王翠林

自2019年6月6日工信部向基礎(chǔ)電信運營商發(fā)放5G商用牌照以來，運營商不斷加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐。2020年中國移動、中國聯(lián)通、中國電信在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%。目前中國移動已經(jīng)完成5G承載網(wǎng)、無線網(wǎng)、核心網(wǎng)的全部招標(biāo)工作。中國電信和中國聯(lián)通已經(jīng)啟動SA無線網(wǎng)主設(shè)備聯(lián)合招標(biāo)，并分別啟動5G核心網(wǎng)招標(biāo)工作。我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進入加速階段。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從NSA向SA平滑演進

5G核心網(wǎng)、頻率、天線等獨特性決定了5G新型基礎(chǔ)設(shè)施投資的必要性。根據(jù)移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要場景和業(yè)務(wù)需求，國際電信聯(lián)盟（ITU）為第五代移動通信技術(shù)定義了eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、URLLC（低時延高可靠通信）三大應(yīng)用場景。為了滿足上述場景的業(yè)務(wù)需求，5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1-1Gbps的用戶體驗速率，百萬級的連接數(shù)密度以及毫秒級的時延。因此，5G核心網(wǎng)、天線構(gòu)造、無線頻率都和4G完全不同，5G基站不可以在4G基站的基礎(chǔ)上升級。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），以實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)時代Gbps級的用戶體驗速率性能，這要求在鐵塔上新建更多的抱桿資源和平臺。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的進程以核心網(wǎng)與無線接入網(wǎng)分開演進的方式進行。從3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)看，基于前向兼容和支撐未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的設(shè)計原則，5G R15標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了兩個不同階段，移動核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備將控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能進一步分離，以滿足未來海量移動流量轉(zhuǎn)發(fā)需求，降低業(yè)務(wù)傳輸時延，因此出現(xiàn)NSA（非獨立組網(wǎng)）和SA（獨立組網(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)的海量機器連接和超可靠低時延特性無法發(fā)揮，相應(yīng)的應(yīng)用場景無法支撐。SA則是支持5G網(wǎng)絡(luò)切邊、邊緣計算等所有新特性，并支撐三大場景而新建的5G基站和后端5G核心網(wǎng)，可以完全實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的所有特性和功能。

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進路徑是經(jīng)濟社會發(fā)展需求、技術(shù)能力以及國家發(fā)展戰(zhàn)略等多種因素綜合考量的選擇。包括我國在內(nèi)的全球多數(shù)國家基礎(chǔ)運營商選擇首先以NSA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(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。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方案中部分選項可以依托運營商已建的4G網(wǎng)絡(luò)以4G基站做錨點，快速實現(xiàn)大面積覆蓋，使得運營商可以在5G發(fā)展初期快速實現(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，需要一定的時間。從經(jīng)濟社會發(fā)展需求分析，我國通信產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及人民對美好生活的需要，決定了我國需要加速推進5G建設(shè)和應(yīng)用，而NSA向SA的平滑演進是快速滿足國內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展需求的現(xiàn)實選擇。從搶抓國際競爭制高點角度，我國移動通信技術(shù)從1G落后、2G追隨、3G突破到4G同步，國際地位不斷提升。如今發(fā)展5G技術(shù)成為各國普遍共識，搶抓5G發(fā)展機遇成為贏得未來國家戰(zhàn)略競爭新優(yōu)勢的重要手段。

5G核心應(yīng)用場景

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)。國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織針對5G提出若干應(yīng)用場景及其典型功能。例如，2015年國際電信聯(lián)盟（ITU）則定義了5G三個應(yīng)用場景方案：增強型移動寬帶（eMBB）、大連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）及低時延高可靠通信（uRLLC）。我國網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)（IMT）-2020（5G）促進組定義了5G應(yīng)用的四種技術(shù)：連續(xù)的多個廣度和全覆蓋范圍，連續(xù)的高容量和小型容量熱點，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)的提升為人類生產(chǎn)生活方式帶來顛覆變化。以國際電聯(lián)的定義為例，從信息交互對象不同角度劃分，其中eMBB場景是指對現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務(wù)場景能力進一步增強，以更大帶寬的頂級寬帶應(yīng)用追求極致通信體驗。在該場景下，VR/AR/XR、4K/8K超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)將實現(xiàn)爆發(fā)式應(yīng)用。相比于4G網(wǎng)絡(luò)，mMTC和uRLLC則是5G時代針對行業(yè)推出的全新場景。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、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)用場景。uRLLC應(yīng)用于對時延和可靠性具有極高指標(biāo)要求的行業(yè)，如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠程醫(yī)療等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用。

勘誤說明：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)名稱有誤，正確應(yīng)是獨立分析師云晴，特此說明，對作者造成的損失深表歉意。