|
2015年9月，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布ITU-R M.2083《IMT愿景：5G架構和總體目標》，定義增強型移動寬帶(eMBB)、大規(guī)模機器型通訊(mMTC)、超可靠度和低延遲通訊(uRLLC)三大業(yè)務場景，以及峰值速率、業(yè)務容量等八大關鍵指針。 基于這八大關鍵指標，2017年2月發(fā)布的《IMT-2020技術性能指針》定義13項技術性能指針，包括每項指標的詳細定義、適用場景、最小指標值等。5G候選提案首先需要通過自評，證明其滿足所有指標；后續(xù)還需要通過第三方的評估。 ITU-R WP5D主要任務是確立5G技術性能要求。而在2017年6月(第27次會議)確定評估標準和方法，預計2017年10月(第28次會議)開始收集5G建議書。 圖1 ITU IMT-2020發(fā)展藍圖 數(shù)據(jù)源：ITU，MIC整理 標準制定完成在即 5G近在咫尺 2017年2月ITU確定IMT-2020技術性能指針后，6月就提出包括《IMT-2020無線接口技術評估指南》、《開發(fā)IMT-2020的要求、評估準則和提交模板》。這兩份文件中將eMBB/mMTC/uRLLC對應的測試場景，及須滿足的技術指標都有詳細描述；ITU所提出的5個測試場景包含Indoor Hotspot-eMBB、Dense Urban-eMBB、Rural-eMBB、Urban Macro-mMTC，與Urban Macro-uRLLC。除了上述場景，3GPP TR 38.913還定義超長距離覆蓋、商用地空通訊、輕型飛機、衛(wèi)星通訊等場景；但是這些場景未被ITU引入，所以不用包含在ITU自評中。 表1 ITU《IMT-2020無線接口技術評估指南》測試場景參數(shù) 《IMT-2020無線接口技術評估指南》中亦提供5個測試場景的拓撲、頻段、天線配置、站間距等詳細參數(shù)；并提出各項指針應采用包括系統(tǒng)仿真、分析與檢驗等三面向評估(表1、圖2)。 圖2 ITU IMT-2020技術發(fā)展與評估綜觀 數(shù)據(jù)源：ITU，MIC整理 2017年3月，3GPP RAN第75次全會提出將于2017年9月的第77次全會展開為期一年“面向ITU的Release 15技術方案自我評估”之研究項目。而這ITU所提出的三份文件對3GPP而言，將是Release 15完成后最重要的工作，必須依照ITU在提交范本的規(guī)定，提交完整的5G技術方案與自評結果。 換句話說，即是面向前述的ITU《IMT-2020技術性能指針》，采用ITU《IMT-2020無線接口技術評估指南》，按ITU《開發(fā)IMT-2020的要求、評估準則和提交模板》要求，提交3GPP的技術提案與完整自評結果。預計2018年10月完成第一次交付，2019年7月完成第二次成果提交。涵蓋范圍將包含R-15與R-16技術標準。 而實際上，以現(xiàn)階段全球主要電信商開始逐步進行5G網(wǎng)絡的布局規(guī)劃態(tài)勢下，部分電信商更希望2019年便可陸續(xù)展開5G的大規(guī)模試驗，甚至預先商用部署。為此，若以3GPP原計劃的Release 15標準制定時程來看，倘若仍按表操課，無助于5G的發(fā)展進度。 因此，2017年2月27日于西班牙舉行一年一度MWC大會中，針對5G標準制定的議題，焦點已經(jīng)從核心網(wǎng)絡端的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)、網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)，轉向5G新無線電技術(New Radio, NR)。甚至有22家電信電信商及大廠以「加速5G發(fā)展推動」為名，共同發(fā)表聲明，彼此間已經(jīng)達成共識，同意加快5G NR標準化腳步，以便進行早期的大規(guī)模5G試驗和布建，并且期望于2019年開展，而非原定的2020年(圖3)。 圖3 3GPP將非獨立式5G新無線技術標準制定時間提前 數(shù)據(jù)源：ITU，MIC整理 此一集體共識決議，于2017年3月6日至9日在克羅地亞的Dubrovnik舉辦之第75次3GPP RAN全體會議(Radio Access Network Plenary)中提出。其內容主要是同意將原計劃于2018年6月完成的非獨立式(Non-Standalone)5G NR標準化進程提前至2017年12月完成，并于2018年3月將標準的數(shù)據(jù)描述語言(Abstract Syntax Notation One, ASN.1)凍結，作為Rel-15 RAN工作組的“中間里程碑”；而獨立式5G NR標準進度則維持原計劃，于2018年6月完成，同年9月ASN.1凍結。 非獨立式5G NR標準的提前完成，可望滿足部分電信商所期盼2019年實現(xiàn)5G大規(guī)模試驗或商用的需求。根據(jù)高通(Qualcomm)解釋，非獨立式5G NR就是以4G LTE網(wǎng)絡為基礎執(zhí)行準5G模式(「Set-up」Mode)，利用現(xiàn)有4G LTE無線接取網(wǎng)絡與核心網(wǎng)絡做為5G新無線接取技術的移動性管理與覆蓋錨點。 如此一來，對電信商而言，將可以加快5G網(wǎng)絡的部署，利于未來靈活過渡至5G接取網(wǎng)絡與核心網(wǎng)絡。而非獨立式5G NR標準化作業(yè)也可以在后續(xù)針對獨立式5G NR的標準制定作業(yè)中引入新功能與特性，完善整體5G NR標準化的關鍵設計，確保4G LTE和5G NR的兼容與通用性，有助于5G快速進入市場(圖4)。 圖4 3GPP非獨立式5G NR技術架構 數(shù)據(jù)源：ITU，MIC整理 就投資面而言，電信商也毋須因一開始就要投入巨額資金布建5G網(wǎng)絡而卻步，在利用非獨立式5G NR進行5G部署的情況下，電信商得以采用較低資金門坎進行發(fā)展，逐步建設、過渡至5G NR，也因此可望加快5G初始投資的腳步，并且更能靈活安排后續(xù)的5G網(wǎng)絡建設投入。 據(jù)羿戓信息了解到，2017年11月，3GPP RAN 1小組會議中決定將于12月第三周作為技術決定周；而2017年12月21日，3GPP在葡萄牙里思本召開第78次RAN會員大會，其中有30家電信商與系統(tǒng)大廠正式宣布完成Release-15的第一部分非獨立式5G NR標準。在歷時數(shù)個月緊鑼密鼓、集結產(chǎn)業(yè)各方巨擘研議后，根據(jù)3GPP官方表示，非獨立式5G NR標準拍板定案過程僅花6分鐘批準確認。 而此規(guī)范技術部分內容針對頻譜部分，該標準規(guī)范將涵蓋1GHz以下(如600MHz與700MHz)，2.5GHz、3.5GHz以及28GHz、39GHz和高達50GHz左右的低頻、中頻與高頻頻譜的支持。且規(guī)格中允許高達400MHz的帶寬，但須注意的是，頻道大小仍取決于所使用的頻譜。例如，2.5GHz和3.5GHz頻段最常見的帶寬大小約100MHz；使用毫米波的電信商則可使用多個100MHz帶寬或選擇最高400MHz的單一帶寬。 至于低于1GHz的頻譜，頻道大小則在20MHz或更低，類似于LTE。此外，也完成非獨立式或獨立式5G NR標準版本共享實體物理層無線空中接口相關標準規(guī)格，也代表著2018年下旬支持非獨立式5G NR標準的硬件將向前兼容于獨立式5G NR標準。而3GPP Release-15的第二部分，也就是包含全新5G核心網(wǎng)絡在內，定義Layer 1、Layer 2及完整用戶平面與控制平面功能之全面端到端(End to End)獨立式(Standalone)5G NR系統(tǒng)標準，則將依照原計劃在2018年6月出爐。 主要國家5G頻譜規(guī)劃加速 首輪頻譜拍賣2018年啟動 全球政府及產(chǎn)業(yè)密切關注5G發(fā)展，因此亦加緊腳步規(guī)劃并完成5G頻譜的整備與釋出，2018年起陸續(xù)啟動。整體而言，全球主要區(qū)域與國家的5G頻譜分配態(tài)勢，大致上以6GHz為界線區(qū)分，有優(yōu)先著眼6GHz以下頻段，以及積極布局6GHz以上毫米波(mmWave)的兩群體。其中，中國、歐洲各國主要偏好6GHz以下頻段；而日、韓、美則關注毫米波。各國主要根據(jù)當?shù)叵鄬念l譜資源進行早期的規(guī)劃，同時思考未來5G應用商用部署的頻譜需求。 歐洲方面，歐盟無線電頻譜政策小組(RSPG)針對5G頻譜資源的分配規(guī)劃為：以3.4~3.8GHz為5G第一優(yōu)先頻段，歐洲范圍內已經(jīng)協(xié)調一致(主要提供都會區(qū)域的新服務)；5G可使用既有歐盟所協(xié)調為700MHz頻段(主要針對全國范圍與室內的5G覆蓋)。26GHz(24.25~27.5GHz)則為ECC確定此頻段為早期歐洲5GPioneer的毫米波頻段，且有超過3GHz連續(xù)頻譜。 同時RSPG也建議未來可考慮31.8~33.4GHz、40.5~43.5GHz，及免授權頻段66~71GHz的運用(更大范圍的57~71GHz頻段之運用也在評估范圍)；至于28GHz將不應用于地面移動寬帶接取，但對未來5G混合的通訊生態(tài)體系中的衛(wèi)星業(yè)務而言，為可行頻段。 美國方面，聯(lián)邦通信委員會(FCC)2016年起便針對低、中、高頻段頻譜進行一連串的規(guī)劃布局。2016年7月14日公布“頻譜開發(fā)計劃”(Spectrum Frontiers)，大膽進入新的頻譜領域，并面向5G開啟大量毫米波頻譜研究。開放近11GHz可以靈活用于移動和固定無線寬帶服務的高頻段頻譜，其中包括3.85GHz授權頻譜和7GHz未授權頻譜。這些被其定義為可用于Upper Microwave Flexible Use服務的頻譜具體分布在28GHz(27.5~28.35GHz)、37GHz(37~38.6GHz)、39GHz (38.6~40GHz)與一個新的64~71GHz未授權頻段。 在低頻600MHz部分，F(xiàn)CC以獎勵拍賣，鼓勵電視業(yè)者提前繳回頻譜使用權，以提升美國寬帶發(fā)展。其中，T-Mobile宣布將利用該業(yè)者持有包括600MHz在內的所有頻段發(fā)展5G技術以及進行商用部署。 亞洲方面，中國在2017年6月5日則公布“中國工業(yè)與信息化部關于第五代國際移動通訊系統(tǒng)(IMT-2020)使用3,300~3,600MHz和4,800~5,000MHz頻段相關事宜的通知(征求意見稿)”，預計在3.3GHz~3.6GHz和4.8GHz~5GHz兩頻段上部署5G。在6GHz以下的頻段，中國工信部就批準超過400MHz的帶寬。2017年6月8日，中國公開征集針對24.75~27.5GHz和37~42.5GHz頻段用于5G技術試驗的“5G毫米波頻段規(guī)劃征集意見”，預計釋出8.25GHz高頻段頻譜資源。 韓國監(jiān)管機關則以三階段方式分配其5G頻譜資源，3.4~3.7GHz主要在2018年逐步釋出，屬于第一階段。同時期，針對毫米波頻譜規(guī)劃著重27.5~28.5GHz頻段之釋出；第二階段(2018~2021)主要考慮26.5~27.5GHz和28.5~29.5GHz兩塊共2GHz頻譜資源釋出，或其他WRC-19建議頻段；第三階段預計2021~2026年間陸續(xù)釋出剩余帶寬約1GHz的頻譜資源。而平昌冬奧委會期間，則以26.5~29.5GHz頻段部署5G試驗網(wǎng)絡。 日本總務省(Ministry of Internal Affairs and Communications, MIC)在2017年7月正式確定并公布關于針對6GHz以下高達500MHz帶寬，頻譜范圍在3.6~4.2GHz和4.4~4.9GHz5G頻譜之公眾咨詢結果。現(xiàn)階段6GHz以下，5G試點以4.4~4.9GHz為先，同時也開始進行3.6~4.2GHz頻段測試(圖5)。 圖5 主要國家5G頻譜規(guī)劃綜觀 數(shù)據(jù)源：各國、Qualcomm，MIC整理 2018年3月下旬，英國正式啟動針對3.4GHz的5G頻譜拍賣，并于4月上旬公布競標結果，包含EE、Vodafone、O2 與Three等電信商投入約14億英鎊，競標3.4GHz頻段中約150MHz之帶寬，成為全球首例。韓國政府也已宣布將在同年6月標售5G頻譜，澳大利亞也將于10月啟動頻譜拍賣。 產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈力推 5G技術/應用并進發(fā)展 由此可見，5G頻譜資源的配置與拍賣作業(yè)將于2018年更加積極開展，好讓電信營運商們有更多時間做準備，以求2019年5G商用網(wǎng)絡布建能更進一步提升速度，應用服務部署也能更為完善。 芯片大廠5G商用基頻數(shù)據(jù)芯片出爐5G商用終端最快2018年底亮相 在2017年11月17日，英特爾(Intel)正式推出面向商用化的首款多模5G調制解調器芯片Intel XMM 8060，并完成5G端到端的通話測試。該芯片特色是可在sub-6GHz與mmWave頻段運作，同時符合完整5GNR NSA/SA標準，支持包含多種2G、3G(含CDMA)，以及4G既有各模式之多模連接，支持包含PC、手機、固網(wǎng)CPE及汽車等多種裝置接取至5G網(wǎng)絡。預計2019年將Intel XMM 8060搭配客戶端設備出貨，期望2020年5G廣泛布建前，加速5G設備的滲透部署。 無獨有偶的是，Qualcomm早在2016年10月下旬，于其舉辦的4G/5G Summit中便公布其Snapdragon X50 5G基頻數(shù)據(jù)芯片，但該芯片當時僅針對在28GHz頻譜條件下設計。面對后續(xù)Intel祭出可支持sub-6GHz與mmWave頻段運作的Goldridge 5G數(shù)據(jù)芯片解決方案，Qualcomm隨即于同年度MWC展會中展出更新規(guī)格的Snapdragon X50 5G Modem多模芯片組解決方案，不但支持在6GHz以下和多頻段毫米波頻譜運行，且符合3GPP 5G NR全系統(tǒng)，并且整合Gigabit LTE Modem，以致于單芯片可支持2G/3G/4G/5G多模功能。并于2017年10月17日，展示該Snapdragon X50數(shù)據(jù)芯片借助數(shù)個100MHz載波實現(xiàn)1.24Gbps傳輸下載速度之成果；同時向相關合作伙伴公布整合Snapdragon X50數(shù)據(jù)連接能力的手機參考設計。 2018年的MWC展會中，進一步地提出Qualcomm Snapdragon 5G模塊解決方案，將超過千個零件整合成少數(shù)幾個經(jīng)優(yōu)化設計的模塊，關鍵零件包括應用處理器(AP)、基頻調制解調器(Baseband Modem)、內存、電源管理集成電路(PMIC)、射頻前端(RFFE)、天線及被動組件，涵蓋數(shù)字、射頻、聯(lián)網(wǎng)及前端等功能。同時也和手機大廠達成合作協(xié)議，鎖定后續(xù)5G智能型手機的研發(fā)設計與市場布局。 而最值得注意的是華為海思，雖然在推出時程上仍稍微落后Qualcomm與Intel，但該公司在2018年MWC發(fā)表自行研發(fā)的Balong 5G01商用5G基頻數(shù)據(jù)芯片，以及同場加映采用Balong 5G01的華為5G CPE，預計2019年下半年推出使用該芯片組的智能型手機，彰顯出華為在5G這個兵家必爭之地上，針對基頻數(shù)據(jù)芯片領域已直接對Qualcomm與Intel發(fā)下戰(zhàn)帖。 圖6 Qualcomm、Intel、華為引領5G芯片商用布局 數(shù)據(jù)源：各業(yè)者，MIC整理 至于同樣積極進行通訊數(shù)據(jù)芯片研發(fā)的三星(Samsung)，現(xiàn)階段尚未正式推出其5G基頻數(shù)據(jù)芯片，雖然曾于2018年度的CES中的非正式會議，展示其多模、可支持5Gbps傳輸速率的Exynos 5G數(shù)據(jù)芯片，并預計2018年下半年送樣，2019年量產(chǎn)，但仍只聞樓梯響(圖6)。 系統(tǒng)設備大廠結合電信商開展5G技術與應用驗證成果斐然 現(xiàn)階段全球各國主要電信商已陸續(xù)開展5G技術與應用的驗證作業(yè)，整體而言可發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)設備大廠與電信商、垂直應用業(yè)者跨界合作，現(xiàn)階段多聚焦eMBB及uRLLC場景下的技術與應用，進行以5G網(wǎng)絡支撐的UHD影視串流、AR-VR-MR/' target='_blank'>VR/AR服務、車聯(lián)網(wǎng)/無人車、同步遠程遙控于工業(yè)、醫(yī)療應用、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等驗證(圖7)。 圖7 聚焦eMBB與uRLLC相關5G關聯(lián)應用驗證 數(shù)據(jù)源：MIC 以日韓兩國為例，日本NTT DoCoMo主導布局并拉攏合作伙伴則包含愛立信(Ericsson)、Samsung、NEC、諾基亞(Nokia)、華為、東武天空樹公司、日本電信電話株式會社、東武鐵道、Fujitsu、富士電視網(wǎng)絡公司、和歌山縣公立大學法人和歌山縣立醫(yī)科大學、綜合警備保障株式會社等日本產(chǎn)學研機構與國際大廠共同合作。于2017年6月至2018年3月底，進行各類型5G應用綜合測試場域的部署，主要驗證應用包含娛樂應用、智慧城市/區(qū)域，以及醫(yī)療保健(圖8)。 圖8 NTT DoCoMo 5G智能城市/區(qū)域 數(shù)據(jù)源：MIC 韓國的電信公司KT則在平昌冬奧的大規(guī)模5G應用驗證中大放異彩。啟用的5G創(chuàng)新應用，包含提供與參賽者同一視角的影像串流的同步視角(Sync View)；多角度、全景實時現(xiàn)場影視串流的360o VR；進行立體全息虛擬圖像投影的實時訪問之全息影像現(xiàn)場(Hologram Live)；在會場安裝大量攝影機，從各角度拍攝選手動作，讓觀眾能夠從不同角度一窺選手的運動細節(jié)的時間切片(Time Slice)等應用。另外，也和韓國現(xiàn)代汽車合作打造5G無人駕駛巴士KT 5G Bus，在奧運場區(qū)內運行，接送選手團與一般觀賽來賓(圖9)。 圖9 KT平昌冬奧5G應用展示 數(shù)據(jù)源：KT，MIC整理 有了平昌奧運的經(jīng)驗，韓國KT規(guī)劃加速進行5G網(wǎng)絡部署，預計建設全國性基礎設施以提供「完美的5G」服務，并于2019年3月推出「5G移動服務」。但實際上，KT也不諱言，消費端客戶不見得能在屆時使用相關服務，畢竟無論是5G芯片或是智能手機的研發(fā)設計與制造量產(chǎn)，都要在2018年下旬至2019年上半年才就定位。 至于歐美地區(qū)，現(xiàn)階段雖然由各系統(tǒng)設備大廠聯(lián)合電信商已經(jīng)開始進行各類5G創(chuàng)新應用場景的測試，但其中值得注意的是，美國Verizon所進行的5G固定無線寬帶(Fixed Wireless Access, FWA)服務卻是最先宣布將進行商用化的應用；并且預計2018年下半年于包含加州Sacramento的5個城市提供5G FWA商用服務。 電信/芯片/設備商攜手打群架 備戰(zhàn)5G時代 5G時代的應用情境，不單單僅是超高速、大帶寬的移動聯(lián)網(wǎng)，更因5G技術所能提供的低延遲、高可靠以及大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)的特性，將造就更多以往難以達成的應用服務、或是更為創(chuàng)新型態(tài)的應用情境。現(xiàn)階段5G相關測試驗證已陸續(xù)進行，整體而言可發(fā)現(xiàn)多是針對需增強型移動寬帶以及高可靠低延遲的相關應用，顯示出現(xiàn)階段業(yè)者們測試的5G技術與應用符合3GPP于2016年27日宣布針對5G標準在Release 15的詳細工作規(guī)劃中所確立的兩大5G應用場景eMBB及uRLLC。要實現(xiàn)eMBB及uRLLC場景下包含沉浸式、高畫質AR/VR、遠距機器人手術、工業(yè)自動化等創(chuàng)新應用服務，確保5G技術的妥善發(fā)展是毫無疑問的，而這也是大廠們正汲汲營營投入之處。 2017年已是5G發(fā)展的加速期，非獨立式5G NR規(guī)格標準之底定，促使各國以2019年為基準點，進行大規(guī)模的5G試營運與商用化的部署。電信商與通訊芯片、系統(tǒng)大廠在2018年更呈現(xiàn)全面?zhèn)鋺?zhàn)的狀態(tài)。尤其面向2018年中，3GPP將正式推出完整的Release 15 5G NR技術標準。從2017年底開始，國際大廠、電信商基于3GPP新批準的非獨立式5G NR規(guī)格標準，合作進行符合3GPP標準的5G NR空中接口多廠商OTA互操作性開發(fā)測試(IODT)。此意味著，主要電信商們將持續(xù)扮演業(yè)界領導者的角色，協(xié)同關鍵芯片大廠、系統(tǒng)設備業(yè)者，拉攏垂直產(chǎn)業(yè)巨擘，藉由盡早進行IODT以打造強健5G生態(tài)系，推廣未來5G多重服務的連結，更進一步接近5G移動服務商業(yè)化的目標。 而2018年2月由韓國率先以平昌冬奧展現(xiàn)第一次大規(guī)模5G應用測試與展示，以及隨后聯(lián)合大廠與電信商進行的5G技術與應用的測試驗證將在此年度密集且加速布局，更彰顯出大廠們正緊鑼密鼓地，務求在技術與應用并行發(fā)展態(tài)勢下，讓5G時代的應用可行性能提前實現(xiàn)；并且能真的于2019年開展5G，不僅如Verizon所規(guī)劃的以固定無線寬帶商用服務為先，更是如韓國KT所宣示，將提供真正的5G移動寬帶服務的商用。 作者為資策會MIC資深產(chǎn)業(yè)分析師 
|
