愛立信：5G標準趨向統一
11月13日特稿(李明)移動通信技術的升級換代速度之快不禁讓人感嘆——由於用户對於移動通信網絡速率的需求沒有最快、只有更快，因此，當4G LTE剛剛開始在全球開花結果之時，面向2020年及未來商用的第五代移動通信技術(5G)的研發已經踏上征途。
那麼，在4G方興未艾之時發展5G的驅動力來自何處呢？至關重要的5G標準之爭最終將花落誰家？未來5G的部署將面臨哪些挑戰？扮演移動通信網絡建設主力軍角色的設備商又將在5G時代上演怎樣的巔峯對決呢？對此，在“2014愛立信商業創新論壇”期間，愛立信的多位高管在接受C114採訪時，與我們分享了愛立信對於5G時代的洞察與展望。
網絡社會驅動5G漸行漸近
自2009年12月北歐運營商TeliaSonera正式在瑞典的斯德哥爾摩以及挪威的奧斯陸啓動全球首個LTE商用網絡以來，LTE作為移動通信史上發展最快的一種技術已經在全球範圍內遍地開花。據GSA(全球移動設備供應商協會)統計數據顯示，截至2014年第三季度，全球已經有112個國家和地區的331張LTE網絡投入商用，預計到今年年底全球LTE商用網絡數量將超過350張。
可見，雖然LTE取得了飛速發展，但目前全球也只有部分運營商完成了向LTE的演進，此時就研發5G的市場驅動力來自哪裏呢？愛立信高級副總裁兼首席技術官艾華信(Ulf Ewaldsson)指出，當前，各行各業正在前赴後繼地數字化，在其產品上應用越來越多的軟件。顯而易見，網絡社會以及愛立信關於2020年全球將有500億連接設備的願景正在慢慢變成現實。同時，智能手機的增長勢頭持續強勁，全球範圍內智能手機的持有量已經超過20億台。我們還發現，網絡流量越來越以媒體為導向，事實上今天全球網絡流量中超過40%都是視頻。
“上述這些趨勢，為我們探索未來網絡及其潛力創造了機會。很多新的用例不斷湧現，它們將終端、設備和各種各樣的事物連接起來，這些連接對網絡提出了新的要求，也需要比以往更多樣的解決途徑。極端用例包括高度集中的媒體分發、自動駕駛汽車、海量傳感器採集信息、遠程手術等等，類似這些用例正對網絡提出新的要求，網絡的響應、速度以及處理大量設備的能力均需跨上一個新的台階，這就是為什麼我們認為有必要提出新一代網絡的概念。”艾華信認為，這將是一個逐步演進的旅程，在這一旅程中，我們將用移動通信把現有的所有網絡整合到一個平台上，吸引各行各業都想要來連接這個平台，在這個平台上連接雲、智能手機以及我們周圍的所有設備。
正如艾華信所言，網絡社會的發展將帶來移動數據流量的激增。據愛立信預計，在未來十年中數據流量將增加1000倍；同時，互聯設備將呈現巨量增長，物聯網和其他新型創新應用的出現將催生數百億個互聯設備出現，到2020年將有500億的設備連接，併產生前所未有的多樣性要求和與無線連接性相關的應用場景；此外，由於設備數量的增加，應用場景的多樣性和需求的多樣性將必然要求下一代移動通信技術具有更多更先進的功能性，需要更有效、舒適和安全地接入和共享信息，並通過提高容量、能效、頻譜使用效率等方面來進行。上述所有的市場特點和需求，使得面向未來移動通信環境和需求的5G研究應運而生。
新思維模式的演進
作為下一代移動通信技術，5G旨在滿足更高端更復雜的性能需求。而在愛立信看來，5G代表了一種新的思維方式，包含創新的網絡設計，用於部署機器類通信(MTC)。此外，5G網絡還能有效支持擁有各類運行參數的應用，併為服務的部署提供更大的靈活性。簡言之，5G技術是網絡社會的關鍵推動因素。
5G的目標是提供無限的信息接入，並且能夠讓任何人和物隨時隨地共享數據，使個人、企業和社會受益。一方面，5G網絡不僅會達到新的性能水平，還將利用額外的頻譜，實現大規模的機器型通信，5G將為應用專屬網絡的建設提供靈活性；另一方面，受益於虛擬化的5G網絡將幫助運營商實現差異化，通過可以最大化設備休眠週期和最小化電池使用的智能通信，隨時調整性能水平，以適應客户和應用隨時隨地的要求。
那麼，如何才能實現5G呢？對此，業界普遍達成共識，下一代移動通信網絡是演進而不是革命，與前幾代技術一樣，5G也是一組演進的網絡技術。愛立信認為，與前幾代技術相比，5G遠非需要大量設備升級的新技術，而是基於電信系統現有的成熟程度，演進無線接入、雲和核心技術，並增加一些新的互補技術，以滿足擁有不同運行要求和數千種用例的更多種通信、設備和設備類型。
開發5G技術還需要考慮通信能力、數據吞吐量、數據完整性、延遲、能耗、技術融合、智能通信等關鍵參數；同時，若想滿足未來5G的服務需求仍然需要更多的頻譜，提高6GHz以下頻譜的利用率雖有所幫助，但只有利用更高的頻段(10GHz及以上)，才能開發更多的頻譜資源，利用更高的頻段是建立5G超寬傳輸帶寬的關鍵。此外，軟件定義網絡(SDN)、網絡功能虛擬化(NFV)、自修復網絡(SON)等均被認為是5G的潛在關鍵技術。
5G研發大幕開啓
但是目前，系統和設備需要滿足怎樣的性能水平和要求才能標榜自己是5G技術，對此業界尚沒有精確定義。也正因為如此，5G研究開發的大幕已經在全球開啓，包括歐盟METIS、中國IMT-2020(5G)推進組、韓國5G論壇、日本ARIB等5G研究組織已經開始在5G願景、需求、目標、能力、關鍵技術、標準化和頻譜等方面進行前瞻性研究。
其中，歐洲在5G研究開發方面已經先行一步。2012年，歐盟推出全球首個大規模國際性5G科研項目METIS (“構建2020年信息社會的無線通信關鍵技術”)項目，旨在通過構建下一代移動和無線通信系統(5G)的基石，以應對2020年及未來所面臨的網絡社會挑戰。2013年，歐盟又宣佈為5G技術研發撥款5000萬歐元，進一步激起世界各國對5G技術的濃厚興趣。近日又有消息稱，歐盟將提供17億歐元資助5G研究。
METIS研究5G的技術目標是使移動數據流量增長1000倍；典型用户數據速率提升100倍，速率高於10Gbps；聯網設備數量增加100倍；低功率MMC(機器型設備)的電池續航時間增加10倍；端到端時延縮短5倍。
另據瞭解，2013年2月，中國的工信部、發改委和科技部聯合推動成立了IMT-2020(5G)推進組，組織架構基於原IMT-Advanced推進組，成員包括中國主要的電信運營商、製造商、高校和研究機構等國內移動通信領域產學研用的主要力量，是推動中國5G技術研究及開展國際交流合作的主要平台。2014年5月，IMT-2020(5G)推進組發佈了推進組第一份5G白皮書——《5G願景與需求白皮書》的中英文版，該白皮書指出，5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用户體驗速率；每平方公里一百萬的連接數密度；毫秒級的端到端時延；每平方公里數十Tbps的流量密度；每小時500Km以上的移動性和數十Gbps的峯值速率。同時，5G還需要大幅提高網絡部署和運營的效率，相比4G，頻譜效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。
標準應融合統一
可是，來自全球不同國家和地區的5G研究組織同時在5G研發上發力甚至是競爭，會不會導致未來5G的標準難以統一呢？對此，作為69項獲批專利發明者的愛立信副總裁兼研究院院長Sara Mazur表示，“我們都希望最後能夠形成一個全球統一的5G標準。”
在移動通信行業，由於制定標準的組織本身就是全球化的，所以擁有的標準都是全球化的標準，來自歐洲、中國、韓國、日本、美國等國家和地區的廠商都參與到全球化的標準組織中。Sara Mazur指出，“2G、3G時代確實有幾個相互競爭的標準，但最終業界意識到生態系統的規模是最重要的。而一個統一的全球標準對於終端用户來説一定是更好的，它有利於擴大生態系統、產生更多創新的終端和服務、更便於用同一部手機在全球漫遊，4G就是一個統一的標準，因此我們最終的目的是要形成一個統一的5G標準。”
即便是全球移動通信技術的領導者，愛立信也並不認為僅憑一己之力就能促成5G標準在全球的統一。“在很大程度上，全球統一的5G標準的形成不僅包含來自愛立信的貢獻，也需要華為等其他公司的貢獻，只有大家都做出自己的貢獻，然後達成共識才能形成統一的標準。”Sara Mazur表示，“從技術研究角度而言，愛立信參與了在中國的5G研究項目，我們在中國的競爭對手也參與了歐盟的5G研究項目。最終，我們會把各自從研究項目中積累的知識匯聚在一起來制定5G標準，現在開展的就已經是一個跨越國境的合作以確保共識，這是行業內的主流廠商所認同的一個理念，我們都希望最後能夠形成一個全球統一的5G標準。”
談及5G的演進時間表，Sara Mazur稱，關於5G標準，我們目前還處於研究階段，5G的標準化工作還沒有開始。接下來，國際電聯ITU要確定5G的具體要求，這將在2015到2016年完成，然後ITU將用兩年左右的時間確定候選要求，確定哪些技術可以被稱為5G。與此同時，3GPP的標準化工作也在推進。現在的計劃是到2020年實現5G系統的全面成熟，具體時間表還是國際電聯ITU制定。
據瞭解，在2020年之後真正實現5G商用，這一目標實現的時間節點已被業界廣泛認同。其中，METIS已經初步制定了5G演進路標：2012年到2015年，METIS將探索5G網絡新架構、基本原理和系統概念；2015年到2018年，METIS將進行5G系統優化/標準化/試驗，以及5G基本原理的進一步研發；2018年到2020年，進入到實施階段，使5G進入試商用；預計2020年以後使5G系統可以實現商用。
當然，在2020年之前，業界不能只是靜待5G時代的到來，而是需要全力推動現有網絡的演進，促成5G網絡的早日實現。目前，業界的主流廠商已經踏上了5G研發的征途。今年7月，愛立信在一項5G研究測試中已經實現了5.8Gbps的峯值傳輸速率。此外，愛立信還助力NTT DOCOMO開展5G網絡試驗，基於15GHz頻段的5G試驗將展示高達10Gbps的超高數據傳輸速率。
除了愛立信，華為、中興、大唐、上海貝爾、諾基亞、三星等公司也在5G研發方面展開積極佈局。那麼，如果未來5G的標準走向融合統一，設備商的優勢將如何體現呢？Sara Mazur表示，“未來的5G時代，愛立信當然希望保持領先地位，但這不是通過標準上的差別實現的，因為業界都希望建立一個全球統一的標準；設備商的差異化優勢將體現在基於同樣的標準之下，如何打造卓越的產品性能和網絡性能上，包括產品的製造、功能、性能、可操作性等等，這些都是體現設備商優勢的地方。”
5G時代可能僅剩3-4家設備商
談及5G時代的設備商市場競爭格局，作為電信設備市場百年老店的老闆，愛立信總裁兼首席執行官衞翰思(Hans Vestberg)在接受C114採訪時指出，2G時代全球有14、15家設備商，到3G時代只有6、7家設備商，到4G時代僅有5家左右設備商，而5G時代可能只有3-4家設備商留在市場上。行業內的廠家越來越少，這是因為移動通信是非常複雜的技術，需要大量研發的投入。
到了5G時代，運營商和設備商都將認識到，需要利用過往2G/3G/4G網絡部署所基於的標準技術，而不是完全拋開歷史去發明一種全新的5G技術。如果需要從頭開始建設網絡，從頭設計新的手機，規模效應將不復存在。
“尤其是當只有3-4家設備廠商留在市場上時，我們需要合作探討下一代技術應該如何選擇標準。全球移動用户數之所以能夠達到72億之巨，就是因為我們在向統一的標準融合，所以我非常希望5G時代融合的標準能夠推行。”衞翰思強調，電信產業不是保護專利，而是分享專利，通過分享專利才能降低成本、擴大市場、讓更多的人可以獲得互聯網接入，從而改變自己的生活。目前，所有大的手機制造商和基礎設施廠商都與愛立信簽署了專利交叉許可。
“5G在我眼中是一個巨大的演進過程，會湧現出不同的新應用場景，新的行業需求一定不會像普通消費者那麼簡單，會有很多不同行業的專業人士將需要5G網絡的可靠性去開展業務，會有不同的對網絡的需求逐漸提出來。而當涉及到頻段的使用就更復雜了，我們需要保證以最佳的方式利用頻段。”衞翰思表示，“5G是非常複雜的技術，同時5G一定會是一個演進的過程。目前愛立信正在和不同的5G研發組織合作，在不同的國家投資，與客户、學術界和其他設備商一起合作來開發5G標準。我們的要求是一個統一的5G標準，我們整個行業都希望如此。”