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科普:你什么時候能用上5G?

2018-08-23 18:12:32 來自:

 當能保證消費者通過移動網絡看高清直播的 4G 成為主流之后,擁有更高速率和更低延遲的 5G 網絡成了業界的下一個引爆點。

不管是作為消費電子風向標的 CES 還是移動通訊盛宴 MWC 大會上,5G 都是被智能終端廠商、芯片廠商反復提及的關鍵詞。

但必須要承認的是,目前我們仍處于 5G 到來前準備的早期階段,如今甚至還沒有一款可以兼容 5G 網絡的手機面世。那么作為消費者的我們,手機何時才能真正使用上 5G,這是每個人都會想要問的問題。

5G 到底是什么?誰在擁有 5G 的話語權?

什么是 5G?是網絡制式?還是硬件芯片中的一部分?還是一個智能互聯的橋梁?

其實現在并沒有一個準確的定義。但很明顯的是,5G 將實現更高水平的性能和效率,提供高達數 Gbps 的峰值速率、超低延遲、巨大容量以及更加統一的用戶體驗,這是給到我們消費者的感覺,關于 5G 規范的最終細節仍由政府和網絡電信公司共同決定。

就在 2017 年 3 月的第二周,3GPP(第 3 代合作伙伴計劃,幫助定義 5G 的標準化組織)就 5G 加速進度達成共識,最早將于 2019 年進行基于 3GPP 的大規模測試和部署,這無疑是一個重大消息。同年 12 月 21 日,推出 Release 15(5G 版本 15),根據 IMT-2020 規范, Release 15 包含 5G 非獨立(NSA)和新無線電(NR)技術,供運營商進行部署與計劃使用。

國際電信聯盟(ITU)的 IMT-2020 規范將成為 5G 的全球網絡標準。到目前為止,商討預定的規范包括技術和用戶體驗數據速率,延遲,頻譜效率和帶寬要求等。但遺憾的是,目前尚未最終確定的 5G 獨立(SA)規范(版本 16),該規范將為下一代網絡提供動力的后端技術。

而根據 IMT-2020 要求,5G 的峰值數據傳輸速率預計可高達 20 Gbps,其中,下載速度為 20Gbps,上傳速度為 10Gbps,比 IMT-Advanced 4G 要求提高了 20 倍左右。然而,由于通路擁擠、基站距離等因素,我們可能會看到真實網絡速度徘徊在 100 Mbps 以上,對比而言,正在使用的 4G 網絡僅可以達到 10 Mbps。

除了網絡傳輸速率的加快,延遲性低也是 5G 最大的優勢所在。根據高通官方說法:

5G 的延遲將大幅下降,以提供更即時的實時訪問:端到端延遲降低 10 倍至 1 毫秒。

而這個 1 毫秒數據是基于 ITU 愿景中的 IMT-2020 要求,實際上,僅 4ms 的最大延遲才是真實使用中的數字。根據外媒 Androidauthority 的說法,4G LTE 網絡在倫敦能達到 82 毫秒延遲,而美國平均值約為 61 毫秒,5G 的延遲時間完勝 4G。

對于智能硬件廠商而言,他們還希望 5G 能夠同時連接數千個低功耗物聯網(IoT)設備,并支持設備到設備(D2D)連接方式,以實現附近設備之間的低延遲連接。

既能在降低延遲的同時還可以達到更快的網絡傳輸速度,這將需要大量的多輸入多輸出(MIMO)天線系統,更多的載波帶寬和頻譜,以及很可能使用極高頻率的 mmWave(經常被稱為解決方案)頻譜。其中,5G 最大的難點在于找到提高可用帶寬的頻譜。

由于我們大部分人都生活在高密度人流當中,例如商業街,多人的工作地點、居民樓,這些都或將成為你使用 5G 網絡的實際環境,所以,5G 與 4G 的融合是必不可少的一個步驟。等你真正體驗到 5G 的時候,不再由于 “雙網通” 導致網絡信號低,而全頻譜,高頻譜,即將成為 5G 最大的優勢。

而根據 3GPP 的說法,5G 將支持從 1GHz 到 50GHz 左右的低頻,中頻和高頻頻譜。由于與 4G 擁有共同的頻譜,意味著下一代電信網絡的轉變將是漸進式的,5G 網絡將結合使用 4G LTE 頻段、頻譜和逐漸更新技術來提高傳輸數據吞吐量,換來更快的速度。我們將在很長一段時間內依賴已經完成的 4G LTE 網絡進行工作與生活,

圖片來源:Androidauthority

值得注意的是,國際電信聯盟(ITU)仍在就更多技術、推向市場方面進行討論中,并計劃在未來幾年發布更多報告和詳細資料。IMT-2020 標準的基本頻譜安排和完整無線電規范計劃,預計要到 2019 年或 2020 年才可以看到,在此之前,我們將無法完全回答關于 5G 網絡的諸多問題。

除了以上提到正常授權的 5G 頻譜,未許可的頻譜及共享頻譜的開放,將會為 5G 網絡建磚加瓦。未許可的頻譜,英文為 Unlicensed Spectrum,通過非許可頻譜來建置自有的電信網絡服務,讓中小型網通業者使用,這其實是網絡帶來的好處,比如長城寬帶就是一個典型例子。

在 4G 網絡下,我們不一定要等到 2020 年左右出現 5G 技術,才可以開始看到未經許可的頻譜帶來的好處。目前,智能手機處理器芯片套件中已經增加了對 LTE-U(5G 網絡下的未授權頻譜)的支持,LTE-U 由高通及其合作伙伴牽頭。在美國,T-Mobile 已經建立了自己的 LTE-U 服務,包括華盛頓州等,而高通也在現有的 X12、X16、X50 調制解調器中支持 LTE-U。

未來的 5G 技術在不斷更新與發展中,目前仍有很多未知的因素,需不斷探索中得到最終的確定。

手機廠商之間的 5G 網絡未來

對于搭載 5G 網絡的新機,每家手機廠商都在等著芯片廠商給到的時間表,就目前而言,或將在 2019 年才會推出第一款真正的 5G 手機。華為表示它的 5G 手機時間是在 2019 年的第三季度,非常有可能是 mate 系列新機。在此之前,中興也曾宣布在 2019 年實現 5G 的落地計劃。

對于 Apple 下一代搭載 5G 的 iPhone,根據 9to5mac 消息,很有可能是在 2020 年推出,由于蘋果在與高通就專利費中存在爭論中,對此,蘋果已經與英特爾達成合作,降低高通公司在 iPhone 調制解調器方面的供應鏈訂單份額。另外蘋果也在考慮將聯發科技作為第二供應商,所以,很有可能在配備 5G 網絡的 iPhone 上,內含聯發科的調制解調器。

與此同時,據該消息稱,聯發科已進入蘋果的 HomePod 供應鏈,將為 HomePod 制作定制的 WiFi 芯片,或會在蘋果智能設備中添加 5G 網絡的支持。而三星,暫時未公布關于搭載 5G 網絡的新機消息。

全球 5G 網絡時間計劃及拍賣說明

5G 網絡時間計劃至關重要,預計,成熟的 5G 商用或將會在 2020 年之后到來,而目前,各家運營商與基站管理商都在做 5G 的調試工作,包括美國、中國、韓國、日本、歐洲等國家與地區。

美國:

目前,美國運營商已經承諾盡快啟動和運行 5G 網絡,預計美國將成為首批實現 5G 全商用的國家(地區)之一。其中,美國電信運營商 Verizon 表示,5G 將于 2018 年晚些時候通過固定寬帶服務進入家庭,但手機網絡需要等待芯片廠商的時間表。而運營商 T-Mobile,今年將在 30 個州(市)推出了 5G 套餐計劃,而 Sprint 正在為六個城市部署自己的 MIMO 天線。AT&T 已經在 100 多個州(市)推出了 5G Evolution 技術。

圖片來源:Fortune

我們需要知道這樣一個觀點,運營商擁有 5G 技術不一定真正許可的 5G 網絡,因為頻譜需要經過拍賣才可以決定自家 5G 網絡的支持。2016 年,聯邦通信委員會投票決定釋放 24GHz 以上的無線頻段,用于 5G 無線技術的商業部署。提供的頻率涵蓋 28GHz,37GHz,39GHz 和 64-71GHz 頻段,涵蓋許可和未許可頻譜。其中,T-Mobile 通過投票方式已經獲得其高頻無線電波的所有權。

亞洲:

中國正迅速成長為全球最大的移動互聯網公司聚集地,而且,我們也很有可能成為全球首個使用 5G 網絡的國家之一。在本屆 MWCS 上,中國移動的相關負責人表示,目前移動已經在多個城市展開規模化實驗,在 2018 年以內就將建成超過 100 座 5G 基站,到 2019 年內,將建成 1000 座 5G 基站。在今年底,中國移動就將面向行業客戶開展 5G 測試,不過正式商用可能需要等到 2020 年。其他兩大運營商(中國聯通、中國電信)對展開 5G 的步調也十分一致,都一起確定了將在 2020 年實現 5G 正式商用。

多年來,日本一直在試驗其 5G 網絡的商用化。2017 年 6 月,中興通訊與日本運營商 SoftBank 簽署了一項協議,在東京的大都市區進行 6Ghz 以下的 5G 試驗。而日本電信公司 NTT DoCoMo 也從 2016 年開始一直在測試 5G 技術,諾基亞和 NTT DoCoMo 之間已經簽署協議,已經承諾由諾基亞提供部分技術支持。具體如何正式商用 5G 網絡,仍需要等待一段時間才可以公布更多信息。

韓國在平昌冬奧會期間,電信公司 KT 計劃在 2019 年 3 月之前推出其商用 5G 網絡,并將與 SK Telecom,KT 和 LG U+ 一起分享基礎設施成本,以便加快部署。除此以外,東南亞國家可能需要更多基站的支持才可以實現 5G 網絡的到來。

圖片來源:ITU

歐洲:由于缺乏監管和低投資,歐洲在首次 5G 試驗時比世界其他地方慢得多。華為 5G 基站剛剛獲得歐洲認證,對于如何正式商用計劃,仍然遙遙無期。

直到 2023 年或之后,5G 才會全面展開,而運營商也會對更多消費者展開 SIM 卡套餐等網絡計劃。而根據愛立信的數據顯示,估計到那個時候,會有幾乎一半的消費者將擁有 5G 網絡。

圖片來源:愛立信

我們要確信:5G 將是未來

提升目前的移動寬帶服務,支持海量終端和服務,以及連接新的行業,這是 5G 的使命;讓未來的物聯網技術得到充分的體驗,這才是 5G 的未來。

根據人民網的說法,到 2035 年,5G 或將在全球創造 12.3 萬億美元經濟產出,而全球 5G 價值鏈將創造 3.5 萬億美元產出,同時創造 2200 萬個工作崗位。5G 價值鏈平均每年將投入 2000 億美元,來支持全球 GDP 的長期可持續增長。

在可預見的時期內,4G LTE 仍然是全球移動網絡的技術 “骨干”。但我們要確信,5G 將是下一個網絡技術革命的未來,也是我們消費者們期待已久的新移動網絡。或許,互聯網迅速發展的中國,將會成為首批 5G 網絡的體驗者,也是移動互聯網中最重要的 “領路人”。


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