在全球疫情还没得到有效缓解之际,2022年世界移动通信大会(MWC 2022)在巴塞罗那顺利开展,实属不易,许多通信赛道上的企业纷纷秀出新一轮科技肌肉。比如:高通发布骁龙X70和首款Wi-Fi 7商用方案;华为无线发布TDD第三代Massive MIMO和FDD超宽带多天线系列产品;OPPO发布首款自研NPU芯片“马里亚纳 X”以及240W超级闪充技术;中兴通讯发布全球首台精准50G PON样机;荣耀发布新一代旗舰机荣耀Magic 4系列;联想发布首款Arm架构的ThinkPad等。


然而除了这些新技术和新产品的发布之外,MWC 2022上最值得关注的还是5G未来的发展走势。


全球5G形势与部署


根据GSMA频谱主管Luciana Camargos的演讲内容显示,“未来五年,全球5G/4G的覆盖率将达到80%。如果摒除频谱方面的限制,5G在2030年将为我们带来9610亿美元的全球经济价值,占据全球GDP的0.68%。其中,6100亿美元来自中频段的贡献,所以接下来将对3.5GHz-4.2GHz频段做尽可能的优化。”此外,她还强调一定要用好1GHz以下的低频段资源,尤其是600MHz-700MHz这个频段,这将增加农村等偏远地区的移动通信覆盖率,同时加强数据流的相对持续性。


 
图 | 5G带来的全球经济价值统计和预估
图源:Luciana Camargos演讲稿


言外之意,全球的5G产业仍然处于网络建设早期,2030年前都将是5G的重要发展阶段,这段时间内6G更多地还是将停留在研发和标准制定环节。那么,目前5G部署现状是怎样的呢?


GSMA首席市场营销官Stephanie Lynch-Habib表示,“截至2021年年底,来自70个市场的176家移动运营商已经推出5G服务;到今年年底,全球将有10亿5G连接数;到2025年,预计5G将占全球移动连接总数的1/4。目前,大部分的增长都集中在亚太地区、北美、大中华区、海湾合作委员会阿拉伯和欧洲等。”


“此外,随着5G的主流化,SA架构开始起飞,截至2021年年底,全球范围内已经有22个商用的5G SA网络覆盖16个国家,为移动运营商和不同企业间的合作开辟了新机遇,比如:在日本,软银和本田一起合作开发有助于减少与行人发生碰撞事故的汽车系统;在西班牙,Telefonica正在探索从引导车辆到远程维护系统的用例。总之我们正在从一个简单的连接时代过渡到一个有意义的连接时代。” Stephanie Lynch-Habib补充道。


正如Stephanie Lynch-Habib所述,中国在5G部署方面是走在前面的。根据中国移动副总经理李慧镝的演讲内容,我们知道中国移动已经累计建设5G基站超70万,占全球5G基站比例约30%,2.6GHz基站约50万站,700MHz基站约20万站,已实现全国100%市县城区及重点乡镇农村覆盖,5G网络覆盖10亿人口,成为全球规模最大的5G运营商。到今年年底,中国移动5G基站数将超过100万站。而中国电信总经理李正茂也在MWC上透露,截至2022年1月底,中国电信的5G用户数已经接近2亿,中国电信与中国联通部署共建共享5G基站70万个。所以,移动、电信和联通三大运营商加起来,总共已累计建设5G基站超140万个。


“5G核心网和网络架构”承压,暴露不足


我们常说4G改变生活,5G改变社会,这不是口号,事实上,目前全球主要的经济体都已经将5G纳入长期产业发展重要的一环。比如欧盟的“2030数字罗盘”计划、韩国的“5G+融合生态系统”计划、日本的“B5G(Beyond 5G)”计划,以及中国的“5G+工业互联网”计划。这些国家层面的无线通信战略无不在告诉我们:5G未来的发展将和实际业务紧密捆绑。


 图 | 5G新业态示意图


这些深度捆绑场景的出现,意味着原先以消费者为中心的移动宽带(MBB)网络将成长为工业互联网的核心,应用场景无论是在数量还是质量上都将产生翻天覆地的变化。比如,当XR的清晰度从8K向16K/32K演进,基于行业的AR与XR的协同交互,会对网络容量、时延、带宽等SLA保障提出更高的要求;移动接入+富媒体+实时互动的多方远程协作,需要提供更新的话音网络架构和交互式通信能力增强;工业互联网、能源互联网、矿山、港口、医疗健康、交通等不同行业的业务,需要提供差异化的服务和加强版确定性的SLA保障等。


虽然当前的5G拥有网络切片、MEC(Multi-access Edge Computing)、NPN(Non Public Network)等功能,可以为这些行业服务。但这种变化还是会对当前的5G核心网以及网络架构产生强大的冲击,比如网络部署形态、业务SLA(Service Level Agreement)保障能力、运维能力,以及行业需要的一些辅助功能的不足将会在压力中呈现。


于是,2021年4月,3GPP将5G演进正式命名为5G-Advanced。随后,在2021年6月的Rel-18专题研讨会上,来自全球的各大运营商、设备商、终端厂商、芯片厂商和行业组织等60多家公司向3GPP提交了500多篇Rel-18版本立项提案,涵盖了eMBB、IoT、URLLC、V2X、上行大容量、AI空口和网络、网络和终端绿色节能、XR和高精度定位等场景。并在2021年12月的RAN#94-e次会议上确定了5G-Advanced第一个标准版本Rel-18的首批项目后,表示将在后续的版本中继续加强5G的能力。


而从技术的角度来看,5G-Advanced也将呈现出ICT技术、工业现场网技术、数据技术等全面融合的趋势。


5G-Advanced网络架构演进,何去何从?


前面论述了当5G融入社会的各行各业时,需要从架构层面和技术层面持续演进,才能满足其多样化的服务诉求和网络承载力。那么在架构层面,5G-Advanced将作出怎样的调整呢?


根据华为、中国移动、SKT、du等20多家产业伙伴联合发布的《5G-Advanced网络技术演进白皮书2.0(2022)》中的描述,接下来5G-Advanced网络将充分考虑云原生、边缘网络、移动算力感知及调度,以及网络即服务的理念,持续增强网络能力并最终走向云网融合、算网一体。


 
图 | 5G-Advanced 网络架构
图源:《5G-Advanced网络技术演进白皮书2.0(2022)》


要做到云网融合、算网一体,就需要增强网络的互通性、网络管理能力和网络安全保障。关于网络互通性,研究表明,在工业网络中,除了增加固定网络和移动网络的融合外,可以通过增强移动网络二层数据传输,同时将只支持单个SMF服务的5G-LAN扩展到一个组跨多个SMF的模式,实现广域范围的互联互通,从而扩大5G-LAN在工业网络中的应用场景。


而对于运营商来说,接下来将以SBA为网络基础、以网络切片为服务框架、以网络平台为核心、以关键网络功能API为抓手,构建敏捷定制化5G能力,从而让用户深度地参与到网络服务的定义和设计之中,增加网络建设的有效性和专业性。


写在最后


值得一提的是,在文章开头谈到了5G低频段对于山区、沙漠、远洋等偏远地区的意义,但是在这些场景下,不管是网络建设还是维护成本都很高,所以移动网络全覆盖难度很大。这也是ITU无线电通信局局长Mario Maniewicz呼吁社会采用利益分成吸引投资客的方式,来加大规模经济效益,从而进一步降低组网设备和网络服务价格的原因所在。


那么,如何才能做到低成本的网络全覆盖呢?考虑到当前5G网络已支持基站采用5G NR空口制式,允许终端通过卫星基站接入统一5G核心网,支持卫星工作在透明转发模式等条件的成熟,将宽带卫星通信和5G融合是一种合理的方案,用卫星通信的低成本、广覆盖特性,和5G在语音业务、传输时延方面的优势相互补充,从而满足不同业务的差异化需求。