5G：揚(yáng)帆起航乘風(fēng)破浪

5G2019年揚(yáng)帆起航，2020年乘風(fēng)破浪

摘要：2019年是5G商用元年。從全球商用進(jìn)程、中國(guó)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)鏈、承載網(wǎng)絡(luò)、行業(yè)應(yīng)用、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、安全、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、頻譜、6G前期研究10個(gè)方面，總結(jié)了2019年全球和中國(guó)5G發(fā)展的特點(diǎn)，并展望了2020年5G發(fā)展的前景。關(guān)鍵詞：5G，商用，產(chǎn)業(yè)鏈，標(biāo)準(zhǔn)1引言5G作為新一代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的核心，將使移動(dòng)通信技術(shù)從生活領(lǐng)域全面滲透進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域，開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)的數(shù)字化新時(shí)代。2019年是5G的商用元年，全球開(kāi)啟了5G商用的征程。在歲末年初之際，盤(pán)點(diǎn)2019年5G發(fā)展十大特點(diǎn)。25G發(fā)展特點(diǎn)2.1全球5G商用進(jìn)程加快，商用網(wǎng)絡(luò)超過(guò)60個(gè)2019年，全球5G商業(yè)應(yīng)用進(jìn)程加快，全球有32個(gè)國(guó)家/地區(qū)開(kāi)始啟動(dòng)5G商用。其中，美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)以及歐洲最受關(guān)注。2019年4月，美韓兩國(guó)爭(zhēng)奪全球5G商用首發(fā)，但目前商用情況截然不同。韓國(guó)依托在3.5GHz中頻段建設(shè)了9萬(wàn)多個(gè)5G基站的商用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了5G與高清視頻、AR/VR的結(jié)合，推出了一批喜聞樂(lè)見(jiàn)的5G娛樂(lè)應(yīng)用，推動(dòng)了5G用戶快速發(fā)展。截止到2019年12月，韓國(guó)的5G用戶已超過(guò)400萬(wàn)。美國(guó)5G商業(yè)應(yīng)用以毫米波頻段為主，大多采取固定無(wú)線接入方式，覆蓋范圍和用戶成長(zhǎng)都非常有限。歐洲5G發(fā)展總體處于跟隨狀態(tài)，英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家積極部署5G網(wǎng)絡(luò)。從全球來(lái)看，5G初期發(fā)展速度超過(guò)了4G，以2019年5G與4G在2010年的商用情況相比較，5G在網(wǎng)絡(luò)數(shù)、基站（無(wú)線載頻數(shù)）出貨量、終端款型數(shù)量及用戶數(shù)均有優(yōu)勢(shì)（見(jiàn)表1）。當(dāng)然，全球5G整體發(fā)展仍處在初期階段。5G業(yè)務(wù)仍然是以移動(dòng)寬帶增強(qiáng)的場(chǎng)景和固定無(wú)線接入場(chǎng)景為主體，5G與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展處在探索階段。5G與醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的結(jié)合成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。2.2我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快，積極推進(jìn)共建共享我國(guó)作為全球第一批5G商用的國(guó)家，2019年6月6日向4家運(yùn)營(yíng)企業(yè)發(fā)放了5G商用牌照，2019年10月底三大運(yùn)營(yíng)企業(yè)正式開(kāi)啟5G商業(yè)應(yīng)用。2019年年底，我國(guó)5G基站達(dá)到13萬(wàn)，5G套餐的簽約用戶數(shù)量會(huì)超過(guò)300萬(wàn)。我國(guó)四大運(yùn)營(yíng)企業(yè)的5G發(fā)展策略逐步清晰，構(gòu)建云網(wǎng)融合、云邊協(xié)同的5G新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。中國(guó)移動(dòng)在2019年建設(shè)超過(guò)5萬(wàn)個(gè)基站，積極推動(dòng)獨(dú)立組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)切片的試驗(yàn)。中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)共建共享受到廣泛關(guān)注。這兩家企業(yè)在3.5GHz各100MHz相鄰頻段有利于實(shí)現(xiàn)200MHz頻率共享，同時(shí)雙方在5G無(wú)線網(wǎng)建設(shè)上進(jìn)行區(qū)域劃分。截止到2019年12月，雙方開(kāi)通的共享基站的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)2.7萬(wàn)個(gè)。廣電網(wǎng)絡(luò)在近期公布了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計(jì)劃，首批將建設(shè)北上廣深等試點(diǎn)城市。2.35G引領(lǐng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，打造獨(dú)立組網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈5G獨(dú)立組網(wǎng)方式采用全新的5G無(wú)線和核心網(wǎng)技術(shù)，能夠更加靈活、有效地支撐行業(yè)應(yīng)用。我國(guó)產(chǎn)業(yè)界一直積極推動(dòng)獨(dú)立組網(wǎng)發(fā)展。2019年，形成了5G獨(dú)立組網(wǎng)完整產(chǎn)品鏈。5G基站設(shè)備最早具備了獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)雙模功能。5G基站設(shè)備向集成化、芯片化，實(shí)現(xiàn)敏捷、靈活和極簡(jiǎn)發(fā)展，系列化、多頻段的基站可滿足多樣化場(chǎng)景。相信不斷推出的5G新版基站產(chǎn)品，將進(jìn)一步改善功耗等性能。（1）5G帶動(dòng)終端芯片全面進(jìn)入7nm時(shí)代2019年，海思、高通、三星、MTK等企業(yè)相繼推出5G雙模終端芯片，24款手機(jī)和7款其他形態(tài)的5G終端完成了進(jìn)網(wǎng)檢測(cè)。新型5G終端與人工智能、顯示技術(shù)、計(jì)算處理等新技術(shù)結(jié)合，將帶給用戶新業(yè)務(wù)、新體驗(yàn)和更多驚喜。（2）5G核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立組網(wǎng)的挑戰(zhàn)最大引入了面向服務(wù)的新架構(gòu)，互通接口增多，需重點(diǎn)推動(dòng)廠家間互聯(lián)互通。網(wǎng)絡(luò)切片是5G服務(wù)各行各業(yè)的特色優(yōu)勢(shì)，目前已開(kāi)始實(shí)施部署，仍需加強(qiáng)切片協(xié)同和自動(dòng)配置等。邊緣計(jì)算有利于提升多種行業(yè)的業(yè)務(wù)性能，需推動(dòng)邊緣計(jì)算的架構(gòu)及方案落地。2.45G承載向融合組網(wǎng)、高速互聯(lián)、智能運(yùn)營(yíng)發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶動(dòng)了承載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展：（1）5G無(wú)線網(wǎng)的承載網(wǎng)方面，三大運(yùn)營(yíng)企業(yè)采用了不同的技術(shù)路線，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通基于IPRAN升級(jí)，中國(guó)移動(dòng)采用SPN新建為主。2019和2020年，5G前傳建設(shè)以25G作為基準(zhǔn)，不同的場(chǎng)景部署光纖直驅(qū)和WDM的方式。（2）5G核心網(wǎng)的承載網(wǎng)方面，在核心云會(huì)采用IP+光網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)；在邊緣云互聯(lián)，利用5G回傳網(wǎng)絡(luò)來(lái)同時(shí)承載移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC），實(shí)現(xiàn)融合組網(wǎng)需求。5G的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)整個(gè)高速光互聯(lián)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2019年規(guī)模部署10G/25G/50G/100G，2020年重點(diǎn)推動(dòng)200G/400G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳輸和核心網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片編排的協(xié)同，基于網(wǎng)絡(luò)切片開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和智能運(yùn)維，構(gòu)建智能化的網(wǎng)絡(luò)。2.5綻放杯大賽掀起高潮，行業(yè)應(yīng)用百花齊放5G精品網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，更需要培育繁榮的5G應(yīng)用。在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下，中國(guó)信息通信研究院和5G推進(jìn)組共同舉辦了“第二屆綻放杯5G應(yīng)用大賽”，設(shè)立8個(gè)專題賽和5個(gè)區(qū)域賽，一共有3700多個(gè)參賽項(xiàng)目，涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀作品。通過(guò)大賽，形成了3+4+X的應(yīng)用體系，3代表應(yīng)用方向，包括產(chǎn)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和政府?dāng)?shù)字化的治理；4代表通用技術(shù)，高清、AR、VR和無(wú)人機(jī)/船、機(jī)器人；X是千行百業(yè)的應(yīng)用發(fā)展，醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、交通、娛樂(lè)、教育等領(lǐng)域占比高，預(yù)期會(huì)首先實(shí)現(xiàn)商用。2.6“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”形成三級(jí)聯(lián)動(dòng)、有序推進(jìn)態(tài)勢(shì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為全球搶抓工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型機(jī)遇的重要推動(dòng)力。我國(guó)中央政府、地方政府及產(chǎn)業(yè)界形成了三級(jí)聯(lián)動(dòng)。工業(yè)和信息化部發(fā)布針對(duì)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“512工程”指導(dǎo)文件，在系統(tǒng)性能力提升的同時(shí)，提出了要打造5個(gè)公共服務(wù)平臺(tái)、10個(gè)重點(diǎn)行業(yè)、20個(gè)典型工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的“512工程”。地方政府紛紛出臺(tái)了支持5G網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)等政策，形成了“兩區(qū)三帶多點(diǎn)”的分布格局。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將隨著5G技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域自身數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程，由近及遠(yuǎn)梯次落地。當(dāng)前，高清視頻、工業(yè)視覺(jué)等應(yīng)用最為成熟，遠(yuǎn)期會(huì)隨著5G技術(shù)增強(qiáng)，支撐遠(yuǎn)程控制等場(chǎng)景。2019年，開(kāi)展了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的試點(diǎn)，積極探索新方案、新模式，還需加快解決5G工業(yè)模組、面向行業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。2.75G安全標(biāo)準(zhǔn)同步推進(jìn)，建立統(tǒng)一安全評(píng)測(cè)體系（1）發(fā)展和安全是同步推進(jìn)、相互促進(jìn)，缺一不可的在5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成熟發(fā)布的同時(shí)，5G安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在同步推進(jìn)。在5G標(biāo)準(zhǔn)第一版本（R15），重點(diǎn)針對(duì)增強(qiáng)寬帶場(chǎng)景進(jìn)行了安全標(biāo)準(zhǔn)的定義；在即將完成的5G第二版本（R16），定義了移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的安全標(biāo)準(zhǔn)，從安全功能增強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和支持垂直行業(yè)等進(jìn)一步完善。（2）5G安全引發(fā)廣泛關(guān)注美國(guó)在2019年4月發(fā)布《5G生態(tài)系統(tǒng)對(duì)美國(guó)國(guó)防部的風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇》；歐盟在2019年3月和10月相繼發(fā)布《5G網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)報(bào)告》《歐盟5G網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告》。隨著5G應(yīng)用場(chǎng)景和產(chǎn)業(yè)鏈的擴(kuò)大，5G產(chǎn)業(yè)鏈的各方有責(zé)任共同推動(dòng)5G安全。（3）各國(guó)正著手開(kāi)展5G安全評(píng)估工作目前，GSMA和3GPP在安全技術(shù)規(guī)范和設(shè)備的檢測(cè)管理方面，基本形成5G設(shè)備安全評(píng)測(cè)體系。2019年，IMT-2020（5G）推進(jìn)組成立安全工作組，希望與GSMA/3GPP推動(dòng)5G設(shè)備的安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和體系的實(shí)施，構(gòu)建透明、公正、全球共識(shí)的5G安全測(cè)評(píng)模式。2.85G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)，拓展新場(chǎng)景、新應(yīng)用5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一直在持續(xù)不斷發(fā)展，將支撐越來(lái)越廣闊的行業(yè)應(yīng)用和場(chǎng)景。在5G標(biāo)準(zhǔn)R16中，重點(diǎn)增強(qiáng)了大規(guī)模天線傳輸、低時(shí)延高可靠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等功能，制定了完整的低時(shí)延、高可靠場(chǎng)景的5G技術(shù)方案，能夠面向電力、工業(yè)自動(dòng)化、實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、高可靠的傳輸；在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G作為工業(yè)以太網(wǎng)的一部分，支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域制定車車通信的5G-V2X標(biāo)準(zhǔn)。隨著R16標(biāo)準(zhǔn)將在2020年3月完成，開(kāi)始展望R17標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，其中輕量化物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，提出視頻監(jiān)控等中等數(shù)據(jù)速率、大連接、局部覆蓋的解決方案；更高精度的定位，可達(dá)到0.2m的定位精度；與衛(wèi)星通信結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)智能化等研究方向。2.92019世界無(wú)線電大會(huì)為5G長(zhǎng)期發(fā)展奠定重要基礎(chǔ)無(wú)線頻譜是無(wú)線技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。5G頻譜是各國(guó)政府支持5G發(fā)展的重要政策工具。2018年和2019年，全球密集發(fā)布5G頻譜規(guī)劃與頻率許可。僅2019年，德國(guó)、日本、奧地利等國(guó)家發(fā)布了5G中頻頻率許可。美國(guó)開(kāi)展了24GHz、28GHz等5G多個(gè)毫米波頻段的拍賣。全球已有超過(guò)30個(gè)國(guó)家開(kāi)展5G頻率規(guī)劃。各國(guó)5G頻譜集中在2.6GHz、3.5GHz以及26GHz、28GHz等頻段。2019年，在埃及召開(kāi)了4年一次的國(guó)際電聯(lián)世界無(wú)線電大會(huì)，5G毫米波頻譜也是其中的議題。WRC-19大會(huì)將26GHz頻段確定為5G在毫米波部署的全球統(tǒng)一核心頻段。此外，在下一個(gè)4年的研究周期中，就3.6GHz～3.8GHz、6.425GHz～7.125GHz等在部分地區(qū)用于IMT系統(tǒng)的可行性進(jìn)行研究。2.10部分國(guó)家啟動(dòng)6G前期研究，尚處于探索早期階段按照移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)“應(yīng)用一代、研究一代”的發(fā)展規(guī)律，部分國(guó)家相繼啟動(dòng)了6G前期技術(shù)研究。國(guó)際電信聯(lián)盟將在2020—2023年開(kāi)展6G愿景及技術(shù)趨勢(shì)研究。2019年3月，IEEE發(fā)起了全球第一屆6G無(wú)線峰會(huì)。2017年9月，歐盟啟動(dòng)6G基礎(chǔ)技術(shù)研究項(xiàng)目，研究用于6G高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮m錯(cuò)編碼、信道編碼與調(diào)制技術(shù)。2019年3月，美國(guó)FCC開(kāi)放面向6G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的太赫茲頻段，用于6G技術(shù)試驗(yàn)使用。為推動(dòng)我國(guó)移動(dòng)通信持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下，2019年6月中國(guó)信息通信研究院牽頭成立了6G推進(jìn)組，重點(diǎn)開(kāi)展6G愿景需求、無(wú)線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、頻譜研究、標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際交流等前期研究工作。總體來(lái)看，全球6G研究還處于探索早期階段，主要研究愿景需求和潛在的技術(shù)方向。6G愿景需求的研究工作，很大程度也取決于有哪些業(yè)務(wù)5G無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以推動(dòng)5G突破與行業(yè)應(yīng)用融合至關(guān)重要。各國(guó)積極布局6G潛在技術(shù)研究，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。3結(jié)束語(yǔ)面向2020年，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署，5G終端快速普及，5G與高清、AR/VR產(chǎn)業(yè)同步推進(jìn)、深度結(jié)合，在文娛、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域商用推廣，工業(yè)、能源、車聯(lián)等行業(yè)形成一批可復(fù)制的樣板工程。預(yù)祝5G在新的一年乘風(fēng)破浪、風(fēng)光無(wú)限。參考文獻(xiàn)：[1]王志勤.5G全球進(jìn)展及展望[J].信息通信技術(shù)，2019，13（04）：4-6.[2]王志勤，徐菲.關(guān)于5G組網(wǎng)技術(shù)路線的分析與建議[J].電信科學(xué)，2019，35（07）：3-7.[3]中國(guó)信息通信研究院.5G承載光模塊白皮書(shū)[R].2019.[4]中國(guó)信息通信研究院.5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)白皮書(shū)[R].2019.[5]中國(guó)信息通信研究院.5G時(shí)代智慧醫(yī)療健康白