王翠林

自2019年6月6日工信部向基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商發(fā)放5G商用牌照以來(lái)，運(yùn)營(yíng)商不斷加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐。2020年中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信在5G相關(guān)部分的投資分別為1000億元、350億元和453億元，分別占各自總投資的55.6%、50%和53.3%。目前中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)完成5G承載網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、核心網(wǎng)的全部招標(biāo)工作。中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)啟動(dòng)SA無(wú)線網(wǎng)主設(shè)備聯(lián)合招標(biāo)，并分別啟動(dòng)5G核心網(wǎng)招標(biāo)工作。我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入加速階段。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從NSA向SA平滑演進(jìn)

5G核心網(wǎng)、頻率、天線等獨(dú)特性決定了5G新型基礎(chǔ)設(shè)施投資的必要性。根據(jù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需求，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）為第五代移動(dòng)通信技術(shù)定義了eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）、mMTC（海量機(jī)器類(lèi)通信）、URLLC（低時(shí)延高可靠通信）三大應(yīng)用場(chǎng)景。為了滿足上述場(chǎng)景的業(yè)務(wù)需求，5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1-1Gbps的用戶(hù)體驗(yàn)速率，百萬(wàn)級(jí)的連接數(shù)密度以及毫秒級(jí)的時(shí)延。因此，5G核心網(wǎng)、天線構(gòu)造、無(wú)線頻率都和4G完全不同，5G基站不可以在4G基站的基礎(chǔ)上升級(jí)。主要不同體現(xiàn)在三方面，一是芯片組不兼容。4G基站芯片無(wú)法支持5G制式。二是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中采用大規(guī)模天線陣列（Massive MIMO），以實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代Gbps級(jí)的用戶(hù)體驗(yàn)速率性能，這要求在鐵塔上新建更多的抱桿資源和平臺(tái)。三是4G和5G使用的頻段不同，4G網(wǎng)絡(luò)頻段在1.8-2.6GHz，而5G網(wǎng)絡(luò)頻段更高，最低也會(huì)在3GHz頻段以上，這就造成了5G的設(shè)備需要重新投資建設(shè)。

4G網(wǎng)絡(luò)邁向5G的進(jìn)程以核心網(wǎng)與無(wú)線接入網(wǎng)分開(kāi)演進(jìn)的方式進(jìn)行。從3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)看，基于前向兼容和支撐未來(lái)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)原則，5G R15標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了兩個(gè)不同階段，移動(dòng)核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備將控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能進(jìn)一步分離，以滿足未來(lái)海量移動(dòng)流量轉(zhuǎn)發(fā)需求，降低業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延，因此出現(xiàn)NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）和SA（獨(dú)立組網(wǎng)）兩種部署方式。NSA是融合現(xiàn)有的4G基站和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)而部署的5G基站，但由于依托的是4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，導(dǎo)致5G網(wǎng)絡(luò)的海量機(jī)器連接和超可靠低時(shí)延特性無(wú)法發(fā)揮，相應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)法支撐。SA則是支持5G網(wǎng)絡(luò)切邊、邊緣計(jì)算等所有新特性，并支撐三大場(chǎng)景而新建的5G基站和后端5G核心網(wǎng)，可以完全實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的所有特性和功能。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)路徑是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、技術(shù)能力以及國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略等多種因素綜合考量的選擇。包括我國(guó)在內(nèi)的全球多數(shù)國(guó)家基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商選擇首先以NSA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)5G商用，并逐步向最終SA目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平滑演進(jìn)。究其原因，從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟度分析，NSA技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟，NSA方案中部分選項(xiàng)可以依托運(yùn)營(yíng)商已建的4G網(wǎng)絡(luò)以4G基站做錨點(diǎn)，快速實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋，使得運(yùn)營(yíng)商可以在5G發(fā)展初期快速實(shí)現(xiàn)部分大寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而SA則需要新建5G核心網(wǎng)和5G基站，需要一定的時(shí)間。從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求分析，我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及人民對(duì)美好生活的需要，決定了我國(guó)需要加速推進(jìn)5G建設(shè)和應(yīng)用，而NSA向SA的平滑演進(jìn)是快速滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的現(xiàn)實(shí)選擇。從搶抓國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)角度，我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)從1G落后、2G追隨、3G突破到4G同步，國(guó)際地位不斷提升。如今發(fā)展5G技術(shù)成為各國(guó)普遍共識(shí)，搶抓5G發(fā)展機(jī)遇成為贏得未來(lái)國(guó)家戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的重要手段。

5G核心應(yīng)用場(chǎng)景

5G商用前提之一是建立5G通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施并發(fā)布5G商用標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織針對(duì)5G提出若干應(yīng)用場(chǎng)景及其典型功能。例如，2015年國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）則定義了5G三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景方案：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、大連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）及低時(shí)延高可靠通信（uRLLC）。我國(guó)網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)（IMT）-2020（5G）促進(jìn)組定義了5G應(yīng)用的四種技術(shù)：連續(xù)的多個(gè)廣度和全覆蓋范圍，連續(xù)的高容量和小型容量熱點(diǎn)，低功耗比和大連接，高穩(wěn)定性、可靠性和低延遲。

5G在速率、容量、覆蓋率及精確性方面質(zhì)的提升為人類(lèi)生產(chǎn)生活方式帶來(lái)顛覆變化。以國(guó)際電聯(lián)的定義為例，從信息交互對(duì)象不同角度劃分，其中eMBB場(chǎng)景是指對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場(chǎng)景能力進(jìn)一步增強(qiáng)，以更大帶寬的頂級(jí)寬帶應(yīng)用追求極致通信體驗(yàn)。在該場(chǎng)景下，VR/AR/XR、4K/8K超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)將實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式應(yīng)用。相比于4G網(wǎng)絡(luò)，mMTC和uRLLC則是5G時(shí)代針對(duì)行業(yè)推出的全新場(chǎng)景。mMTC主要體現(xiàn)物與物之間的智能通信需求，面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場(chǎng)景。uRLLC應(yīng)用于對(duì)時(shí)延和可靠性具有極高指標(biāo)要求的行業(yè)，如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用。

勘誤說(shuō)明：2020年4月27日，13-14期第8版中由于編輯排版疏忽，刊登的作者職務(wù)名稱(chēng)有誤，正確應(yīng)是獨(dú)立分析師云晴，特此說(shuō)明，對(duì)作者造成的損失深表歉意。