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科普:你什么时候能用上5G?

当能保证消费者通过移动网络看高清直播的 4G 成为主流之后,拥有更高速率和更低延迟的 5G 网络成了业界的下一个引爆点。

不管是作为消费电子风向标的 CES 还是移动通讯盛宴 MWC 大会上,5G 都是被智能终端厂商、芯片厂商反复提及的关键词。

但必须要承认的是,目前我们仍处于 5G 到来前准备的早期阶段,如今甚至还没有一款可以兼容 5G 网络的手机面世。那么作为消费者的我们,手机何时才能真正使用上 5G,这是每个人都会想要问的问题。

5G 到底是什么?谁在拥有 5G 的话语权?

什么是 5G?是网络制式?还是硬件芯片中的一部分?还是一个智能互联的桥梁?

其实现在并没有一个准确的定义。但很明显的是,5G 将实现更高水平的性能和效率,提供高达数 Gbps 的峰值速率、超低延迟、巨大容量以及更加统一的用户体验,这是给到我们消费者的感觉,关于 5G 规范的最终细节仍由政府和网络电信公司共同决定。

就在 2017 年 3 月的第二周,3GPP(第 3 代合作伙伴计划,帮助定义 5G 的标准化组织)就 5G 加速进度达成共识,最早将于 2019 年进行基于 3GPP 的大规模测试和部署,这无疑是一个重大消息。同年 12 月 21 日,推出 Release 15(5G 版本 15),根据 IMT-2020 规范, Release 15 包含 5G 非独立(NSA)和新无线电(NR)技术,供运营商进行部署与计划使用。

国际电信联盟(ITU)的 IMT-2020 规范将成为 5G 的全球网络标准。到目前为止,商讨预定的规范包括技术和用户体验数据速率,延迟,频谱效率和带宽要求等。但遗憾的是,目前尚未最终确定的 5G 独立(SA)规范(版本 16),该规范将为下一代网络提供动力的后端技术。

而根据 IMT-2020 要求,5G 的峰值数据传输速率预计可高达 20 Gbps,其中,下载速度为 20Gbps,上传速度为 10Gbps,比 IMT-Advanced 4G 要求提高了 20 倍左右。然而,由于通路拥挤、基站距离等因素,我们可能会看到真实网络速度徘徊在 100 Mbps 以上,对比而言,正在使用的 4G 网络仅可以达到 10 Mbps。

除了网络传输速率的加快,延迟性低也是 5G 最大的优势所在。根据高通官方说法:

5G 的延迟将大幅下降,以提供更即时的实时访问:端到端延迟降低 10 倍至 1 毫秒。

而这个 1 毫秒数据是基于 ITU 愿景中的 IMT-2020 要求,实际上,仅 4ms 的最大延迟才是真实使用中的数字。根据外媒 Androidauthority 的说法,4G LTE 网络在伦敦能达到 82 毫秒延迟,而美国平均值约为 61 毫秒,5G 的延迟时间完胜 4G。

对于智能硬件厂商而言,他们还希望 5G 能够同时连接数千个低功耗物联网(IoT)设备,并支持设备到设备(D2D)连接方式,以实现附近设备之间的低延迟连接。

既能在降低延迟的同时还可以达到更快的网络传输速度,这将需要大量的多输入多输出(MIMO)天线系统,更多的载波带宽和频谱,以及很可能使用极高频率的 mmWave(经常被称为解决方案)频谱。其中,5G 最大的难点在于找到提高可用带宽的频谱。

由于我们大部分人都生活在高密度人流当中,例如商业街,多人的工作地点、居民楼,这些都或将成为你使用 5G 网络的实际环境,所以,5G 与 4G 的融合是必不可少的一个步骤。等你真正体验到 5G 的时候,不再由于 “双网通” 导致网络信号低,而全频谱,高频谱,即将成为 5G 最大的优势。

而根据 3GPP 的说法,5G 将支持从 1GHz 到 50GHz 左右的低频,中频和高频频谱。由于与 4G 拥有共同的频谱,意味着下一代电信网络的转变将是渐进式的,5G 网络将结合使用 4G LTE 频段、频谱和逐渐更新技术来提高传输数据吞吐量,换来更快的速度。我们将在很长一段时间内依赖已经完成的 4G LTE 网络进行工作与生活,

图片来源:Androidauthority

值得注意的是,国际电信联盟(ITU)仍在就更多技术、推向市场方面进行讨论中,并计划在未来几年发布更多报告和详细资料。IMT-2020 标准的基本频谱安排和完整无线电规范计划,预计要到 2019 年或 2020 年才可以看到,在此之前,我们将无法完全回答关于 5G 网络的诸多问题。

除了以上提到正常授权的 5G 频谱,未许可的频谱及共享频谱的开放,将会为 5G 网络建砖加瓦。未许可的频谱,英文为 Unlicensed Spectrum,通过非许可频谱来建置自有的电信网络服务,让中小型网通业者使用,这其实是网络带来的好处,比如长城宽带就是一个典型例子。

在 4G 网络下,我们不一定要等到 2020 年左右出现 5G 技术,才可以开始看到未经许可的频谱带来的好处。目前,智能手机处理器芯片套件中已经增加了对 LTE-U(5G 网络下的未授权频谱)的支持,LTE-U 由高通及其合作伙伴牵头。在美国,T-Mobile 已经建立了自己的 LTE-U 服务,包括华盛顿州等,而高通也在现有的 X12、X16、X50 调制解调器中支持 LTE-U。

未来的 5G 技术在不断更新与发展中,目前仍有很多未知的因素,需不断探索中得到最终的确定。

手机厂商之间的 5G 网络未来

对于搭载 5G 网络的新机,每家手机厂商都在等着芯片厂商给到的时间表,就目前而言,或将在 2019 年才会推出第一款真正的 5G 手机。华为表示它的 5G 手机时间是在 2019 年的第三季度,非常有可能是 mate 系列新机。在此之前,中兴也曾宣布在 2019 年实现 5G 的落地计划。

对于 Apple 下一代搭载 5G 的 iPhone,根据 9to5mac 消息,很有可能是在 2020 年推出,由于苹果在与高通就专利费中存在争论中,对此,苹果已经与英特尔达成合作,降低高通公司在 iPhone 调制解调器方面的供应链订单份额。另外苹果也在考虑将联发科技作为第二供应商,所以,很有可能在配备 5G 网络的 iPhone 上,内含联发科的调制解调器。

与此同时,据该消息称,联发科已进入苹果的 HomePod 供应链,将为 HomePod 制作定制的 WiFi 芯片,或会在苹果智能设备中添加 5G 网络的支持。而三星,暂时未公布关于搭载 5G 网络的新机消息。

全球 5G 网络时间计划及拍卖说明

5G 网络时间计划至关重要,预计,成熟的 5G 商用或将会在 2020 年之后到来,而目前,各家运营商与基站管理商都在做 5G 的调试工作,包括美国、中国、韩国、日本、欧洲等国家与地区。

美国:

目前,美国运营商已经承诺尽快启动和运行 5G 网络,预计美国将成为首批实现 5G 全商用的国家(地区)之一。其中,美国电信运营商 Verizon 表示,5G 将于 2018 年晚些时候通过固定宽带服务进入家庭,但手机网络需要等待芯片厂商的时间表。而运营商 T-Mobile,今年将在 30 个州(市)推出了 5G 套餐计划,而 Sprint 正在为六个城市部署自己的 MIMO 天线。AT&T 已经在 100 多个州(市)推出了 5G Evolution 技术。

图片来源:Fortune

我们需要知道这样一个观点,运营商拥有 5G 技术不一定真正许可的 5G 网络,因为频谱需要经过拍卖才可以决定自家 5G 网络的支持。2016 年,联邦通信委员会投票决定释放 24GHz 以上的无线频段,用于 5G 无线技术的商业部署。提供的频率涵盖 28GHz,37GHz,39GHz 和 64-71GHz 频段,涵盖许可和未许可频谱。其中,T-Mobile 通过投票方式已经获得其高频无线电波的所有权。

亚洲:

中国正迅速成长为全球最大的移动互联网公司聚集地,而且,我们也很有可能成为全球首个使用 5G 网络的国家之一。在本届 MWCS 上,中国移动的相关负责人表示,目前移动已经在多个城市展开规模化实验,在 2018 年以内就将建成超过 100 座 5G 基站,到 2019 年内,将建成 1000 座 5G 基站。在今年底,中国移动就将面向行业客户开展 5G 测试,不过正式商用可能需要等到 2020 年。其他两大运营商(中国联通、中国电信)对展开 5G 的步调也十分一致,都一起确定了将在 2020 年实现 5G 正式商用。

多年来,日本一直在试验其 5G 网络的商用化。2017 年 6 月,中兴通讯与日本运营商 SoftBank 签署了一项协议,在东京的大都市区进行 6Ghz 以下的 5G 试验。而日本电信公司 NTT DoCoMo 也从 2016 年开始一直在测试 5G 技术,诺基亚和 NTT DoCoMo 之间已经签署协议,已经承诺由诺基亚提供部分技术支持。具体如何正式商用 5G 网络,仍需要等待一段时间才可以公布更多信息。

韩国在平昌冬奥会期间,电信公司 KT 计划在 2019 年 3 月之前推出其商用 5G 网络,并将与 SK Telecom,KT 和 LG U+ 一起分享基础设施成本,以便加快部署。除此以外,东南亚国家可能需要更多基站的支持才可以实现 5G 网络的到来。

图片来源:ITU

欧洲:由于缺乏监管和低投资,欧洲在首次 5G 试验时比世界其他地方慢得多。华为 5G 基站刚刚获得欧洲认证,对于如何正式商用计划,仍然遥遥无期。

直到 2023 年或之后,5G 才会全面展开,而运营商也会对更多消费者展开 SIM 卡套餐等网络计划。而根据爱立信的数据显示,估计到那个时候,会有几乎一半的消费者将拥有 5G 网络。

图片来源:爱立信

我们要确信:5G 将是未来

提升目前的移动宽带服务,支持海量终端和服务,以及连接新的行业,这是 5G 的使命;让未来的物联网技术得到充分的体验,这才是 5G 的未来。

根据人民网的说法,到 2035 年,5G 或将在全球创造 12.3 万亿美元经济产出,而全球 5G 价值链将创造 3.5 万亿美元产出,同时创造 2200 万个工作岗位。5G 价值链平均每年将投入 2000 亿美元,来支持全球 GDP 的长期可持续增长。

在可预见的时期内,4G LTE 仍然是全球移动网络的技术 “骨干”。但我们要确信,5G 将是下一个网络技术革命的未来,也是我们消费者们期待已久的新移动网络。或许,互联网迅速发展的中国,将会成为首批 5G 网络的体验者,也是移动互联网中最重要的 “领路人”。

题图来源:Fortune

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