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2020年5G产业两大方向:5G共建与5G专网

关键词:5G产业Release16

时间:2019-12-03 09:41:52      来源:互联网

2019年全球行动用户中,超过三分之一使用4G技术,5G占整体比重不到3%,代表5G要走向主流采用,还有一段路要走,然5G可使人、物通讯改变,未来将足以影响通讯及其他产业应用。

2019年全球行动用户中,超过三分之一使用4G技术,5G占整体比重不到3%,代表5G要走向主流采用,还有一段路要走,然5G可使人、物通讯改变,未来将足以影响通讯及其他产业应用。

2020年将迎来5G应用落地,各营运商积极争相投入网络基础设施,以迎接下一波5G商机。 

2020年3GPP Release 16 标准将释出 

随着Rel-15 5G第一版标准冻结,5G产业链环节将进入2020年商用冲刺阶段,除了配合国际电信联盟(ITU)定义的5G场景和需求外,技术上仍存在一定挑战,其中在网络能力上需进一步提升。 

初期规划Release 16制定时间落在2019年12月完成,2020年3月冻结ANS.1,在考虑Release 16增强技术议题较多下,讨论工作繁重,因此于2018年12月3GPP第82次会中,3GPP对Release 16时间计划进行递延,RAN1在2019年12月完成功能冻结,RAN2在2020年3月完成功能,原则上Release 16于2020年6月完成ANS.1。 

综观各国的5G进展,自2018年底起已有超过35个国家和地区部署5G网络,南韩和美国于2019年4月推出5G服务,瑞士则为欧洲国家拥有数量最多的5G网络部署。至2019年7月中国已建置达35万个5G基地台(开通5G基地台8万个),并计划至2023年投资4,000亿美元于5G技术开发,2019年11月中国三大电信营运推出5G服务,并于2019年底前提供「携号转网」服务,这对用户来说,有助于提升其自由选择权,选择资费最低的营运商。 

各国5G共建与5G专网发展现况探讨

5G共建

5G网络基地台建置成本高,且4G和5G网络会并存一段时间,透过合作可有效和快速建置5G网络并提升服务能力。因5G设备穿透力较差,布建密度相对较高等技术特性,5G基地台需求数量为4G的4到5倍,营运商透过「共网、共建、共频」方式,可让5G应用更为弹性,同时避免5G基地台重复投资。

例如,2019年9月中国电信与中国联通宣布签署「5G网络共建共享框架合作协议书」,未来在区域内合作共建5G接取网络,采取共建、共享与共网(接取网)方式,而核心网则各自建设及5G频率资源共享,并不可不当损害另一方利益。 

欧盟亦积极促进5G基础设施共享,例如西班牙Vodafone、Orange共享固定与行动基础设施;英国Vodafone则与Telefonica UK(O2)建立共享基础设施关系,透过Cornerstone Telecommunications Infrastructure Limited (CTIL)合资企业管理,持续扩展5G无线电网络站点(Radio Network Sites),有效解决室内环境的覆盖需求网络密集化,导致无法获取基地台站点的问题。南韩SK Telecom和KT提高5G合作可用性,藉由SK、KT LG Uplus和SK Broadband分担部署成本,预估10年内节省近10亿美元支出。

此外,全球各市场需求与政策支援发展不同,铁塔(tower)设施营运模式亦不尽相同。以中国铁塔为例,其积极促进电信基础设施资源分享,落实网络提升策略,透过中国移动、中国联通与中国电信三大营运商出资设立大型通信铁塔基础设施服务企业。因中国铁塔在通讯基础设施领域具有垄断地位,未来在5G技术普及下,共享业务模式将成为发展趋势。 

2019年中国5G牌照发放后,为满足5G规模部署,中国铁塔积极统筹电信营运商5G建置需求,目前已有197万站址资源和站址分享建置,除了可降低建置成本外,亦可使5G网络快速部署。 

5G专网

5G针对专用网络频谱分配提供多种选择,例如从特定地区的电信营运商(MNO)取得授权频谱、使用同步和异步共享免授权频谱,即允许企业定义自己网络运作,允许敏感专有数据保持在本地(Local),不与公共网络互通,其优势包括低延迟和精确实时性要求。

部分国家在5G系统架构设计初期即考虑采用专网架构,以实现无需依靠外部网络的独立专网,而关键技术中的网络切片(Network Slicing)能建置多个虚拟网络,并针对特定网络切片的服务和流量进行定制和优化,亦即在专网上针对不同用户需求和用途提供不同网络,使网络运作最佳化。 

其中,工业物联网(IIoT)整合许多异构网络,包括无线局域网(WLAN)、行动通讯网路(3G、4G (LTE)、5G)、无线传感器网络(WSN)等,透过安装传感器予以监控工厂环境,在设备问题发生前,以系统性方法找出问题并预防其发生,在最终产品上进行质量控制和定制生产,另外结合机器学习能力的机器人使用,以更多数据建置周围移动货物和设备,并采用分流式传输提升在虚拟环境中的工作表现。 

日本总务省规划于2020年中完成5G专网频谱整套制度化及规范作业(以不影响整体行动通讯效率为前提,日本频谱执照主要为审配制度),目标是透过5G专网频谱开放,协助非电信营运商的垂直产业或需使用专网场域者(包括研究设施、机场、工厂、园区和体育馆等),透过取得频谱资源整合物联网技术,实现5G跨产业创新应用,以创造更高经济价值。

2019年德国汽车、机械设备制造及电工器材等工业协会,共同要求德国监理机关分配频谱给企业专网使用,其中Volkswagen、Siemens、Bosch、BASF与ABB等厂商提出运行在自建5G专网的需求,为此德国监理机关预计开放3.7~3.8GMHz(共100MHz频宽)的5G专网频谱申请,带动新创厂商与垂直应用产业厂商能部署5G企业专网。 

目前Volkswagen计划于2020年在德国122家工厂开始建置5G专用网络,并采用亚马逊网络服务(AWS),合作开发工业云(Industrial Cloud),将集团内所有工厂机器和系统数据整合,以优化生产流程并提高生产力,未来陆续连结至全球供应链。Siemens和Bosch已选定工厂内安装5G测试网络,预计在BNetzA测试频谱中执行(使用3.7~3.8GHz频谱);Airbus和BASF则寻求工厂中蜂巢式网络(Cellular Network)的可行性。 

法国则有不同考量,政府认为企业界尚未表达对5G专用频谱明确需求,监管机关现阶段并无计划为企业预留5G专用频谱,并担心开放5G专用频谱后,在太多参与者间划分频谱,将造成管理问题,甚至干扰及影响营运商公网频谱的运作。不过若未来营运商无法达到企业需求,而产业界亦表达想拥有自有5G专用频谱的意愿,法国政府不排除规划专用频谱,以作为企业自建5G专网之用。

英国监管机构Ofcom则研拟企业专网需求,于2019年6月提议提供5G的3.8~4.2GHz频段用于本地专网,规划给想自建5G网络的企业申请,其费用将以成本为基础,支付Ofcom管理许可流程费;此外,Ofcom亦考虑对1800~2300MHz频谱部分采用类似许可条件。 毫米波技术在5G发展中极为关键,由于毫米波特性有利于5G技术发展,而欧洲地区已统一26GHz用于毫米波最高优先级频段,成为公共5G先锋,亦开放共享接取,Ofcom强调将针对工业用户的5G室内应用,并持续盘点800MHz、900MHz、1400MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz、2600MHz和3.4GHz频段的空闲频谱。 

目前已获得许可的频谱只能在偏远地区中重新分配给专用网络,此地区包括农村地区和独立工业场所如矿山和海上作业等等,该部署可支援专用网络应用,但不能影响现有网络。

Ofcom依40MHz频率收取每年约320英镑许可费,每10MHz为80英镑(计价标准为1800MHz频段以外),1800MHz则为2×3.3MHz价格80英镑,使用期限为3年,若不使用可在1个月通知后撤销。至于新用3.8~4.2GHz许可证需求尚不确定,未来将进行审查和更改。

结语:

总结而言,每个国家基于制度及产业特性不同,对企业专网规划亦有不同考量,然在市场利益导向下,催生出过去未见的应用,成为未来产业发展关键,若垂直产业拥有频谱可自行打造专网,便能创造新商机;然而,专网频谱授权方式与运行模式,可能影响到电信业与垂直产业之生态发展。 

企业自建5G专网的主要考量在于无法全然信任电信商能提供完善数据信息安全与网络可靠性,与更客制化的营运需求,以及避免工业资安攻击等。因此电信营运商能否满足企业对网络自主管理和数据安全标准,让企业对安全放心,是在考量企业取得频谱和自建5G专网同时应解决的议题。

不过在网络营运上,电信商对建设、维运、资安与备援等仍有优势,除了针对共网和共频等企业专网提出合作模式外,一切需求可回归市场机制,以供需平衡来决定价格。

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