在5G標準凍結后,全球產業(yè)鏈開始布局5G建設,各國運營商開始競相發(fā)展5G,不過具體發(fā)展進度和發(fā)展思路各有不同。
各國競相發(fā)展5G
美國正在積極建設公眾5G網絡,例如T-Mobile采用600MHz頻譜,在2019年12月推出了美國第一個全國性5G網絡,在網絡覆蓋方面,目前已在49個州和波多黎各投入運營,不久將在更多城市上線。AT&T公司7月23日宣布,其5G網絡現已在全國范圍內運行,該網絡于2017年開始在美國主要城市進行測試,并開始推出商用。這是繼T-Mobile公司之后,又一個在全國部署5G網絡的公司。
現在AT&T公司增加了40個支持5G的新市場,遍及美國395個市場、超過2.05億客戶。AT&T正在使用低于6GHz(AT&T稱之為5G)和毫米波(AT&T稱之為“5G+”)技術部署5G,后者僅在美國部分市場提供。Verizon在2020年6月22日宣布,最近在德克薩斯州和明尼蘇達州完成了動態(tài)頻譜共享(DSS)試驗。在實時網絡環(huán)境中進行的試驗表明,LTE和5G NR服務同時在低頻段運行,數據會話有效完成,有望在2020年在全國范圍內推出5G。據2020年7月28日媒體報道,德國電信在5G部署方面稱,已提前實現了2020年覆蓋德國一半人口的目標,現在計劃在年底前實現5G覆蓋德國2/3的人口。
日本也在大力發(fā)展5G。據日本矢野研究所2020年6月23日公布的資料,到2020財年,NTT docomo、KDDI、軟銀和樂天的5G服務合同累計數量將為1185萬,國內5G智能手機的出貨量(基于制造商的出貨量)將為1333萬。
但是,作為日本第一大移動公司,NTT docomo在業(yè)績公告中宣布,截至2020年8月1日,其5G合同的數量僅為24萬,可見日本5G用戶發(fā)展不盡如人意。總務省分配給各移動公司的5G頻段為3.7GHz頻段、4.5GHz頻段和28GHz頻段,信號傳輸距離不遠,基站數量要求很大,面對這種嚴峻形勢,日本政府十分著急。
為解決這個難題,總務省于2020年6月宣布了一項新目標,即到2020財年底,將移動運營商建立的5G基站數量增加到21萬個以上,是最初計劃的3倍。實現這個目標的方法就是全面采用“DSS”技術,如果將現有4G中使用的頻段轉換為5G共享,使移動公司很容易獲得5G基站,可以立即擴展5G區(qū)域。日本政府為了扭轉5G落后局面,把DSS技術當作救命稻草,想用DDS快速提高5G全國覆蓋率,以便扭轉落后局面。這種做法效果如何,還得經過實踐檢驗。在5G網絡部署方面,日本也意識到自己落后了。
專用5G網絡受青睞
除在建公眾5G網絡外,又出現了本地5G、私有5G,這兩種網絡可以稱為專用5G網絡。因為5G所用頻率很高,傳輸距離受限,同時信號又容易被障礙物阻擋,因此大面積覆蓋難度較大,而工廠、企業(yè),學校、機關、城區(qū)又是非常需要5G的地方,在這種范圍不大的地區(qū),5G信號覆蓋相對容易些,因此專用5G網絡應運而生。
美國研究公司Harbor Research預測,到2028年,本地5G將使IoT(物聯網)市場規(guī)模達到3560億美元。本地5G與私有5G從技術上來看并沒有太大區(qū)別,本地5G所用頻率由承擔方負責申請,5G設施由承擔方采購,網絡建設、運營、使用和維護,也由承擔方負責。而私有5G,網絡設備采購、建設、運營和維護都由移動公司負責,并以租賃方式交工廠等單位使用。由于私有5G是工廠專用的網絡,是服務可視的定制化專屬網絡,數據不會通過公共5G網絡傳遞,因此不存在諸如通信擁塞之類的外部因素,并且很容易確保安全性。還有,移動行業(yè)企業(yè)可以通過網絡切片技術為工廠提供定制的核心網絡。
現在業(yè)界已經形成這樣的共識,即“4G改變生活,5G改變社會”“5G的80%將用在工業(yè)互聯網領域”。顯而易見,5G的應用場景應該主要是工業(yè)。雖然從5G商用以來,5G應用仍以試驗居多,主要面向個人用戶,但是最近歐洲情況發(fā)生了變化。
美國汽車巨頭福特汽車2020年6月25日宣布,與沃達豐簽訂合同,在英國的埃塞克斯電動汽車電池工廠引入私有5G網絡。根據兩家公司的聯合聲明,該項目是英國政府支持的6500萬英鎊5G投資計劃的一部分。福特工廠的私有5G網絡將取代現有的Wi-Fi網絡,以加速電動汽車零件的生產。
近幾年來,德國工廠中使用無線網絡是由Wi-Fi網絡開始的,因為它傳輸數據量大,而且不用通信費,因此得到廣泛應用,但它的信號不穩(wěn),同時安全性也差,因此在關鍵部位使用,讓人擔心。后來德國工廠引入專用LTE解決了人們的擔憂,但隨著智能制造業(yè)的發(fā)展,LTE與5G相比難以滿足工廠對帶寬、時延、速率的要求,這時專用5G就派上用場了。
德國制造業(yè)無線網絡應用可以說是從私有LTE到本地5G不斷發(fā)展的過程。工廠自動化正在進行中,需要擁有實時無線控制的機械臂和自行式機器人,目的是提高生產率并確保質量。為了實現這些目標,正在逐步引入專用LTE,但是根據工廠的規(guī)模和生產過程的復雜性,從已有的經驗看,LTE還不足以支持它,因此專用5G就是必選項。此外,從制造過程中獲得的各種數據會通過私有5G網部署在邊緣終端或云上,實時收集并由AI(人工智能)進行處理,因此自動化很容易。在本地5G方面,德國一些工廠、企業(yè)等單位,已獲得5G頻段使用授權,這對提升德國智能制造業(yè)的能力將起到重要作用。
日本同樣是制造業(yè)強國,為了促進工業(yè)向智能制造發(fā)展,日本對專用5G的發(fā)展,也極其重視,日本總務省制定出頻率規(guī)劃,對專用5G劃出專用頻段。日本信息通信委員會“本地5G研究工作組”,也在研究“根據本地需求使用5G構建相對較小范圍的通信系統”的“本地5G”。日本總務省制定了5G頻率規(guī)劃,并規(guī)定了本地5G的使用頻率,見圖。


圖 日本5G頻率劃分
日本的企業(yè)和移動公司也開始重視專用5G,例如,近日,豐田生產工程公司選擇諾基亞在其制造設計中心安裝了工業(yè)級專用5G網絡。2020年5月20日,軟銀公司宣布將從2022年開始提供“私有5G”服務,利用分配給軟銀的5G頻段,并在限定的區(qū)域(如本地)對需要使用5G網絡的企業(yè)提供5G網絡服務,同時負責網絡的建設和運營。
為什么軟銀著手在全國范圍內建設公眾5G網絡的同時,又要提供私有5G之類的網絡服務呢?這是因為分配給軟銀公司的5G頻率非常高,并且因受到了日本國內衛(wèi)星通信的干擾,設置基站難度很大,并且很難擴展覆蓋區(qū)域。軟銀使用分配的5G頻段在5年內5G部署率僅為64%,遠低于NTT docomo或KDDI。因此軟銀就表現出對私有5G非常大的興趣。如果將5G頻段用于不受衛(wèi)星通信影響的特定場所的建筑物中,則可以輕松解決上面說的許多問題。
因此,通過為企業(yè)提供限定位置的5G網絡,可以有效地將5G頻段用于商業(yè)服務,并爭取優(yōu)質客戶。由于軟銀的5G網絡將在2021年下半年運營,因此私有5G的提供時間大約在2022年左右。由于軟銀的私有5G可以在全國范圍內使用,這可以通過與公眾5G鏈接,在私有5G內部和外部進行數據連接和計費,實現服務的多樣性。當然,提供私有5G也面臨挑戰(zhàn),軟銀是否會為私有5G分配專用頻率尚未可知,如果分配了專用頻率,則公眾5G可以使用的頻率數將相應減少,因此,人們擔心這是否會影響5G容量,如果使用相同的頻率,則可能會受到相鄰5G基站的干擾。
DSS技術惹爭議
DSS技術作為5G網絡的補充和輔助,不失為一個不錯的選擇,它存在不少優(yōu)勢,但拿它做為5G網絡的支撐技術,在全球引起不少爭論,支持的有,質疑的也不少。
對于DSS技術,美國和日本各大移動運營商態(tài)度截然不同。有的運營商基于5G頻率缺乏問題,對部署DSS態(tài)度非常積極,已列入工程計劃,這方面以日本的軟銀公司與美國的Verizon、AT&T公司為代表。有些公司態(tài)度比較謹慎,雖然己準備工程安排,但還是有些擔心,例如KDDI公司。
此外,以NTT docomo和美國的T-Mobile為代表,因為其5G頻率資源沒有問題,因此對DSS技術沒有計劃安排。NTT docomo認為有DSS技術支持的5G,在提供的帶寬和速率方面達不到真正的5G指標,所以它不是真5G,而是偽5G。
責任編輯:pj
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