回顧5G的發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)，隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)演進(jìn)，許多應(yīng)用痛點(diǎn)將有望解決。智能手機(jī)只是眾多5G應(yīng)用中的一環(huán)，預(yù)計(jì)在未來，5G廠商將提交出更全面的解決方案。

       就算行業(yè)花了很多的精力來渲染5G，將它作為當(dāng)代技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)來推動(dòng)，但直到現(xiàn)在，普羅大眾對(duì)5G的感知也并不強(qiáng)烈。

距離消費(fèi)類用戶最近的5G技術(shù)可能當(dāng)屬5G手機(jī)。但至少到目前為止，大部分5G手機(jī)用戶在升級(jí)5G后，也未能感知到它在體驗(yàn)層面的質(zhì)變。甚至還有一些用戶為了省電，在日常使用手機(jī)時(shí)會(huì)特別關(guān)閉5G通信功能。

        同時(shí)，大家也都知道，5G不僅只與智能手機(jī)有關(guān)。安森美中國(guó)區(qū)通訊與服務(wù)器市場(chǎng)應(yīng)用工程總監(jiān)蔣懷剛在接受《國(guó)際電子商情》的采訪時(shí)說：“手機(jī)只是眾多5G應(yīng)用中的一個(gè)終端應(yīng)用，其實(shí)與消費(fèi)類的手機(jī)應(yīng)用相比，遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)/智能工廠/大型賽事活動(dòng)/大型救災(zāi)救援等工業(yè)應(yīng)用，特別是智能電動(dòng)汽車等新興行業(yè)，它們的蓬勃發(fā)展更需要5G技術(shù)的支撐?！?/p>

        現(xiàn)階段，非個(gè)人用戶的5G垂直行業(yè)用例并不少見，比如，對(duì)電網(wǎng)而言，4G的帶寬和時(shí)延較難經(jīng)濟(jì)地滿足視頻監(jiān)控、機(jī)器人巡線、差動(dòng)保護(hù)、三遙(遙測(cè)、遙信、遙控)的需求，而5G藉由獨(dú)立切片非常適用于這類場(chǎng)景。

        一位不愿具名的5G垂直行業(yè)技術(shù)參與者告訴《國(guó)際電子商情》，5G對(duì)于部分場(chǎng)景的適配，已經(jīng)到了無可比擬的程度，而且這絕非市場(chǎng)參與者制造出的噱頭。他以5G專線為例表示，雖然5G專線現(xiàn)在的客戶不多，但是它的前景巨大。比如，銀行的大量分散網(wǎng)點(diǎn)要與總行通信，以往的解決方案復(fù)雜且成本高昂，而5G專線的一路切片就足以解決問題。

        也許大家會(huì)好奇， 5G真正的威力是否已經(jīng)施展?其發(fā)展?jié)摿φ娴挠袀髡f中的那么神嗎?到如今，5G又發(fā)展到了哪個(gè)階段?

　　5G的各個(gè)發(fā)展階段具備哪些特點(diǎn)?

　　討論5G的發(fā)展階段，需要諸多數(shù)據(jù)來做支撐——還需以基站數(shù)量、5G連接數(shù)為依據(jù)。先來看一些相對(duì)抽象的數(shù)據(jù)：技術(shù)分析公司CCS Insight在今年年中預(yù)計(jì)稱，2022年5G的連接數(shù)會(huì)超過10億，相比于去年翻了一番。該機(jī)構(gòu)還預(yù)計(jì)，到2026年全球5G網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)約占所有網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)的三分之一，連接總數(shù)將為45億。

        5G在商用落地后沒多久，就遭遇了COVID-19的影響，這給5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)帶來了巨大的打擊。CCS Insight高級(jí)分析師James Manning Smith指出：“雖然5G在立足之年遭遇了COVID-19的沖擊，但在如今5G市場(chǎng)的發(fā)展已經(jīng)趨于強(qiáng)勁。2022年，全球宏觀經(jīng)濟(jì)和地緣政治環(huán)境仍不樂觀，同時(shí)還面臨著供應(yīng)鏈方面的困境，但5G網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)用戶的增長(zhǎng)正呈現(xiàn)不錯(cuò)的勢(shì)頭。具體來看，5G連接數(shù)預(yù)計(jì)在今年會(huì)翻番，到年末將達(dá)到12億?！?/p>

        另外，在建設(shè)進(jìn)度上還有基建相關(guān)的數(shù)據(jù)可供參考。例如，根據(jù)中國(guó)工信部今年年初的一個(gè)數(shù)據(jù)：預(yù)期到2022年底，中國(guó)的5G基站數(shù)量會(huì)超過200萬。同時(shí)，工信部在《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中設(shè)定了目標(biāo)——到2025年底，力爭(zhēng)每萬人擁有5G基站數(shù)達(dá)到26個(gè)。據(jù)悉，在2020年，中國(guó)每萬人擁有5G基站數(shù)僅有5個(gè)。

        英國(guó)市場(chǎng)研究公司IDTechEx則給出了一組階段性數(shù)據(jù)：2021年，在全球運(yùn)行的5G商用服務(wù)中，有56%是在Sub-6 GHz的頻譜范圍內(nèi)，幾乎所有Sub-6 GHz頻譜的基站都位于城市中。另外，大約有10%是在毫米波(>24GHz)頻譜范圍內(nèi)。這組數(shù)據(jù)能夠在一定程度上體現(xiàn)出，全球5G發(fā)展還比較初級(jí)，不過這些數(shù)據(jù)還是不夠具體。

        CCS Insight還提到，在2022年的5G連接數(shù)中，有99%的連接來自智能手機(jī)、支持蜂窩數(shù)據(jù)連接的平板、筆記本和其他類似的設(shè)備。2022年售出的手機(jī)設(shè)備中，又有44%的手機(jī)支持5G連接，手機(jī)終端仍占較大的比重，也從側(cè)面顯示了5G的發(fā)展階段仍然較早。

        從更細(xì)分的5G連接項(xiàng)目來看，今年5G固定無線訪問(業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)是固定用戶終端)的連接數(shù)或?qū)⑦_(dá)到700萬，同比增長(zhǎng)160%。北美供應(yīng)商也在積極地提供5G高速家用寬帶，不過連接數(shù)暫時(shí)還比不上光纖/有線寬帶。

        M2M(Machine-to-machine，機(jī)器到機(jī)器)和IoT應(yīng)用方面，5G連接數(shù)到今年底預(yù)計(jì)將達(dá)900萬——增長(zhǎng)率雖然相當(dāng)高，但是基數(shù)相對(duì)較低，未來這一市場(chǎng)會(huì)有很大的成長(zhǎng)空間。

        還有另外一個(gè)觀察角度——基于3GPP發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)來看。4G、5G并不是一種固定的技術(shù)，它們?cè)陔S著時(shí)間的發(fā)展而向前演進(jìn)。最早的5G標(biāo)準(zhǔn)是3GPP在20 18年6月發(fā)布的Release 15，它是5G商用部署的基礎(chǔ)。此后，5G標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了多次更新，Release 16、Release 17相繼凍結(jié)，直到去年12月，3GPP正式確認(rèn)了Release 18的內(nèi)容。

        3GPP標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的速度很快，但標(biāo)準(zhǔn)真正的商用落地，則需耗費(fèi)一些時(shí)間。聯(lián)發(fā)科在今年的天璣9000發(fā)布會(huì)上才開始強(qiáng)調(diào)，其新一代手機(jī)的Modem(調(diào)制解調(diào)器)支持部分Release 16的新特性，其中包括載波聚合提升速率、新節(jié)能特性等等。也正是在這一時(shí)期， NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))和SA(獨(dú)立組網(wǎng))在持續(xù)轉(zhuǎn)變。

        全球各國(guó)的運(yùn)營(yíng)商都在加快5G SA網(wǎng)絡(luò)的部署，以更大程度達(dá)成對(duì)5G能力的支持。從SA網(wǎng)絡(luò)的部署中能看出5G發(fā)展的一些情況，從GSA(全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì))今年1月公布的數(shù)據(jù)來看：全球有50個(gè)國(guó)家的99家運(yùn)營(yíng)商正在以試運(yùn)行、規(guī)劃或者實(shí)際部署的方式投入到5G SA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中。其中，16個(gè)國(guó)家的20家運(yùn)營(yíng)商發(fā)布了5G SA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，包括中國(guó)移動(dòng)、Vodafone(沃達(dá)豐)、SoftBank(軟銀)、T-Mobile US、SingTel(新加坡電信)、Saudi Arabia Telecom Company(沙特阿拉伯電信公司)、Rogers(羅杰斯)、Rain和DirecTV等;有5家運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)布局了5G SA技術(shù)，但尚未正式發(fā)布相關(guān)服務(wù);有25家運(yùn)營(yíng)商宣布對(duì)5G SA進(jìn)行試用，22家運(yùn)營(yíng)商已進(jìn)入到評(píng)估測(cè)試階段。

        截至2022年1月，GSA報(bào)告了663款支持5G SA的終端設(shè)備，與2020年底相比增長(zhǎng)了138%。在2019年底，支持5G SA的設(shè)備僅占總的5G設(shè)備的35.6%，到2020年底該占比提升到了49.7%，2021年底則達(dá)到了54.6%。

圖1：支持5G SA的不同設(shè)備的百分比 圖片來源：GSA

         圖1列舉了支持5G SA的終端設(shè)備數(shù)據(jù)，其中手機(jī)占50.3%，F(xiàn)WA CPE(固定無線訪問設(shè)備)和模組均占20%。

        中國(guó)在5G SA建設(shè)普及率方面拔得頭籌，這與我國(guó)城市人口眾多、人口密度大有很大關(guān)系，運(yùn)營(yíng)商也因此有更大的建設(shè)驅(qū)動(dòng)力。LitePoint的業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Rox Chen說：“中國(guó)比美國(guó)有更多的FR1頻譜部署，這就讓5G SA更值得投入?！?/p>

        但總的來說，全球5G SA網(wǎng)絡(luò)的部署速度仍然很慢。國(guó)外不少分析師都認(rèn)為，在運(yùn)營(yíng)商的5G建設(shè)規(guī)劃列表中，讓網(wǎng)絡(luò)變得更加密集，以及更多地啟用C-Band頻譜，才是當(dāng)務(wù)之急。這需要耗費(fèi)它們不少精力和資源，5G SA網(wǎng)絡(luò)則屬于下一個(gè)階段的建設(shè)工作。

         從目前可觀察的各項(xiàng)數(shù)據(jù)來看，全球的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都處在初期階段。除此之外，6G建設(shè)也是一個(gè)重要的觀察角度，根據(jù)3GPP的時(shí)間表，預(yù)計(jì)到2025年左右，6G開始標(biāo)準(zhǔn)化。行業(yè)普遍認(rèn)為，6G技術(shù)的商用時(shí)間至少要到2030年，在這期間，5G還有較久的發(fā)展時(shí)間。

　　5G正在不斷地演進(jìn)

　　不同版本的5G標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，可明確反映出5G在各階段所能達(dá)成的不同能力。以聯(lián)發(fā)科天璣9000芯片為例，該芯片支持下行載波聚合3CC最高300MHz頻寬(3x100MHz)、7Gbps，上行則支持R16 UL增強(qiáng)型。另外，天璣9000具備節(jié)電特性，在連接模式下該芯片的功耗最多可降低32%。這個(gè)例子說明，5G手機(jī)還有相當(dāng)大的進(jìn)化空間。

        隨著5G技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，很多前期應(yīng)用的遭遇的痛點(diǎn)也可能得以解決。智能手機(jī)這類端側(cè)設(shè)備只是其中一環(huán)，5G不同環(huán)節(jié)的市場(chǎng)參與者也在嘗試解決問題。比如，在5G基礎(chǔ)設(shè)施方面，蔣懷剛指出：“5G單站功耗是4G單站的2-3倍。有源天線單元(AAU)功耗增加，是造成5G功耗激增的主要原因。由此也導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)商的電費(fèi)直線上升。”

        如果單論每bit能耗，5G NR要比之前的移動(dòng)技術(shù)有更大的能效優(yōu)勢(shì)。但更稠密的布局、大規(guī)模MIMO(多輸入多輸出)、大帶寬以及對(duì)更多頻帶的支持，給5G網(wǎng)絡(luò)帶來了更大的能耗。在5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本中，能耗成本已占到相當(dāng)大的一部分。

        因此，在標(biāo)準(zhǔn)層面，3GPP在Release 18通過了一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的研究——這項(xiàng)研究旨在定義基站的網(wǎng)絡(luò)能耗模型，開發(fā)一種新的評(píng)估方法技術(shù)，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性能指標(biāo)，并研究在目標(biāo)部署場(chǎng)景下達(dá)成節(jié)能的技術(shù)。

        蔣懷剛從安森美的5G基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)產(chǎn)品層面出發(fā)談到，“5G電源模塊設(shè)計(jì)上面臨的挑戰(zhàn)，主要包括效率、功率密度、散熱等，這需要解決高功耗、提升功率密度等問題。所以安森美的一攬子智能電源解決方案，有高壓和中低壓硅基MOSFET、谷底導(dǎo)通模式的正/反激變換器控制器、PFC/LLC控制器、各種輔助電源等，還有針對(duì)5G通訊基帶的大電流解決方案，就屬于提升系統(tǒng)效率的組成部分。

        蔣懷剛表示，隨著5G基站的大規(guī)模普及，電源方案還需要更新?lián)Q代。安森美正圍繞第三代半導(dǎo)體方面做布局，涵蓋了從基板襯底到最終產(chǎn)品以及封裝相關(guān)的技術(shù)。

         TI(德州儀器)也表達(dá)了相同的態(tài)度：“5G基站的部署量正在高速增長(zhǎng)。在可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下，5G基站也會(huì)更小、更輕、更加綠色。電源方案的功耗、效率以及面積是重要影響因素。電源部分就有很大的優(yōu)化空間?！盩I介紹說，其既有產(chǎn)品就有基站電源的核心數(shù)字控制器，期望能夠助力電源方案，在效率、功率密度、動(dòng)態(tài)、成本及可靠性上的全方位提升。

         比如，已投產(chǎn)器件中的某款降壓轉(zhuǎn)換器，可以做到單顆40A且支持多顆并聯(lián)，覆蓋了大電流的應(yīng)用場(chǎng)景。將來TI會(huì)基于結(jié)合封裝和工藝的研究，在相同或者更小的體積下實(shí)現(xiàn)更大的電流。這款產(chǎn)品還帶有PMBUS接口，可通過實(shí)時(shí)調(diào)壓來進(jìn)一步處理芯片的功耗。

以上這些案例雖然過于碎片化，但是它能體現(xiàn)出5G通信不同環(huán)節(jié)的市場(chǎng)參與者，都在嘗試解決問題，也包括標(biāo)準(zhǔn)本身的演進(jìn)，體現(xiàn)了5G技術(shù)巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　5G還在立新的Flag

　　要理解5G的演進(jìn)之路，最好從最高抽象層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)入手。去年12月確定的Release 18就是一次較大的跨步演進(jìn)，所以又被稱作5G Advanced的首個(gè)Release版本。圖2展現(xiàn)了3GPP從5G到5G Advanced的演進(jìn)路線。

　　圖2：從5G到5G Advanced 

圖片來源：Xingqin Lin, Ericsson, An Overview of 5G Advanced Evolution in 3GPP Release

       在最早的Release 15上，3GPP明確了5G NR(New Radio，新空口)，旨在處理從eMBB(增強(qiáng)移動(dòng)寬帶)到URLLC(超可靠低延遲通信)，再到mMTC(大規(guī)模機(jī)器通信)的使用場(chǎng)景。

       Release 16引入了多項(xiàng)重要更新，不僅有對(duì)現(xiàn)有功能的增強(qiáng)，也增加了新用例和部署場(chǎng)景。其中，關(guān)鍵提升有：對(duì)MIMO和Beam Forming(波束成形)的加強(qiáng)，對(duì)于DSS(動(dòng)態(tài)頻譜共享)、DC(雙連接)和CA(載波聚合)、UE(用戶設(shè)備)節(jié)能等的持續(xù)強(qiáng)化。

Release 16的新用例和部署場(chǎng)景，則包括了對(duì)于IIoT(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))與URLLC的加強(qiáng)支持以及未授權(quán)頻譜工作，V2X(車用無線通信技術(shù))通信、定位服務(wù)、IAB(集成接入回傳)等等。

        Release 17對(duì)MIMO、DSS、UE節(jié)能、覆蓋、定位、URLLC等做了持續(xù)加強(qiáng)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的新增用例和部署場(chǎng)景包括52GHz之外的頻帶工作、MBS(多播與廣播服務(wù))、NTN(非地面網(wǎng)絡(luò))等?！秶?guó)際電子商情》認(rèn)為，Release 17格外值得關(guān)注的是上行覆蓋，這原本是商用部署常見的瓶頸，所以這一版標(biāo)準(zhǔn)里新增了針對(duì)PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享通道)和PUCCH(Physical Uplink Control Channel，物理上行控制通道)擴(kuò)展上行覆蓋的技術(shù)。

        現(xiàn)階段，真正值得期待的應(yīng)該是Release 18——或者說未來的5G Advanced。

　　5G Advanced：先進(jìn)版“戰(zhàn)未來”

　　Release 18是5G Advanced的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它的內(nèi)容涵蓋了XR(擴(kuò)展現(xiàn)實(shí))和媒體服務(wù)、邊緣計(jì)算、基于AI的服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化等。根據(jù)3GPP的后續(xù)工作計(jì)劃，Release 18的第三階段將于2023年末凍結(jié)。而5G Advanced網(wǎng)絡(luò)的商用部署，預(yù)計(jì)將在2024、2025年開始。

       今年，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商、基礎(chǔ)設(shè)施提供商、手機(jī)OEM廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、芯片企業(yè)共同發(fā)布了《5G Advanced網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)白皮書2.0》，該白皮書中提到目前5G網(wǎng)絡(luò)各方面的能力都相當(dāng)不足——即使現(xiàn)在基于網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算、非公有網(wǎng)絡(luò)來服務(wù)行業(yè)完全可行，但只有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

       這就需要Release 18和后續(xù)更強(qiáng)化的5G版本。我們認(rèn)為，5G的價(jià)值能真正體現(xiàn)在行業(yè)數(shù)字化方面，有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、采礦業(yè)、港口、醫(yī)療健康、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，它們都需要5G網(wǎng)絡(luò)來提供差異化的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。比如，智能電網(wǎng)需要高精度的時(shí)鐘同步、高度隔離和高安全性;醫(yī)療遠(yuǎn)程診斷則需要超低時(shí)延來實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)同步……

       5G Advanced需要考慮的問題比較多樣，包括針對(duì)不同行業(yè)采用公網(wǎng)、本地私網(wǎng)、各種混合網(wǎng)絡(luò)模式，來達(dá)成行業(yè)的業(yè)務(wù)隔離和數(shù)據(jù)安全需求，以及在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、方案等方面滿足多樣化和復(fù)雜的業(yè)務(wù)環(huán)境。

       5G概念在行業(yè)剛盛行時(shí)，其實(shí)很多人并不太相信運(yùn)營(yíng)商吹噓的5G可適用的很多行業(yè)應(yīng)用。也許現(xiàn)在大家對(duì)5G還是保持著謹(jǐn)慎的態(tài)度，但市場(chǎng)參與者通過技術(shù)的進(jìn)化，讓大家看到了他們的決心。

       5G-Advanced有三大特性：AI(人工智能)、Convergence(聚合)、Enablement(賦能)。

       首先是AI。5G的應(yīng)用和服務(wù)在不同行業(yè)間存在著較大的差異，這就導(dǎo)致相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)功能、管理和用戶行為變得多樣和復(fù)雜。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，就不大可能采用重手動(dòng)配置的方案，AI能夠在各層級(jí)提供技術(shù)支持。

       其實(shí)AI相關(guān)的條目不止一個(gè)，比如說針對(duì)NG-RAN(NG Radio Access Network，無線接入網(wǎng))的AI/ML(人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí))——似乎在Release 17版本時(shí)期就加入了這方面的研究。還有以AI技術(shù)提升空口功能、加強(qiáng)性能或者減少?gòu)?fù)雜性和開銷。3GPP Release 18做這方面的研究，具體會(huì)建立一個(gè)通用的AI/ML框架，發(fā)現(xiàn)提升空口功能的位置、研究如何描述和定制AI/ML模型、評(píng)估AI/ML技術(shù)來理解其實(shí)際收益和復(fù)雜性、評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)化影響等。

       而聚合是指不同訪問模式、網(wǎng)絡(luò)的聚合。在5G時(shí)代之前，各行各業(yè)構(gòu)建自己的網(wǎng)絡(luò)，有不同的終端、訪問模式、傳輸方法。這樣的發(fā)展路徑導(dǎo)致出現(xiàn)了高成本、技術(shù)迭代難、發(fā)展慢的問題，因此，下一代網(wǎng)絡(luò)就是要做聚合。

        賦能則是指在各行各業(yè)應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)的能力持續(xù)提升，從一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施演變?yōu)槭鼓芊?wù)，最終為各行各業(yè)提供定制化網(wǎng)絡(luò)。

        Release 18本身著重關(guān)鍵技術(shù)闡釋，比如節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、遷移支持、MIMO加強(qiáng)、頻譜彈性化使用，還有5G設(shè)備多樣化問題——包括特別加入的XR設(shè)備以及云游戲設(shè)備、低復(fù)雜性用戶設(shè)備、無人機(jī)等等。

        當(dāng)前，5G還在持續(xù)發(fā)展和進(jìn)化，新標(biāo)準(zhǔn)仍在不停對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做優(yōu)化、并引入新的特性。5G Advanced網(wǎng)絡(luò)會(huì)為5G演進(jìn)定義新的目標(biāo)和能力，通過技術(shù)進(jìn)步達(dá)成更好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值?；蛟S5G技術(shù)那些尚未成真的演示和應(yīng)用，總有機(jī)會(huì)大規(guī)模普及。