5G發展呼聲高漲。無線通訊產業相關供應鏈正積極部署5G網路建置,包含電信營運商與設備商皆全力開發相關解決方案。其中,韓國通訊更戮力於2018年平昌冬季奧運前推出預商用試驗網路,讓民眾透過奧運體驗前所未有的視覺感受。
在2016年6月於英國倫敦舉辦的5G網路全球會議(5G World)上不難發現,就5G網路的早期建置而言,眾廠商已開始針對特定網路需求與營運商使用案例取得統一共識,主要有兩大關鍵策略:第一,運用大規模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)、彈性載波聚合(Carrier Aggregation)、256QAM調變,與LTE授權輔助接入(LAA)等技術,使5G網路在研發過程中、甚或是未來全面商用之後都能維持穩定的效能成長。第二,軟體定義網路(SDN)/網路功能虛擬化(NFV)的採用,以及雲端無線接取網路(RAN)等以雲端為基礎的架構皆有助於建立5G完備核心網路(5G-ready),可望能支援較慢速的物聯網(Internet of Things, IoT),或是高速行動通訊寬頻應用等各式使用案例。而上述策略的重點,全在於「網路切片(Network Slicing)」技術。
力拼5G商用 營運商挑戰極限全面部署
電信營運商韓國通訊(Korea Telecom, KT)預計在2018年平昌冬季奧運前推出預商用試驗網路,進一步突破目前的5G技術效能,帶來1ms的傳輸延遲以及20Gbit/s的超高速度。韓國通訊表示,他們預計利用今年定義該測試系統,運用5G網路讓民眾透過奧運體驗前所未有的視覺感受。
日本電信公司NTT DoCoMo也即將為2020年的東京奧運部署5G網路,預計運用更高頻率的頻帶以及大規模MIMO達成10Gbit/s左右的通訊傳輸量(Throughput),目前已開始技術測試,2017至2018年則會再擴大測試規模。
另一方面,歐洲營運商在早期並無規劃為5G網路採用更高頻帶,像是Vodafone與Orange等通訊營運商目前皆著重於尋求覆蓋率更高的頻帶,並善用目前可用的授權頻帶。Vodafone認為未來幾年歐洲發展的重點還是聚焦於較低頻帶。
抓住5G潮流 各廠解決方案輪番上陣
眾廠商在5G World上多著重討論4G轉型5G的策略及發展。愛立信(Ericsson)、華為和諾基亞(Nokia)皆認為Pre5G技術的重要性不容忽視,像是LTE-Advanced Pro便是邁向5G技術的跳板。但對於如何管理進程,廠商間各有不同著重面向。同時,各廠商也在大會上分享技術測試的近況,以及支援不同使用案例的概念性驗證(Proof of Concepts)進度。以下為數間大廠的發展現況:
愛立信於大會上展示自家最新的5G網路測試台(Test Bed),搭載波束成形(Beamforming)以及大規模MIMO技術,宣稱能使用15MHz的頻寬達到25Gbit/s的速度。此測試台已移出進行實地測驗,目前運用在客戶網路中。
愛立信以旗下極簡載波(Lean Carrier)技術作為升級5G的跳板。該技術是4G網路的軟體升級版,能透過外掛程式運用專為5G網路發展的技術,其中包括大規模MIMO、多用戶MIMO(Multi-user MIMO)、RAN虛擬化、減少延遲,以及智慧型連網,藉此進一步提升4G網路效能。
愛立信目前在北美與亞洲利用這些原型技術進行實地場測,近期更展示了智慧型車輛與運輸應用等相關技術。
華為(Huawei)在大會上指出,未來4.5G將會與5G共存一段時日。華為認為,轉型5G不能僅著重在提升速度與容量,更應致力於提供高品質語音(HD Voice)與高品質影像(HD Video)等使用者體驗。為達成此目標,眾廠商應提供更多連網以能觸及垂直市場並進攻物聯網,並重新定義網路架構以提供更高彈性。
華為認為,建立5G完備核心網路有三大要素:雲端架構、全新空中介面(Air Interface),以及智慧型營運(Intelligent Operation)。該公司相信雲端RAN將會是提供5G網路與物聯網最重要的功能之一,更倡導從LTE網路開始分階段實行,以能為布局5G做好萬全準備。
華為也在大會上分享近期與NTT DoCoMo合作進行的大規模實地場測,使用sub-6GHz頻譜達成3.6Gbit/s的速度;在實驗室條件下更能突破70Gbit/s。
諾基亞認為眾營運商需妥善利用Pre5G技術,提供更具感知能力、更為整合的優化雲端架構,同時改善並簡化服務設定與供應。諾基亞表示,他們目前也為布局5G著手擴展生態系統,以能支援新出現的垂直使用案例。而有鑑於5G將需要使用28GHz以上的頻譜,諾基亞也開始進行這些頻帶的測試。
在5G World上,諾基亞展示使用商用AirScale無線電平台與雲端封包核心(Packet Core)的5G完備核心網路。據稱,此產品為全球首例,讓諾基亞能在真實的商用網路上測試5G技術。
中興通訊(ZTE)則選擇將重點放在原型5G架構上。此架構由統一空中介面(Unified Air Interface, UAI)和以SDN為基礎的原型網路架構所組成,透過位於存取、邊緣、核心節點的虛擬網路功能介面支援網路切片。
該UAI包含了一個可擴展的訊框架構(Frame Structure),能滿足700MHz到100GHz的頻帶,並支援大規模MIMO。此外還有物聯網專用之多用戶共享接入技術(Multi-User Shared Access, MUSA),據中興通訊表示,此技術能使連網數量成長數百倍。最後則是全新波形FB-OFDM,能減少物聯網系統狹隘定義中保護頻帶(Guard Band)的需求。
頻譜協同至關重要
5G布局正如火如荼展開,對於標準定義、甚或是兼具效率及互通性的網路解決方案皆急待發展。由於5G的轉型效果需要數年才能讓大眾廣泛有感,而LTE也須進一步發展以能在技術之間無縫接軌,因此眾網路廠商重視LTE與5G之間的轉型階段是十分合理且實際的。
但相較於LTE,頻譜分裂(Spectrum Fragmentation)的問題正使得局面變得越發複雜。歐洲目前6GHz以上的潛在授權5G頻帶短缺,很有可能使得選擇相當受限。即使管理機關正積極尋找3.4到4.2GHz、甚至6GHz以上的頻帶,但歐洲的營運商並無福消受。目前全球協同的5G頻帶選擇相當有限,甚至可說是尚未存在。
(本文作者為Ovum智慧網路資深分析師)