關於5G將如何帶來更加高速、高效的連接,都有所耳聞。但直到2019年,我們才開始看到世界各地陸續部署5G的跡象。雖然目前還在早期階段,但各國政府和營運商都致力於在本地區投資開發和部署5G網路。GSMA大中華區總裁、亞洲首席代表陳斯寒表示,中國移動、中國聯通和中國電信均推出了5G計畫,其中包括與地方政府簽署諒解備忘錄、建設新的5G基地台和測試基地、確定垂直產業應用重點、品牌策略和投資資金。GSMA預計,到2025年,全球營運商75%的資本支出將用於5G網路。

同時,5G的正式商用也給手機等通訊設備廠商帶來利多機會,各大廠商在2019年的小規模試水溫後,都將在2020年全面推出5G產品,因此相信2020年將開啟一個更加「互連」的未來。

5G將不斷發展,其改變人們生活的用例也將如雨後春筍般湧現,例如遊戲和擴增實境(Augmented Reality,AR)技術等將推動低延遲應用的發展。儘管預計2020年視訊將佔所有IP流量的82%,但是不論是遊戲、AR還是視訊,都不是推動消費者對新體驗和5G需求的殺手級應用。而營運商不會坐等殺手級應用問世,他們將在2020年忙於在各種頻段上推出、落實和強化網路相關功能,同時努力推動標準和技術的發展。

頻段的選擇

除美國外,世界各地的營運商已將中頻段(主要為3.5GHz)指定為5G的主力頻段。營運商需要根據每單位面積的每bit成本來提高效率,這決定了他們部署方式、部署位置,以及頻段選擇。換句話說,當使用高頻段時,每bit成本會下降,但是覆蓋面積會相對縮小,因此需要增加蜂巢基地台的部署數量,而這又會使成本增加。當使用中頻段或低頻段頻譜時,同一區域內所需部署的蜂巢基地台數量會減少,而每bit成本隨著無線頻寬的顯著減少而上升。因此,最佳化的關鍵將是如何在高密度區域使用高頻,而在低密度區域使用低頻。

營運商擁有和部署哪些頻段將決定覆蓋、範圍和速度。最終將得到「覆蓋王」、「容量王」和「固定無線」。

「覆蓋王”將使用其頻譜和選定的技術來覆蓋較大的地理區域。例如在澳大利亞,大部分人口集中在沿海地區,但內陸地區仍然需要覆蓋;「容量王」將專注於紐約、巴黎、倫敦等城市,以及其他依靠小型蜂巢網路等技術的人口密集地區,為消費者、企業和連網設備提供快速和低延遲的服務。5G擁有處理物聯網產生的龐大資料量的絕對速度和高頻寬,因此對於智慧城市建設至關重要;「固定無線」將專注於為低人口密度用戶提供大範圍且經濟的寬頻連線服務。

隨著時間的發展,世界各國透過競標或分配將更多的頻譜投入使用。GSMA研究顯示,頻譜拍賣是大多數國家認為最公平也是最有效的頻譜分配手段。然而,高昂的頻譜拍賣價格將不可避免地提高營運商成本,進而影響消費者的服務體驗,而中國主要營運商以行政分配的方式獲得了符合自身需求的5G頻譜。

2020年將見證共用頻譜的推出,其潛力也將得到印證。美國的公民寬頻無線電服務(CBRS)將進入全面商用部署階段,並利用頻譜接入系統來分配頻譜。其他地區將會觀察該實驗是否成功,並進行調整以在世界其他地區實施。

除了授權和共用頻譜,2020年也將是Wi-Fi 6成為主流的一年。近期一項由無線寬頻聯盟(Wireless Broadband Alliance)實施的調查研究結果也佐證了這一點,顯示有90%的受訪對象已經開始計畫部署Wi-Fi 6,同時66%的受訪對象表示將在2020年底之前部署新一代Wi-Fi。

營運商正在努力增加6GHz頻段內Wi-Fi的可用頻譜,並利用所有授權和未授權頻譜來滿足消費者的需求。儘管Statista預測2025年全球移動5G連接數量將達到11億,但Wi-Fi 6仍然為企業和人口密集地區的無線覆蓋提供了一個不錯的選擇。

標準與技術

開放標準依舊會是討論的主題,我們認為2020年開始的三年時間將證明開放標準是否對無線營運商有利。O-RAN聯盟致力於發展全球無線電接入網路,以虛擬化整個網路中的各種網路元素(包括白盒硬體和標準化介面)為願景。儘管該組織2018年成立,但已經擁有120多家致力於「開放」和「智慧」的成員公司。相信2020年O-RAN將在關鍵領域達成一致,並加快5G網路的部署。

許多無線營運商也開始了5G網路部署,對大規模多重輸入多重輸出(MIMO)技術進行了小規模試驗。隨著2020年5G網路的上線,所需的資料量,以及電力、回程和網站獲取的成本,將決定大規模MIMO是否,以及何時在網路部署中發揮作用。如果需要更多容量,2020年大規模MIMO部署可能會增加,然而,隨著大規模MIMO的部署,在效率提高的同時,複雜性和成本也會上升。

Wi-Fi使用分時雙工技術(Time Division Duplex,TDD),而大多數蜂巢網路使用分頻雙工技術(Frequency Division Duplex,FDD)。隨著更高頻率授權頻譜的引入,TDD技術現已成為5G的主流。TDD與其傳統頻段的整合將帶來新的挑戰和優勢,以及更多的複雜性。不過,TDD頻譜的增加將促使無線網路與有線網路競爭。

推出5G網路

我們認為2020年將是5G覆蓋和容量建設的重要一年。5G不僅需要Macro基地台,還需要增加城域蜂巢基地台的密度並加強室內系統。雖然現在還處於早期階段,但資料處理已經開始從網路核心向邊緣遷移,以消除瓶頸。隨著網路的虛擬化,這一趨勢將更為普遍。

隨著網路的城域層變得越來越重要,從成本和時間的角度來看,為這些位置供電將至關重要。康普長期以來一直在談論PBS——電力(Power)、回程(Backhaul)和網站獲取(Site Acquisition)是構建網路的三大關鍵要素,而這對於5G而言更為如此。

5G雖然已經在世界各地陸續推出,但還處於起步階段。為了發揮5G技術的潛力,網路營運商仍有許多工作要做。相信2020年將是網路營運商兌現5G承諾的一年,同時,也會看到無線和有線之間的界限變得愈加模糊。

本文原刊於EDN China網站