摘要:5G引爆的“革命”将颠覆传统互联网,也将会极大地改变我们的生活方式,在5G 技术的助力之下,能够为VR、AR、大型物联网、无人驾驶、远程医疗、智能建筑等技术提供史无前例的创新设计,整个社会都在积极迎接5G的到来。这是中国科技发展的机会,也给广电行业带来了全新的突围契机。

目前,广电进入5G领域,在政策及资质层面上已经畅通。在抗击新型冠状病毒疫情的战役中,广电5G也可谓是大显身手,快速实现了武汉雷神山医院、北京小汤山医院的广电5G覆盖,全力保障疫情期间学生网络教育需求。广电5G建设正进入一个十分重要的实施时间点。

问题一:国网获得5G牌照对广电的发展有何影响?

杜百川:国网获得5G牌照对广电今后的发展意义重大!广电进入5G领域,不仅使广电迅速进入最先进的通信技术领域,加快广电5G应用各方面的转型升级,更重要的变化是“游戏规则”的转变。首先,有线电视进入通信行业,打破了原来广电以广电业务为主和电信以通信业务为主其他业务为辅的业务分割竞争局面,成为各自都有全业务的竞争,有线电视“广电”的概念将会弱化;其次,5G 为有线电视打开了全新业务场景,5G广播、增强移动宽带、智慧城市、工业物联网、车联网等,需要大量的资金、技术和人才的支撑;再者,通信行业是一种市场化竞争很充分的产业,对原来没有充分市场化发展的有线电视来说,在向市场转型方面具有重大挑战;最后,由于广电和通信业务现在仍然分属于两个部门管理,5G并非由国家广播电视总局管理,有线电视行业必须适应新的管理方式。

问题二:在5G 的支撑下,三类典型应用场景eMBB、uRLLC、mMTC的实现成为可能,针对这三大场景的应用,分别需要实现哪些关键技术,您能分析一下未来的趋势和前景吗?

杜百川:首先, 巧妇难为无米之炊,5G 必须要有丰富的频率资源支撑。另外,5G还采用了许多新技术,如新的信道编码、数据通道用LDPC、控制通道用Polar码、多种低延时和超可靠性技术措施、灵活和模块化的大规模多输入多输出(MIMO)无线接入网RAN架构、具有边缘计算的中心单元CU和分布单元DU分离、用户平面UP和控制平面CP分离的AI支撑的SDN/NFV云架构核心网、根据业务不同要求进行不同细化分层的端到端网络分片。

所有这些关键技术使5G可以支撑多种新兴的高带宽的超高清(UHD)和虚拟现实(VR)业务,特别可靠和低延时的远程手术、车联网、无人机集群和工业物联网业务以及智慧城市的大规模物联网业务。但5G技术将和4G技术在很长一段时间内共存,会有基于4G核心网或基于5G核心网的多种无线接入技术双连接(MR-DC)和独立组网和非独立组网的多个选项。而且5G技术还将进一步发展,以满足新业务不断增长的需求。

问题三:5G 组网支持独立组网SA和非独立组网NSA两种部署方式,这两种部署方式分别有哪些建设关键点和优缺点,在选择组网时需要注意哪些关键点?

杜百川:5G网络部署依据和4G网络的关系有7种选项,又分单独SA和非单独NSA两类,单独是指基站单独和核心网的单连接组网。现在主流采用的是SA选项2 和NSA选项3x。选项2接入网和核心网都是5G,有5G的全部性能,但投资大。选项3早期投资少、信令在原4G网,5G基站不连续时移动性好、双连接下载速率比单5G连接高;缺点是不支持分片和超可靠低延时业务,对终端要求也高。

应当注意的是组网方式的选择除了性能和投资方面的考量,最重要的是能够开展的业务。原有4G网络的运营商当然优选选项3x,原来没有基础网络的,如果和原来有基础网络的运营商合作,也可以优选选项3x,但如果原来既没有基础网络,又不与人合作,则可选择选项2。话音业务注定不再会是5G的主要业务,但如果一个网络没有好的全国覆盖,也不会有市场。因此选项2 非常适合于不需要全国联网的企业专用5G网。预计到2020年底,全球将有超过100家公司开始测试部署专有5G网络,到2024年,每年专有网络移动设备和服务价值总计可达到数百亿美元。

问题四:在5G的支持下,实现大规模的物联网成为可能。目前物联网最受关注的两大主流技术分别是LoRa 和NB-IoT,两种技术分别有哪些优缺点,与5G 是什么关系,目前的发展情况分别是怎样的,实现这两种技术的部署分别有哪些需要注意的地方?

杜百川:LoRaWAN使用未授权的频谱,也称ISM(工业、科学和医疗)无线电频段,原本保留用于科学、医学和工业用途,而不是通信,LoRa与5G无关。NB-IoT 使用授权频谱,由3GPP开发的低功耗广域网标准,能够在各种蜂窝设备和服务实现IoT。该技术规范于2016年6月的R13中建立,R14进行的改进,R15虽然没有涉及IoT部分,但5G将继承4G的服务,NB-IoT和LTE-M已经成为5G的一部分。5G第二阶段R16将引入增强工业物联网的超可靠低延迟通信和更复杂的网络切片,高密度和能在多金属厂房环境工作的多点协作(CoMP) 技术,更加适合高要求物联网应用的企业专用5G 网络。

根据ABI research2019年6月的研究报告结论“LoRaWAN 和NB-IoT网络的部署两者都相对较新,但在全球范围内实现了快速地增长。会有足够的空间给双方大规模IoT应用的发展,具有设备、网络架构和网络接入价格较低,大楼内深度覆盖和低功耗的优点。然而在近期,LoRaWAN相比NB-IoT具有明显优势,有成熟的供应商生态系统,认证的IoT设备,和目前已准备好实施的端到端解决方案。”而KTH Royal Institute of Technology的研究表明,在大容量时,NB-IoT在设备、传输、电力、安装、建设和运维总体价格方面远优于LoRaWAN。

对于广电来说,原来没有通信基础网络,LoRa是唯一选择。但现在考虑到国网已有5G牌照,我国5G技术有明显优势,700MHz 5G物联网有深度覆盖等突出优点等方面因素。同时考虑到在我国采用LoRaWAN有非授权频谱的功率限制、要求国密、5G 也将采用非授权频谱、中美贸易战等不确定因素的风险。所以从长远来看,采用NB-IoT还是明智的。

问题五:随着5G商用逐步推进,边缘计算引起了诸多讨论,边缘计算的部署和实现为5G 提供了哪些关键技术支撑?

杜百川:两项服务需求为支持5G服务的边缘计算奠定了基调。

资源效率:为满足为5G定义的各种KPI,5G网络应支持最小化用户平面资源利用率机制,可以通过将业务托管环境下包含的网络内缓存和应用程序更接近最终用户。

高效用户平面:基于运营商策略,5G网络应能够维持用户体验(例如QoS、QoE);并支持连接到网络的UE 与服务托管环境中应用之间的数据流量路由;在通信活动期间,当UE移动或应用程序更改位置时根据需要修改路径。

边缘计算已经可以直接用于智能手机、智能音箱、智能电视和智能穿戴等终端设备,以前只有价格最昂贵的智能手机(价格分布在最高1/3的智能手机)才可能使用边缘AI芯片,但现在某些价格在1000美元以下的手机也包含AI。我国制造配备AI的手机在国外的售价不到500美元。

本文为节选

全文刊登于《广播电视信息》2020年第3期