把握5G-A商用机遇,助力拓展5G新价值

责任编辑:王鹤迦 2024.02.21 07:54 来源:天翼智库

通信世界网消息(CWW)根据Research And Markets的数据,到2025年全球5G核心市场规模将达94.97亿美元。随着5G商用的不断深入,2C市场在拓展网络性能新价值,2B市场在探索应用新可能,新业务形态持续演进升级。在满足5G从“能用”到“好用”再到“智用”的过程中,5G-A(5.5G)发挥着重要作用,运营商需把握机遇,夯实网络基础,并从标准、应用和合作三方面做好准备,迎接千亿智慧连接大市场。

5G-A新特性助力拓展价值应用新场景

5G分为两个阶段:R15-R17为第一阶段,R18-R20是第二阶段。2021年4月,5.5G正式被3GPP官方命名为5G-Advanced(简称5G-A),它引入RedCap(轻量化5G/低成本物联1)、无源物联、通感一体等技术,拓展了5G的能力边界。按既定规划,R18将在2024年上半年被冻结,这是5G-A的第一个正式版本,将推进技术与应用的不断融合创新,为用户提供更加卓越的极速网络体验,赋能千行百业。

 1. 5G-A新特性 

增强5G基础网络容量和效率。与5G相比,5G-A将在“大带宽、广连接、低时延”上更上一个台阶,实现4个10倍的网络性能提升:一是10倍体验:峰值速率下行10Gbps、上行1Gbps;二是10倍确定性:时延、定位、高可靠性能力10倍提升,网络时延从10毫秒向1毫秒演进;三是10倍能效:移动网络每Tera Byte数据传输排放的二氧化碳量可减少10倍;四是10倍智能:ADN(Autonomous Driving Network)自动驾驶网络从L3提升到L4级别。

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表1 5G-A网络能力关键指标

“六边形”应用架构满足场景新需求。5G发展之初定义了三大场景,即eMBB(超宽带)、mMTC(大连接)和uRLLC(低时延高可靠)。在规模化商用过程中,5G难以完整支撑多样性的物联场景的问题逐渐显现。例如,在工业应用场景中,上行带宽不足、延时较大、定位不够准确等问题突出。5G-A的“六边形”应用架构面向六大主要应用场景,覆盖沉浸实时、智能上行、工业互联、通感一体、千亿物联和天地一体,即支撑传统5G业务大规模应用,又支撑新场景新业务应用。

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图1 5G-A应用架构

 2. 5G-A价值场景及网络需求 

5G-A是基于5G的演进和增强,在速率、时延、连接数、定位精度等方面有明显的提升,能够满足叁差不齐的2C和2B类物联网应用场景需求。

下行超带宽业务。这类业务主要面向2C类沉浸实时交互场景,以2D云游戏、XR全景视频、云XR、XR多人实时通信以及多模态XR应用为主。以1080P分辨率为例,点播类视频的视频码率为2Mbps时,端到端交互时延要求不高于230ms,下行网络速率需达到10Mbps。实时交互业务场景下,端到端交互时延要求不超过25ms,下行网络速率要求达到9.2Gbps。

上行超带宽业务。此类业务以2B类城市安防、智慧工地以及无人小车视频回传等场景的视频监控与传输为主,不同业务渗透率和传感器分辨率等因素影响下,对上行网络带宽要求存在差异。例如单小区内覆盖30个1080p固定摄像头、10辆智能网联汽车、3个服务机器人,对5G-A上行网络的总体需求为336-960Mbps。当覆盖40个4K个固定摄像头、10智能网联汽车、3个服务机器人时,对5G-A上行网络的总体需求为936Mbps-1.6Gbps。

定位业务。定位能力在2B类应用,例如,工业互联、通感一体和千亿物联领域是刚需。不同的场景在定位精度、终端功耗、时延等方面有不同的指标需求。例如车联网领域自动驾驶应用定位系统中,风险系数范围需达到10-8/hr-10-7/hr,2精度要求为0.1m@90%,时延小于10ms,可用性达到95%-99.9%。

物联领域。物联领域主要面向2B类行业应用,包括无源物联和RedCap(低成本物联)两方面。无源物联主要应用于工业、电力、医药、畜牧、物流等行业的某些场景,5G-A能够有效提升覆盖能力:室外变电站区域覆盖能力>150m;室内制造工厂的域覆盖能力>20m。支持温湿度、压力、振动等100uw级别的低功耗传感;室内库位级别定位能力 (>3m)。RedCap(低成本物联)能够满足对网络性能要求不高,对成本敏感度较高的行业应用场景的需求。例如,工业无线传感器、可穿戴设备和高清视频监控等中高速物联网应用场景。

通信感知融合。通感融合主要应用于无人机监控、车联网监控和机器人避障与路径管理等2B类应用场景。其中,无人机监控场景下,有数据回传时对通信速率的要求为10-30Mbps,时延要求在100-500ms之间,感知距离1000米。车联网监控场景下,上行速率≥200Mbps,下行速率要求为500Mbps-1Gbps,时延要求≤20ms,位置精度为0.5-1m。机器人避障与路径管理场景中,网络速率要求为30-50Mbps,时延要求在50-100ms之间,感知距离分辨率≤10米。

 3. 5G-A场景探索与实践案例 

5G-A赋能创新应用将逐步落地。目前,虽然5G-A尚未商用,但2C和2B相关领域都已经开始尝试运用5G-A的特性与能力,赋能创新应用场景。

(1)5G-A助力乘客体验32.9 Mbps到1.8 Gbps的网速跃升

根据IT时报新闻,上海地铁4号线停靠站台时5G速率≥400Mbps,列车行驶过程中下行速率只有30-40Mbps,上行速率仅为10Mbps。采用5G-A加持的“车地系统”覆盖方案后,在100M带宽单载波条件下,下行峰值速率≥1.1Gbps,均值速率≥800Mbps;而在200M带宽的双载波条件下,下行峰值速率达到2.1Gbps,均值速率达到1.7Gbps。用户无论是看高清视频,还是玩手游,都十分流畅,尽享网络性能跃升带来的极致体验。

(2)5G-A特性促进陕煤项目提质、降本、增效

工信部2023年中国5G+工业互联网大会年度标杆示范案例,“曹家班煤矿项目”充分体现了5G-A的三个特性。一是大上行。智慧矿山的推广使矿井实际工作场景中部署的前端感知装置大量增加,井下有大量的高清图像需要采集和回传,5G-A的大上行特点,为图像传输提供有力保证。二是RedCap(低成本物联)。矿井下摄像头数量较多,对功耗和电池寿命的要求较高,RedCap的终端特性能够助力企业减少施工,降低成本投入。三是通感一体。矿井下的粉尘使摄像头很难精准识别物体。借助5G-A通感一体,道路识别率达到95%,有效提升了作业的安全性和企业产能。

产业链各方积极推动5G-A商用

R18将于2024年上半年冻结,这将为业务创新与拓展提供有力支持。产业链各方已经开始积极部署,共同推进5G-A商用。

频谱资源划分就绪。2023年6月,我国率先将6425-7125MHz全部或部分频段划分用于IMT(含5G/6G)系统。毫米波已在全球20多个国家、近百个运营商得到分配,且在意大利、香港等市场启动商用。频谱资源方面已经为5G-A的到来做好了准备。

多项技术验证符合预期。IMT-2020牵头华为、中兴、爱立信等厂商完成了高低频载波聚合、多频段服务小区(MBSC)、灵活频谱接入(FSA)等多项5G-A关键技术测试。同时,多家主流芯片厂商推出了5G-A硬件就绪的芯片,裸眼3D和XR高中低终端已齐备。5G-A商用已经具备技术基础。

业务场景和商业价值逐步清晰。在能源行业,豫金能源在金岭煤矿部署5G-A商用专网,实现了高瓦斯矿井5G-ADMN网络井下重点区域覆盖,降低了作业风险、提升了安全保障。在文旅行业,银基国际旅游度假区利用5G-A技术,实现90个直播渠道5G超高清手机直播引流,230台5G公网对讲终端的无死角智能调度。在服务行业,郑州航空港区通过部署5G-A智能基站,自动生成差异化业务网络资源保障策略,提升用户体验。5G-A能够满足更多2B行业应用的需求。

运营商抢占5G-A风口。运营商是推动5G-A商用进程的中坚力量。中国电信,一方面,持续推进3GPP 5G-A标准工作,提出“三层四边”的5G-A核心网架构,打造高可靠核心网;另一方面,积极推动5G-A商用实施。已在西安大唐不夜城、大唐芙蓉园、回民街、咖啡街区、陕西师范大学雁塔校区开通近100站三载波聚合,用户可以畅享直播、高清视频、云游戏等业务。网络部署后,用户数增加80%,用户体验提升110%,容量提升140%。中国移动,发布《5G-Advanced “创新链-产业链”双链融合行动计划年鉴(2022年版)》,并已在郑州连片部署40多个5G-A智能基站,覆盖高铁站、医院、学校、居民区和景区等应用场景,实现5G-A智能基站多场景规模的试商用部署。中国联通,完成了5G-A规模组网示范,实现北京市中心金融街、历史建筑长话大楼、大型综合性体育场北京工人体育场3个重点场景的连片覆盖。种种举措表明,5G-A已经具备了规模应用能力。

运营商“网络-标准-应用-合作”四维度拓宽产业市场

5G-A凭借网络能力的10倍提升,以及通感一体、无源物联等革命性新功能,有望创造前所未有的社会及商业价值,提升运营商收入并巩固产业链地位。下一步运营商应抓住时间窗口,从“网络-标准-应用-合作”四个维度提升竞争力,奠定市场优势地位。

 1. 网络为基,构建5G-A产业发展坚实底座 

在5G-A网络基础性能提升方面,运营商可以软件升级为主,基站和终端等硬件根据需要进行相应的改进和替换。在网络建设方面,运营商应发挥自身优势,坚持高中低频协同发展,打造精品网络,实现上下行速率和稳定性等方面的有效提升,为产业发展奠定坚实基础。

 2. 标准引领,助力5G-A创新应用稳步发展 

运营商一方面可在前期标准化工作的基础上,积极参与标准制定工作,持续聚焦5G-A关键核心技术推进。另一方面开展5G-A技术攻关,针对未来5G-A商业场景持续做好技术储备,推动关键技术从单点验证到应用级系统验证,通过技术能力与应用场景的紧密结合,加快技术创新和应用步伐,推动5G-A应用高质量发展。

 3. 需求指引,打造5G-A赛道差异化竞争力 

在应用方面,运营商应聚焦用户需求,着力补齐关键场景和能力短板,面向5G-A价值场景做好产业布局,提出解决方案和服务,实现突破创新。同时,构筑样板,紧跟标准步伐,引领产业实现5G-A演进技术高质量快速应用,打造产业链创新链融合发展的新方式,形成差异化竞争优势。

 4. 合作共赢,联合产业伙伴共建良好生态 

运营商应秉承开放合作、互利共赢的理念,一方面与产业链头部企业建立“联盟链”,共同致力于推动5G-A产业发展,开展5G-A试点示范,孵化5G-A创新应用案例,形成标准规范,推动区域交流与合作。另一方面基于自身云网优势,构建5G-A“生态圈”,在应用侧,与业内领先者合作,基于资源对接和能力输出实现与生态伙伴的相互赋能、联合创新,实现互利共赢。在能力产品侧,通过加强与硬件、终端厂商的合作,共同开发“5G-A+”类产品,提高生态能力的同时加强用户侧的产品体系构建。

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