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5G网络时代即将开启:移动通信行业的未来越发无形
2016-02-19 17:26  牛华网  巧艳 编译  我要评论()
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导语:未来已经来临,只要你找到一个合适的观察地点,便可以窥探到未来世界的发展走向。在上海长寿路上,鹰眼或许能够发现办公楼顶古怪的矩形物体:这其实是128个微型天线的集合。在曼哈顿街头漫步的行人也可以看到一些像是在支架上的监控摄像头设备,只不过原本应该安装镜头的位置变成了喇叭状的突起。这种设备会向建筑物发出窄束无线电波,并且反弹回接收器。英格兰吉尔福德镇萨里大学的校园内也分布着44个天线,形成了一个虚拟无线蜂窝网络。

实际上,这些天线就是新一代无线技术的先锋。尽管上一代4G技术仍然在很多国家逐步部署,但是电信行业已经开始开发下一代5G技术。212日,美国第二大移动运营商AT&T宣布,该公司将开始测试5G原型设备是否能够在室内正常使用。去年9月份,有报道称,美国第一大运营商Verizon也将展开类似的测试。韩国也希望建设一套5G网络,并将于2018年冬奥会期间投入运营。同样地,日本也希望在2020年夏季奥运会上部署这样的网络。本月底,一年一度的移动世界大会(MWC)将于西班牙巴塞罗那举行,届时5G网络技术必定会成为首要的焦点议题。

自从1973摩托罗拉的马汀·库珀(Martin Cooper)展示首款商用手机DynaTAC之后,移动通信行业已经实现了飞跃式的发展。在21世纪初,当3G网络技术令移动上网成为可能的时候,运营商斥资1000多亿美元购买无线电频谱牌照,但是却发现大多数技术的部署难度远远超过预期。

5G技术的出现可能会再次引发投资热潮,就像对4G设备的订单激增一样。萨里大学5G创新中心主任拉希姆·塔法佐利(Rahim Tafazolli)表示,我们的目标是能够为用户提供“自己具备近乎无限上网能力”的感觉。几乎所有的设备都可以实现无线连接,自无人驾驶汽车、无人机、传感器、工业设备到家用电器,这些东西共同构成了所谓的“物联网”(loT

市场研究公司CCS Insight的分析师凯斯特·曼恩(Kester Mann)指出,人们很容易将这一切理解为炒作。当涉及到5G技术的时候,的确还有一些问题尚不明朗,例如使用哪种无线频谱,使用那些无线技术,网络设备和手机厂商应该遵守哪些标准等。当前,电信公司仅就一系列粗略的“要求”达成了共识。最重要的是响应时间(“延迟”)最长不超过1毫秒,连接速度最高可达10Gbps

然而,5G网络技术的发展势头的确很强。韩国和日本都是有线宽带领域的领先者,他们还希望借助奥运会的机会向世界展示他们在无线宽带领域的领先地位,即使这可能意味着他们必须在全球标准达成一致的时候不得不升级自己的5G网络。AT&TVerizon都对4G网络进行了早早的投资,并有可能再次在5G领域中领先。爱立信和诺基亚最近的业绩表明,网络设备市场的发展已经达到了顶峰,因此这些厂商也需要推出新一代产品,并迎来新一批的客户。

就需求方面而言,压力也在不断地增大,必须提供更好的无线基础设施。纽约大学无线电系的森迪普·兰甘(Sundeep Rangan)表示,数据流量的快速增长意味着这种趋势在可预见的未来仍将持续下去。据估计,2020年代前半部分,无线网络需要为1000倍的数据量增长做好准备。而4G网络使用的无线电频率多数都低于3GHz,并且已经不多了,因此价格也越来越贵。去年,美国一次无线频谱拍卖的价格高达450亿美元。

但是,5G无线网络的发展也并不会一帆风顺,不仅仅只有常规的电信运营商在争夺重要的话语权,媒体公司也希望获得更大带宽,这样他们就可以以更高的分辨率提供流媒体影片。大多数物联网公司都不需要太多的带宽,但是他们都希望自己的传感器能够使用一组电池来达到数年的续航。所以,他们希望5G标准能够更加重视低功耗这个问题。在线游戏公司也会担心延迟问题,如果延迟率过高,玩家一定会感到不满。

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但是,最重要的新参与者还是信息技术公司,诸如苹果、IBM和三星等公司都对这项技术拥有很大的兴趣。它们不但对于销售更多的智能手机和其他移动设备感兴趣,而且还对物联网感兴趣,希望借此来创造新的收入来源。当前,谷歌已经在美国多个城市中推出了高速光纤网络服务,并且还计划建立一个无线网络,同时还对5G网络显示出浓厚的兴趣。2014年,谷歌收购了Alpental Technologies,这家创业公司正在使用高于3GHz的超高频率开发低价高速的通信服务,也就是所谓的“毫米波”,这也是大多数5G网络预期的存活状态。

爱立信的首席技术官乌尔夫·埃瓦德森(Ulf Ewaldsson)表示,想要满足所有利益相关者的要求,并不容易。频谱问题可能是最容易解决的,部分原因在于,根据国际条约建立起来的世界无线电通信大会将会解决这一问题。去年11月举行的会议未能就5G频段达成一致,但是预计将会在2019年举行的会议上最终达成,最终有可能会在“毫米波”频段开拓出空间。部分测试,例如上文提到的曼哈顿试点,已经证明这些频段可以用于5G通讯。

这将是无线通信领域首次没有出现相互竞争的标准,在4G时代,目前使用的LTE标准最初面临WiMax的挑战,WiMax由芯片制造商英特尔提供支持。这一次,似乎没有人愿意扮演英特尔的角色。但是,即便如此,5G仍然将面临一个强大的竞争对手,尤其是在室内:越来越多的智能手机用户使用Wi-Fi拨打和接听电话、收发短信、获取数据等。这也就意味着,不管移动网络的速度有多快,用户对于这一类技术的依赖都会降低。

进化还是革命?

美国市场研究公司IHS的分析师斯特凡·特瑞尔(Stephane Teral)表示,技术指标通过另一种方式分割了整个行业。他表示,其中一个阵营希望5G采取一种渐进的路径,使用现有的一切实现更好的改造。这其中包括很多现有的无线网络设备制造商和一些运营商,他们希望保护现有的投资,脚踏实地地走下去。例如,高通211日推出了全球首款可以实现最高1Gbps数据传输速度的4G芯片组,它通过一项名为“运营商聚合”的技术实现了这一点,这意味着它可以将多达10100Mbps的无线数据流集成在一起。

特瑞尔认为,另一个阵营则主张一种革命性的方法,那就是直接跳到尖端技术。这可能就意味着,例如,抛弃传统的蜂窝移动网络结构,不再使用单一的天线与所有设备通讯。相反,这种新技术会使用一组小型天线发出集中性的无线电波去扫描设备,然后用第二组天线接管有效范围内的每一台设备。这也意味着可以通过分析使用数据来预测下一次为无线用户提供哪种连接,并适应相应的网络,这项技术正是英国萨里大学的5G创新中心所要开发的技术。

中国移动是革命性阵营中最典型的代表。中国移动首席科学家易芝玲(Chih-Lin I)表示,现有的设计已经无法持续下去,天线将使用更多电量来传输额外的数据。由于拥有8.25亿订阅用户(比所有欧洲运营商的总数还多),所以现有网络架构的种种问题都会因为这种规模而被放大。怀疑论者认为,中国移动目前可能正在规划一套“工业化议程”,不仅会利于中国设备制造商,还会降低这些厂商所需支付的专利费。5G相较于4G的差异越大,中国在这套标准中占据更多知识产权份额的概率也就越高。

不管动机如何,易芝玲关于5G网络的展望都得到了广泛的认同。她表示,5G网络技术不但“速度超快”,而且“更环保、软件属性更强”。这也意味着,这种技术更加节能,而且完全由软件控制。与之前的计算机系统一样,许多网络专用硬件,例如紧挨着基站放置的处理器,都将“虚拟化”。也就是说,它将会由软件来替代,从而大幅降低重新配置的难度。无线网络将变得与云计算更加相似,并在某种意义上与之合并,使用与之相同的现成硬件。

当前,关于5G将如何改变整个行业结构的讨论已经开始。电信行业咨询师切坦·夏尔马(Chetan Sharma)表示,一个关键问题在于,无线接入是否会变得更加大众化。据他估计,运营商在美洲的整个行业收入中所占的份额已经跌破50%,其他的都被诸如Facebook的智能手机应用程序夺走,这些产品主要通过广告来创收。

5G网络的升级可以帮助运营商扭转下滑趋势,让他们可以推广自己的视频内容。但是,他们也更有可能遭遇加速下跌,变成利润率更低的“哑管道”。如果真的是这样,这个原本已经高度融合的行业将不可避免地经历进一步整合:一些国家可能最终只剩下一家移动基础架构提供商,就像很多国家往往只有一家自来水公司一样。

在云计算兴起后的IT行业,戴尔、惠普和IBM等公司都难以追赶市场的发展步伐。倘若以此为参照,网络设备制造商同样会面临挤压。爱立信和诺基亚已经通过为运营商管理网络获得了将近一半的收入。但是,市场研究公司Northstream的本特·诺斯通(Bengt Nordstrom)表示,5G最终或许会实现人们讨论已久的一种情况,那就是由于面临利润率逐步降低的压力,电脑制造商将被迫与电信设备制造商展开合并,全面的合并可能会在未来的某一时刻实现。

未来,又大又丑的手机基站将越来越少,天线数量肯定会越来越多,但是体积将会缩小。除了在上海测试的矩形天线外,中国移动还在尝试一种更小、更微妙的“磁贴”天线,它可以被嵌入到建筑物的侧面。从这个意义上来讲,移动通信行业的未来将越来越无形。(许巧艳)

新闻热线:010-68947455

关键词: 5G 移动 通信

责任编辑:许巧艳

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