基站并覆盖全国95%的人口,预计今年年底建成20万站。卡塔尔和科威特都已实现全国5G覆盖,而且预计中东地区今年将会有更多的国家实现全国5G覆盖。

上述可喜阶段性成绩的取得,并非易事。在2G、3G、4G和5G共存情况下,5G商用形成更多制式和更多频段共存的异常复杂局面,网络基础设施建设难度大、成本高,协同优化和维护越来越复杂。5G时代的基站设备需要向敏捷、灵活与极简发展,以系列化、多频段的基站满足多样化场景的需求。5G微信公众平台(ID:angmobile)观察到,随着技术的快速进步与成熟,解决相关难题的“利器”已问世并不断提升能力。

一是TDD 5G NR宏站已实现全系列升级。TDD Massive MIMO AAU方面,华为产品小于25kg,在确保性能的前提下,可以实现单人搬运及安装,大幅提升了运营商的5G网络建设效率以及5G网络覆盖和体验(比如韩国运营商已从32T32R全面转向64T64R建网);而且已具备400MHz大带宽能力,运营商可以充分利用离散的频谱节省部署所需的设备数量,极大简化了站点部署。

二是以TDD+FDD利旧现有站点并解决现有天面空间不足的工程难题。5G微信公众平台(ID:angmobile)观察到,业界在解决这一难题方面取得了很大进展,仍以华为为例:

宏站BladeAAU把TDD 5G NR Massive MIMO AAU和FDD无源天线模块集成一体,甘斌介绍,瑞士运营商Sunrise通过部署BladeAAU,解决了单天面下的5G部署难题,无需新增抱杆,缩短了85%的部署周期。

另外,杆站产品EasyMacro 3.0和BookRRU 3.0也实现了TDD+FDD融合,从而一次部署同时为4G和5G补盲,FDD频段也解决了NSA架构下TDD锚点驻留,FDD频段在未来通过软件升级平滑向5G演进。据介绍,浙江移动已在西湖景区和温州美食街开通EasyMacro 3.0。

此外,最新一代室内小站产品LampSite也实现了TDD+FDD融合,在室内高价值区域“一次部署”就能实现4G和5G用户体验的极大提升。

● 动态频谱共享已在部分市场获得部署

快速实现5G网络大规模覆盖以及热点区域的大容量,是目前部分市场运营商的当务之急。如上文所述,后者以TDD实现。而对于前者,DSS(动态频谱共享)将从今年开始在部分市场得到更大规模的商用部署,也是当下部分市场的热点话题之一。

目前Sub-3 GHz低频段频谱主要用于4G网络部署。业界在5G设计之初即提出DSS,使LTE和5G NR工作在同一个载波上以共享一段频谱资源,运营商可以根据业务的比例,灵活、动态地在LTE和5G NR之间共享频谱资源,既可快速实现5G网络覆盖、大幅提高低频频谱资源利用率、提升用户体验,还可使得4G在未来向5G平滑演进。

据5G微信公众平台(ID:angmobile)一直以来的观察,全球第一个商用DSS的是华为,2019年11月,欧洲运营商采用华为DSS解决方案进行了商用验证和部署,实现了毫秒级的实时动态频谱资源分配,以及频谱利用率的最大化。

● 超级上行产业链已经实现端到端成熟

当前全球商用启动的5G网络,一般采用双工制式为TDD的中高频段,在时隙配置上,以解决下行为主以实现下行高速率传输。但是随着工业互联网等的爆发式发展,5G行业融合应用方兴未艾,对5G基础网络提出了更好上行覆盖、更高上行速率、更低时延的迫切需求。5G 2B应用要真正解决行业客户的刚需,在工业升级和数字化转型中真正落地,还需要破除目前5G网络在上行覆盖、容量、时延方面的“天然”短板。基于TDD+FDD融合的“超级上行”便大有用武之地。

超级上行,在本质上是一种基于TDD/FDD上行载波时分发射的方式,5G终端以TDM方式使用两个上行载波,同一时刻仅在一个载波上发送,下行可以是单载波或者下行载波聚合。一种典型的配置方式比如:在近点,5G终端在3.5 GHz频段下行时隙工作时,配置在低频载波进行上行传输,在3.5 GHz频段上行发射时刻仅配置终端使用3.5 GHz进行上行2T发射达到两流性能;在远点或室内场景,5G终端在3.5 GHz频段上行发送,可把5G终端配置为以全部时隙在低频载波上进行上行数据发送。

通过超级上行技术,5G终端可以非常充分地利用低频FDD和中高频TDD的上行资源,进行TDD/FDD协同、高频/低频互补和时域/频域聚合,实现网络覆盖、容量性能的提升,以及更低的空口时延(比如通过引入提供了随时上行反馈的机会),实现进一步提升数据的上行能力,为垂直行业应用提供更好的发展空间,全面满足5G时代各类创新型2B应用对于更大上行流量和更低时延的需求。

据5G微信公众平台(ID:angmobile)一直以来的观察,超级上行解决方案一直在非常快速地发展着,而且性能验证非常给力:

① 在2019年6月,中国电信携手华为联合提出“超级上行”解决方案。

② 仅两个月后的2019年8月,中国电信上海公司联合华为率先实现全球首个应用“超级上行”解决方案技术的5G网络覆盖,并于8月22日在同济大学成功完成性能验证——测试结果表明,“超级上行”不仅在良好无线环境下提高20%-100%的上行速率,而且还把小区边缘上行速率体验提升至4倍。这为中国电信打造5G高速上行的领先网络迈出了商用性实践的第一大步。

③ 2020年3月,中国电信安徽公司携手华为,成功为海螺集团提供5G“超级上行”网络服务,实现该创新技术全球首个端到端的商业应用,通过在海螺集团下属水泥工厂矿区、厂区、室内室外等场景的全面验证,“超级上行”在靠近基站区域上行速率可提升20~60%,在偏远弱覆盖区域最大可提升300%,为5G带来了更高的上行体验速率以及更广的覆盖范围。

④ 2020年5月19日,据华为5G产品线副总裁甘斌在全球分析师大会HAS 2020上介绍,超级上行产业链已经端到端成熟。在商用网络中,基于FDD上行频谱补充TDD,超级上行已兑现最高4倍的上行体验。面向未来更多样化的行业应用,以及更大的上行体验诉求,基于全上行的大带宽频谱,如100MHz带宽,业界也正在逐步探索和验证。届时,通过全上行大带宽频谱作为TDD上行补充,5G将实现上行峰值超过1Gbps,更好地支撑未来行业应用探索和商用。

在通过以上3大措施建成连续广覆盖且大容量的精品5G网络后,运营商们即可通过5G 2C/2H/2B海量应用实现广泛“开源”,而如此大一张5G网络以及庞大且非常复杂的2G/3G/4G/5G“四世同堂”网络,如何“节流”——降低运维的复杂度和成本就成为当下5G发展的另一个新趋势。如下。

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趋势三:4大主要方式,持续降低运营商的OPEX

对于运营商而言,从1G到5G,OPEX的挑战是一直存在的。比如GSMA移动智库发布的一份报告显示,从2009年到2019年10年时间内,OPEX持续提升,约占运营商收入的75%。到了5G时代,整个蜂窝网络是多制式多频段共存,如果不采取措施,OEPX的提升将会越来越显著。

一种主要方式是,逐渐进行2/3G减频退网。考虑到多种网络共存的复杂性,移动通信网化繁为简——2/3G减频退网是必然趋势:从技术特点来看,新一代的5G网络,在无线部分沿袭了4G技术,进一步提高了大带宽、高数据能力,且延伸了物联网能力;从产品实现来看,4G和5G网络均面向于分组域;从业务发展来看,4G和5G可以很好地支持互联网和物联网业务;从频谱利用率来看,运营商可通过引导用户更换手机时向4G和5G网络迁移,并根据2G和3G业务的网络实际占用情况,逐步腾出现有2G与3G占用频率。甘斌介绍,2/3G减频退网将帮助运营商从根本上降低OPEX,目前全球已退网17张,超过12张网络正在退网。

第二种主要方式是,上文提及的“极简部署”可帮助运营商从站点层面降低部署成本。

第三种主要方式是,上文提及的多频多制式协同从网络层面助力运营商提升整网运维效率,并提升能效。

第四种主要方式是,基于AI的整网协同来降低网络能耗和运维成本。甘斌介绍,通过创新的工艺设计和算法,以及先进的硬件材料和散热技术,5G相比4G,已经实现50倍的能效。基于AI的网络协同节能解决方案根据不同场景下不同的业务需求,在保障网络KPI的同时,多制式多频段之间通过符号、通道、载波等协同关断技术,支撑更精细化精准化的全网级节能,逐步实现5G相比4G 100倍的能效目标。现网实践表明,基于AI的网络运维,实现了规划、建设、维护、优化、业务发放全流程智能化,极大提升运维效率。比如韩国LG U+通过引入基于AI的网络运维,对邻区关系、切换等多种参数实现了“一键式”优化,优化时间从一周大幅降低到一天;对M-MIMO场景化波束优化提升了覆盖20%。 

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极简融合5G,助力成就5G新速度新高度新价值

正如本文开首所述,全球5G再次加速。在此大背景之下,5G发展出现了3大新的趋势——从2C/2H业务蓬勃发展,走向2C/2H/2B全业务发展;从TDD规模部署,走向TDD+FDD多频协同部署;OPEX持续降低成为5G商业成功重要因素。这3大趋势代表着运营商们的迫切需求。对于相关迫切需求,华为给出了最新答案——“极简融合5G”。5G时代(2020-2030)已经开启,在满足新需求、符合新趋势的新型创新技术的使能下,深信5G发展必将不断实现“新速度”、突破“新高度”、迈入“新阶段”、创造“新价值”!

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