5G终将失败的“宿命论”将由谁来打破?

听说在通信行业一直流传着这么一个说法,如果通信标准是单数,那一定失败(例如1G、3G),如果是双数,那一定会成功(例如,2G、4G)。没想到通信人不好好搞技术,居然搞起了玄学。照这么推论,那5G的命运岂不是一定会...

作为一个新时代的年轻人,小编相信,世界上没有无理由的成功,自然也没有注定的失败,回顾移动通信技术的发展,5G的未来究竟会如何呢?

1G

20世纪80年代,第一代移动通信系统诞生于美国芝加哥。在1G网络时代,摩托罗拉是行业的霸主,尽管那时候的手机大的像块板砖,但是走在路上拿着一台大哥大边走边打电话就是拉风的代名词。不过由于1G采用的是模拟通信系统,存在语音质量差、信号不稳定、抗干扰性差等等一系列问题,问世之后没有得到很大的普及。

2G

由于1G存在的种种问题,很快的,在不到10年的时间里,2G就正式到来了。相对于1G网络,2G最大的改变是采用了数字通信技术,不仅提升了语音通话的品质,还比1G增加了数据传输服务,简单地说,就是2G时代多了发短信的功能。不仅如此,随着GPRS技术的引入,手机还可以浏览wap网页。2G时代,摩托罗拉的霸主地位开始下滑,诺基亚、爱立信的地位不断爬升,相信大家的记忆中一定会有这个开机界面!

3G

尽管2G时代引入了数据网络,但其应用场景还是以文字为主。1998年,3G的推出带来了更快的数据传输速度,并且手机还可以实现视频通话等等功能,“移动宽带”一词首次出现在了3G网络技术之中。不过3G的到来可以说是生不逢时,那时正是互联网泡沫的高峰期,互联网贵的离谱,通信网络也贵的离谱,自然,通信频谱也贵的离谱。

3G时代最突出的标志是2007年乔布斯推出的iPhone,以及随后2008年谷歌公司推出的安卓,迅速打开了智能手机市场。而诺基亚在这时却走上了摩托罗拉的老路,在2G时代难逢对手的它迅速陨落,一度消失在市场上。

4G

4G时代也就是我们如今正处于的时代。随着智能手机的发展,移动流量需求不断上升,3G网络逐渐不能够满足用户的需求,移动通信网络开始走向4G时代。4G是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像的技术。4G具备速度更快、通信灵活、智能性高、高质量通信、费用便宜等特点。有了4G,只要流量足够,我们完全可以使用4G网络随时看电影看视频。

4G时代让我们感受到了真正的移动通信时代,只要一部手机,我们就可以轻松完成打电话、发微信、刷微博、传文件、看视频、打游戏以及移动支付功能,现在到菜场买菜都可以不用带零钱,只需手机就可以解决。

5G(即将来临)

很多人说,目前的4G已经能够满足我们的日常生活需求,5G的高带宽在我们真正使用的时候能感受到的区别可能微乎其微。在1G到4G时代,我们更多的看到的是手机移动通信方面的进步,而5G时代则更多的是物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业4.0等方面的应用。“万物互联”才是5G真正想要实现的目标。

尽管大家对于5G的态度各有不同,但是5G前进的脚步一直没有停歇。2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放5G商用牌照,中国也成为继韩国、美国、瑞士、英国后,第五个正式商用5G的国家,4G到5G的过渡势在必行。

2017年12月,3GPP发布了5G NSA(非独立组网)标准,并在半年后发布了SA(独立组网)标准。非独立组网意味着5G网络仍将由现有的4G基础设施支持,基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过4G网络传输。而独立组网指的是新建5G网络,包括新基站、回程链路以及核心网。

独立组网与非独立组网

如图所示,独立组网与非独立组网共有以上几种组网方式。

选项1是纯4G的组网架构,不做赘述;

独立组网:选项2和选项5;

非独立组网:选项3、选项4和选项7。

可以看到,SA的架构相对比较简单,而NSA的架构则略为复杂。

SA

SA分为选项2和选项5两种。

注意,图中虚线代表控制面,实线代表用户面。

控制面:就是用来发送管理、调度资源所需的信令的通道。

用户面:就是发送用户具体数据的通道。用户面和控制面是完全分离的。

选项2的方式很简单,只需把全部的4G核心网和4G基站替换成5G核心网和5G基站,如果有足够的财力和物力,完全可以选择这种方式。

或者呢,我们还有另外一种方法,选项5是将4G基站升级一下,换成增强型4G基站,搭配5G核心网,这样还可以利用原有的4G基站,节省一点成本。

在SA的两种方案中,主流的方案是选项2,可采用SUL或CA作为其上行增强技术,辅助频段主要有900M和1800M。

NSA

NSA分为选项3、选项4和选项7三种,而每个选项各自又分为三种,例如,选项3分为3、3a、3x(选项4没有4x),所以非独立组网一共有八种方式,一看就比独立组网的两种复杂很多。

在选项3中,5G基站并不直接连接在4G核心网上,而是通过将原有的4G基站升级,变成增强型4G基站,然后5G基站经由4G基站连接到4G核心网。

再看选项3a,无需改造原有的4G基站,而是将5G的控制面连接4G基站,用户面连接4G核心网。

最后一个3x则是把用户面分为了两个部分,其中一部分放在了5G基站上。

选项3x是NSA的主流方案,可选FDD作为其控制面锚点,900M、1800M、F频段和D频段均支持。3系的优势在于不必新增5G核心网,有利于运营商利用现有4G网络基础设施快速部署5G,抢占覆盖和热点。不过,由于5G信令全走4G通道,4G核心网信令会存在过载的风险,因此,该阶段主要用于解决初期的5G覆盖。

选项7跟选项3的方式很像,只是把4G核心网换成了5G核心网,同时4G基站也必须升级为增强型4G基站。

最后看选项4,跟选项7不同的是,选项4是将控制面和用户面连在5G基站上,将5G基站作为主站。

看了这么多,有人会问,那为什么不直接选择SA架构,还要搞出这么多种NSA的架构呢?

很简单,因为钱!

你想,4G基站目前在全国已经部署了200多万个,全部替换成5G基站、5G核心网,得花多少钱?

NSA组网的优势在于无需建设新的核心网(选项3),5G基站将利用现有4G核心网,网络组建速度快,还能省去建设5G核心网带来的一系列成本。

除此之外,NSA的标准也比SA标准确定的更早,目前我国很多NSA方面的测试工作基本上已经完成,选择NSA的方式更为稳妥。

不过NSA架构也不是没有缺点,例如5G网络所宣称的超低延时特性,NSA架构就无法实现,我们经常说到的5G网络切片就是要基于SA架构。

而且NSA也不是完全不用改动现有的4G网络,NSA使用的是4G网络和5G网络相结合的组网方式,所以势必也会涉及到4G现网的升级改造。

目前,全球所有商用5G的运营商,包括中国三大运营商在内,都选择了从NSA起步,但是这只是一个过渡期,最后势必还是会走向SA架构。在前不久的MWC2019 大会上,中国移动董事长杨杰表示:2020年1月1日起,我国将取消NSA手机的入网资格,SA是未来通信网络的发展方向,5G 终端必须具备 SA(独立组网)的模式,中国会尽快过渡到SA。同样,中国电信也表示坚持SA目标组网方向,力争2020年启动5G独立组网。

大家关心的5G手机问题

对于很多非技术人员来说,我们对于5G架构是使用SA还是NSA并不是很关心,大家真正关心的问题是,“我现在买的5G手机,明年还能用吗?”。关于这一点,我们必须要解释一下前文所提到的,“自2020年1月1日起,我国将取消NSA手机的入网资格”,这里的意思其实指的是有关部门要求2020年整个产业界所有的5G相关的设备都能向SA模式迈进,届时的设备一定是支持NSA和SA两种模式。也就是说,2010年1月1日开始,NSA单模手机不再入网,但是对于此前已经入网的NSA手机,运营商的NSA和SA双模网络都可以也必须支持。

话题再回到之前提到的,很多人认为的移动通信单数失败、双数成功的宿命论,我们反过来想一下,如果没有1G,我们就不能够体会到手机通信的便捷,1G给我们带来的是一个从0到1的突破,我们不能否认它的成功,只是可能它并没有那么优秀。而3G则是打破了我们的手机只能打电话跟发短信的局限,我们目前“一部手机走天下”的生活3G在其中也是功不可没。所以我们没必要急着判断5G是成功还是失败,即使它在未来或许会被证明还不够完美,也依旧是我们迈向“万物互联”不可或缺的一步。

参考

1.http://m.elecfans.com/article/771144.html

2.https://www.sohu.com/a/234996896_160923

3.https://mp.weixin.qq.com/s/Mwq1P_eMAOnsO_fQNseBAA

4.https://baijiahao.baidu.com/s?id=1637883662788737468&wfr=spider&for=pc

5.http://www.infocomm-journal.com/dxkx/article/2018/1000-0801/1000-0801-34-6-00138.shtml

6.Road-to-5G-Introduction-and-Migration_FINAL PDF

原文发布于微信公众号 - SDNLAB(SDNLAB)

原文发表时间:2019-07-18

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