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根本用不了的5G,真的只是“屠龙之术”吗?


去年,5G商用在全球范围内正式开始部署,中国也于2019年6月6日颁发了4张5G牌照。

5G正式商用之前,人们对它的期待极高,甚至认为它具备“划时代”的意义,将彻底改变我们的生活形态。

然而当5G到来的时候,大家却发现盼星星盼月亮等来的“5G时代”似乎并不怎么亮眼,想象中的“5G未来生活”对于大部分用户来说根本都没有感受到。

这是为什么呢?

因为至今你可能还没有见过“真正的”5G全貌。

 

当前,5G虽已商用,但还处在起步的阶段,距离发挥5G网络的全部优势、实现“真5G”,其实还有相当长的一段路。

人们对5G最突出的一个认知,就是“快”。那这种“快”是怎么实现的呢?其实道理很简单,就是通过扩大占用的频段、加大投资基站的密度、提升芯片数据处理速度等手段。

道理虽简单,实现却困难。5G对基站数量的需求远远大于4G,新建5G基站的成本,相当惊人,而且基建的工作也非一日之功。

所以,在5G初步推广的时期,往往只能在已有4G基站的基础上,玩“4G+5G”的 NSA,也就是非独立组网。现阶段,全球范围内正式商用的 5G 网络均为 NSA。

NSA虽然也能让用户体验到5G的高速度,但是缺陷也是很明显的。

在NSA组网下,由于没有5G核心网,因此需要经过与4G网络的接入互通,这个互连不是直接的,比较复杂。换句话说,“多倒一手”,时延就会加长,上行带宽也受到影响。

可以说,NSA是当前条件下“不得已而为之”的一种权宜之法,无法呈现出5G的全貌,也有人称这样实现的5G为“4.9G”。

“真5G”,必须依托直接基于5G核心网的SA(独立组网)才能实现。

在5G的各项关键驱动技术中,网络切片和MEC分布式部署,在NSA组网下均不支持。

而5G时代要扩展行业应用,需要更大的上行带宽“拓宽道路”,需要更低的时延“通畅路面”避免“司机”出现误判,需要MEC“分流”解决“交通堵塞”,需要切片网络给不同的用户划出各自的“专用通道”避免“撞车”。

而这些必要的条件,NSA不能胜任。比如说我们想象中5G时代的自动驾驶、远程手术、智能制造等等场景,在现有的NSA网络下其实是无法完全实现的。

只有依靠 SA 组网,才能让用户体验到 5G 真正的“威力”。

以5G的超低时延特性为例,SA网络下的时延理论上只有NSA下的 1/10。这在很多“即时性”要求极高的领域,可是一个“要命”的指标。

比如说5G医疗急救车,需要在高速行进的同时,通过5G网络将病人的生命体征信息以高清视频形式实时回传至急救指挥中心,这项工作哪怕是多一点的时延也会产生致命的影响,在NSA组网下,较高的时延会导致视频传输出现卡顿和花屏,影响急救效率。

而对于一般的移动终端用户,SA 5G组网的超低时延意味着,云存储、云游戏等应用场景可以做到无限接近本地化,你可以直接在手机上玩原本只能在 PC、主机上实现的大型游戏,体验和本地没有任何区别。

可以说,除了成本一项,SA“完虐”NSA。因此,从长远来看,5G的发展,SA独立组网是必然的趋势。只有采用SA模式组网的5G商用网络,才能充分发挥5G优势,从而深刻改变物联网和制造业,并全面引领经济转型和发展。

 

今年5月9日,一加在全球范围内第一次实现了低频 SA 5G 网络下的语音和视频通话。

有人可能要说了:这有什么?我的5G手机也支持SA啊。

支持SA和用上SA,完全两码事。接不进SA网络,支持SA的手机岂不成了“屠龙之术”?

SA组网的实现,不是单纯的技术问题。

单独看支持SA 5G的各项技术,哪一个似乎都不算复杂,有些甚至已经很成熟,比如说支持SA的芯片,国产进口都有;支持SA的移动终端,市场上比比皆是;重新建设5G基站和后端5G网络,技术上也不存在太大障碍,不过是成本和时间的问题……

但想要实现SA 5G的实际商用,则必须打通所有的环节,芯片研发方、终端制造厂商、网络运营商,哪一环出现问题都不行,这个工作就相当困难了。

比如说,5G网络占用的频段就是一个大问题,能用上“低频”,其实是很不容易的。

因为,不同的频段,并不“平等”,而是有明显的高下之分。

频段的问题看起来很专业,其实大家生活里经常能接触到。比如家庭WiFi常见的2.4GHz和5GHz,就是中高频段。而高频段的缺陷,想想家里的WiFi就能体会到,信号的覆盖范围也就是一个房间,出了门就是“另一个世界”。

而低于1GHz的低频频谱,覆盖能力是高频的数倍,也就是说用低频建一个基站,覆盖面积能达到数平方公里,相当于高频建好几个基站,这样组网成本就大大降低。更不用说低频还具备传播损耗低、穿透力强等优势。

但低频资源是非常珍贵的。

一方面是因为低频带宽资源极其有限,而5G又是非常“吃带宽”的,在本就“资源贫瘠”的低频上划走大带宽显然是相当“奢侈”的一件事。

(相反,中高频段则以带宽资源丰富为优势)

另一方面,可用的频段就那么些,通信技术如今发展到第5代,频段已经成为愈来愈稀缺的资源,性能优越的低频更是如此,此前从1G到4G,已经把低频段“瓜分”得差不多了,“新丁”5G想插足分一杯羹,并非易事。

“好用”又“珍贵”,所以这样的低频段也被称为“黄金频段”,在国外,黄金频段往往接近天价,即便在擅长统筹规划的我国,划拨这样的频段资源也必须慎之又慎、三思而后行。

可想而知,5G运营商要获得低频带宽资源是何等困难。现在运营商拥有的低频段带宽通常只有10MHz—20MHz(1GHz=1000MHz)。

在不少地方,5G只能使用覆盖能力差的中高频来部署。比如说美国的5G最早就是使用高频,到去年6月下旬才通过法案开始划拨中低频段给5G。

高频建设5G最大的问题就是成本。想象一下以你家WiFi的覆盖能力,想要覆盖一个城市需要多少路由(可视为简化版的基站)?

所以,在中高频段大范围推广5G,往往不得不将就着借助现有4G基站搞 NSA。

从这个角度说,想要铺开SA独立组网,实现“真5G”,必须得联结运营商打通低频不可。

如今随着各国对5G的认识加深,大家开始普遍加速释放以700MHz频段(698MHz—806MHz)为代表的低频段发展5G通信网络。中国当前也将原本作为传统广播电视系统频段的700MHz黄金频段划归5G通信。

对于智能手机等移动终端厂商来说,不仅自己的产品要过硬,而且一面要打通支持SA组网的芯片厂商,另一面则必须能连接上为数不多的拿下“黄金频段”的网络运营商。

所以,简单一句“实现低频SA 5G网络下的语音和视频通话”,实际包含的要素其实非常多。

 

5G的相关研发,是一个门槛相当高的领域,其投入之大非一般企业可以做到。

而中国在宏观上将5G发展提到国家战略层面,中国5G相关企业在研发上投入巨大,这是中国如今5G发展能够不断取得突破,引领世界的重要基础。

一加这次在低频SA 5G网络下的突破,就是企业在5G领域踏实耕耘多年的结果。

一加在5G的布局由来已久。2013年底宣布进入智能手机行业的一加,早在2016年就成立了专门的5G项目组,并以成为5G终端厂商中的领航者为目标,开始了在5G上的全球性投入和研究。

对于5G,一加可以说是很敢下注,很早就定下了「All in 5G」的产品方向,将 5G 作为公司最重要的资源进行投入,目前已经在全球范围内组建了3个5G实验室;近期,一加又决定要继续投入3000万美元,持续扩大和升级5G实验室。

在自身5G技术研发的同时,一加还深刻认识到,5G的商用推广不光是终端研制,而是必须依托整个产业链条。

定位国际品牌的一加,在之后的几年,在多个国家的5G手机研发中取得突破:2019年5月,一加联合运营商EE发布了英国第一款量产的商用5G手机;随后又与运营商Elisa推出了芬兰首款商用5G手机。

早在2017年6月,一加就吸纳国际芯片研发企业的团队参与进自己的项目,就5G设备前端器件和架构展开联合研究。

今年1月,一加实现了与国际芯片厂商、网络运营商的三方合作,开始对国际网络运营商即将推出的 SA 5G 网络进行联合调试。

接下来的4个月中,一加使用全新的一加8旗舰手机,进行了数百次的实验室和现场测试,和合作方共同攻克了 SA 5G 应用过程中的众多难题。也使得一加8在全球范围内实现了对低频、中频Sub 6以及高频毫米波三大主流5G频段的支持,成为唯一一个实现5G主流频道大满贯的中国手机品牌。

这才有了5月9日,一加在SA 5G 网络下,成功进行了包括 VoNR、ViNR、EPS-FB 在内的语音和通话测试,实现了全球范围内第一次成功在商用设备上对低频 SA 5G 的打通。

可以说行业为此已经准备了很久,市面上已有多种支持SA 5G的终端产品,但从理论上的可能到真正实现,这一小步很难迈得出,一加这次是率先让梦想照进了现实。

中国在全球的5G发展和普及中,处在引领地位。5G的未来,SA独立组网是大势所趋。我们乐见的是,在推进“真5G”的全球大趋势中,来自中国的厂商仍能走在前面,引领5G世界的新纪元。


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