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爱立信:若把5G网络切片,移动世界将会怎样

2015年3月11日 10:13  人民邮电报  

近年来,4G网络逐渐在全球实现了规模商用,5G技术和标准的研究也已经被提上了议程。作为移动通信行业的领军企业,爱立信如何看待5G的发展?在近日举行的2015年世界移动通信大会(MWC2015)上,爱立信的5G专家从幕后走到台前,介绍他们在5G领域的最新研究进展,与业界分享他们对于5G技术及应用的思考。

5G使网络成为一种服务

5G将推动行业与社会的转型。移动通信的迅猛发展带来的数字化转型几乎涉及所有的行业。爱立信认为,借助前所未有的信息共享能力,人与人以及各行业之间的合作将更加广泛,将创造出许多融合了不同领域的专业知识、颠覆传统业务模式的解决方案。然而,网络如果要提供这种连接,需要面对的压力也是显而易见的。因此,5G 系统应运而生。

5G系统将在2020年左右实现商用,届时的5G系统需要提供新型的可扩展、可编程的连接服务,在现有技术的基础上,要在包括速度、容量、安全性、可靠性、可用性、延迟及对电池寿命的影响等方面进行全面升级。5G系统将可以使运营商把网络作为一种服务提供给用户。

虽然5G研究还处于初级阶段,但业界已经达成了一些共识。那就是与现有网络相比,5G系统需要满足更多样化的需求。到2020年,网络流量将会增加1000倍;需要连接的设备将会增加100倍;有些应用程序要求的速率将是现有网络平均速率的100倍;有些人会要求网络延迟趋近于零;同时整个系统将努力使电池寿命达到10年。

爱立信的5G专家指出,并不是所有的5G应用都需要网络速度超级快,而且要支持各类终端,这就要求5G网络以更灵活的方式构建,运营商可以对速率、容量和覆盖率等网络性能指标进行灵活调整和组合,从而满足不同应用的个性化需求。

为了更好地推动5G的标准化和商用化发展,爱立信在全球与研究机构、运营商、厂商等产业链各个环节进行了广泛沟通和深入合作。2014年11月24日,爱立信携手IBM开展5G相控阵天线设计,致力于使网络的数据传输速率较现在提升多个数量级;2015年2月5日,爱立信与中国信息通信研究院签署谅解备忘录,双方将联合在5G领域展开研究和开发;2015年3月,爱立信与澳大利亚电讯(Telstra)宣布,双方已达成协议携手推动5G标准和技术的发展;2015年3月,爱立信宣布启动“瑞典5G”研究项目,将围绕5G,与多个重要的行业合作伙伴、重点大学以及研究机构展开合作,共同引领数字化的发展。

在5G领域的提前布局和大力投入使爱立信率先在该领域实现了重大的技术突破。虽然5G标准尚未创立,且要到2020年左右才能实现商用,但爱立信已经展示了5G的基本功能。继5G无线测试床实现业内最高的5Gbps吞吐量之后,爱立信又迎来两个全新的技术里程碑:5G-LTE双连接和5G多点连接,并在MWC2015上进行了展示。例如,爱立信在本届展会上,通过5G无线测试床展示了全球首个双连接,支持移动设备并行连接到5G和LTE。爱立信的5G专家表示,双重连接是迈向5G的重要里程碑,也是当今LTE技术的演进成果,预计将于2020年起用于商用网络。

5G网络将被抽象为“网络切片”

爱立信认为,传统蜂窝网“一刀切”的网络架构,带有专用的支持和IT系统,非常适合单一服务型的网络。然而,使用这种垂直架构,运营商难以扩展电信网络,也很难根据不断变化的用户需求进行调整并满足新型应用的需求。

在5G系统中,网络将被进一步抽象为“网络切片”:这种连接服务是通过许多定制软件实现的功能定义。这些软件功能包括地理覆盖区域、持续时间、容量、速度、延迟、可靠性、安全性和可用性等。

网络切片并不是一个全新的概念,爱立信的5G专家解释道,例如VPN就是网络切片的基本版本。但未来网络需要支持一系列广泛的应用并满足一系列更严苛的要求,这表明在5G环境中,网络切片将以全新的水平被定义,更像是按需网络。

网络切片的优势不只是可以为各行各业提供广泛的连接服务,同时还能确保根据使用量进行计费。网络切片允许运营商更深入地了解有关网络资源的利用情况,因为每个切片都是定制化的。

如何才能实现5G网络切片呢?爱立信的5G指出,云技术、软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)提供了一系列的工具,使架构师能更抽象地打造系统,从而提高网络的灵活性。云、SDN和NFV技术允许垂直系统被细分为各个“小块”,形成相互联系的水平网络架构,即可实现程序化、虚拟化,从而适用于各种服务。

此外,无线接入、终端设备、端到端(E2E)安全性、管理和协调、能效、灵活性和稳定性等也是爱立信眼中推动5G发展的关键因素。

5G时代哪些应用是主流

技术的进步,使得5G将比以往任何一代的移动通信技术更广泛地在各行各业得到应用。爱立信认为,移动宽带、媒体、机器类通信(MTC)、远程机械和智能运输系统(ITS)将成为5G时代的主要应用。

——移动宽带。LTE等现有移动宽带技术的功能将继续发展,在2020年之后这些技术会成为整体无线接入解决方案的中坚力量。其中的一项能力就是在城市和郊区提供每秒高达几百兆比特的数据传输速率。在任何地方,包括发达国家及发展中国家人口稀少的农村地区,数据传输速率都能达到每秒几十兆比特。智能天线(包括众多可控天线元件、更多的频谱及各基站间的协调)将有助于为5G用户提供这些服务。

——媒体。爱立信预测,至2020年,视频设备的数量将达150亿。这些设备很多都是用于机器监测、远程医疗、安全控制、监控以及图像识别等领域的工业视频设备,大量的数据将由上下行链路进行传输。5G系统不仅需要支持远程医疗等应用的近零延迟互动,还需要支持延时要求比较宽松的更经济且无线资源利用效率更高的应用。需要特别指出的是,由于专业的以及用户制作的内容将通过蜂窝系统进行上传,因此上行链路视频将会变得比现在重要得多。

——机器类通信。机器类通信的要求不尽相同,大到大规模MTC,小到关键MTC 服务。大规模MTC包括建筑物及基础设施的监测和自动化、智慧农业、物流、追踪以及车队管理;而关键MTC则需进行实时监测及控制,要求实现端到端(E2E)低延迟(仅数毫秒),且对可靠性的要求很高。智能电网中的能量分布自动化就是典型的关键MTC应用。

——远程机械。未来的5G系统要支持重型机械的远程操控,比如矿山挖掘机以及森林木材加工机。此类应用的优势是,人们不必再在危险环境中作业,并可以同时管理多台机器,从而提高效率。在MWC2015上,爱立信就与沃尔沃建筑设备公司联合展示了通过移动网络实时远程控制两台挖掘机。

——智能运输系统。由于现代城市都是特大城市,农村人口流入城市的趋势不可逆转,因此利用5G系统构建智能化的运输系统对于避免交通事故、疏导交通、减少碳排放量等就显得十分必要。在本届展会上,爱立信展示了变“一对一”为“一对多”用于火车调度应用的管理大规模物联网的“毛细网络”。

爱立信的5G专家指出,产业转型的核心是连接,实现5G网络切片将使其更好地渗透进各行各业,帮助运营商根据不同用户的需求提供个性化的服务,爱立信将与业界各方积极合作,推动5G的标准化和商用化发展。5G并不是终点,5G是下一个起点。

爱立信展示支持“双连接”的5G无线测试床。

爱立信的5G专家分析5G技术及应用趋势。

爱立信与沃尔沃合作展示通过移动网络实时远程控制两台挖掘机。

编 辑:章芳
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