準備迎接5G Advanced了嗎?

作者 : 邵樂峰,國際電子商情(ESMC)

當前的5G網路提供了驚人的資料速率和容量,這在幾年前是無法預料的。然而,儘管5G取得了里程碑式的成就,但令人感到遺憾的是,5G技術還未能為eMBB之外的新應用提供支援...

當前的5G網路提供了驚人的資料速率和容量,這在幾年前是無法預料的。例如,一個大規模多重輸入多重輸出(mMIMO)蜂巢網站(3個磁區,100MHz頻寬)可以在一天內傳輸240TB的資料,相當於數百萬張數位照片。隨著3GPP在5G規範中首次導入毫米波(mmWave),這使得5G技術更加如虎添翼,能夠支援前所未有的理論速度,即在R16版規範中達到的10Gbps下行速度和4Gbps上行速度。 5G技術的另一個里程碑要歸屬於5G Standalone (SA)架構,因為它的出現使新一代通訊網路從長期演進(LTE)核心中分離出來,轉而使用5G下一代核心。透過對5G頻譜資源的有效管理,5G SA實現了更好的服務體驗——更快的回應時間、更低的延遲、增強的頻譜效率、更高的服務品質(QoS)和可靠性。 然而,儘管5G取得了里程碑式的成就,但ABI Research卻在一篇白皮書中指出,令人感到遺憾的是,5G技術還未能為eMBB之外的新應用提供支援,至少目前是這樣。事實上,儘管5G被用於推動營運商將使用者遷移到高階資料計畫的策略被證明足以防止每用戶平均收入(ARPU)的下降,但除此之外,營運商尚未能成功地創造新的商業機會,推出新的消費者應用服務,或是賦予企業更多發展機遇。 例如,目前為止,最成功的5G企業應用是私人5G蜂巢網路,與之相關的小基地台通常部署在工廠、倉庫或其他企業場所。但即使所有私人5G蜂巢收入都歸屬電信營運商,與消費者收入相比這也是微不足道的。     「這樣的結果並不令人驚訝」,ABI Research認為,5G基礎階段使行動營運商能夠熟悉5G相關功能,以及它在企業領域可以提供什麼。即將開始的5G Advanced將建立在這一基礎上,並允許營運商將這些知識和經驗貨幣化。 5G Advanced的商業機會 從R18版(通常稱為5G Advanced)開始的5G未來版本,將帶來mMIMO、UL覆蓋、動態頻譜共用(DSS)和綜合接入回程(IAB)方面的多項改進。最重要的是,5G Advanced將包含許多轉換功能,並持續增強基於應用案例的網路支援,這些功能很可能會創造出現有5G框架無法創造的新應用和商業機會。例如室內外精確定位(精準度< 1cm)、新的公共安全服務、延展實境(XR)、透過側鏈增強實現設備對設備(D2D)通訊和側鏈中繼。 同時,5G Advanced還將把5G連接擴展到智慧型手機以外的新興設備中,包括穿戴式裝置、無人機、監控和機器視覺攝影機、大規模物聯網和被動物聯網設備,以及無線接入網路(RAN)中的人工智慧(AI)/機器學習(ML)。 ABI Research預計,5G Advanced將於2025年實現商業化,即R18規範凍結日期後的兩年。到2030年,75%的5G基地台預計將升級到5G Advanced,在全球消費市場上包括7,600萬個無線電設備、2,300萬個巨集基頻和1,300萬個小型蜂巢基地台。而企業市場採用速度較慢,只有約一半的小型基地台會升級到5G Advanced,數量為1,400萬台(2030年)。 高精準度5G定位 5G定位技術的興起和增強,包括cm級精準度、延遲和功耗的進一步降低、驗證技術、透過機器學習和感測器融合的增強、效率提升,以及使用側鏈中繼器的聯合定位,使基於位置的服務在室內和室外環境中變得更加準確、精確、可靠和無縫銜接。     一項調查顯示,在企業級市場,56%的受訪者表示5G定位是跨多個應用案例並支援即時位置服務(RTLS)的正確技術,但只有在5G Advanced技術成熟之後才會得到大規模使用,涉及從關鍵型任務到使用無電池標籤進行資產追蹤等各類型應用。屆時,5G定位將在不降低功耗或終端成本的情況下帶來更高的定位性能和精確度,使其成為最具吸引力和成本效益的技術之一。 5G Advanced RedCap定位為低複雜性設計帶來了重大好處,並使本機5G定位的性能與其他低功耗廣域網路(LPWAN)解決方案(如LoRa、Sigfox)和5G相容標準(如LTE-M/窄頻物聯網(NB-IoT))一致。ABI Research預計,在2025~2026年期間,5G定位資產追蹤設備的出貨速度將顯著加快,屆時將導入5G Advanced功能。到2030年,5G資產追蹤定位設備的總出貨量將超過15億台。 在消費者市場中,為全球導航衛星系統(GNSS)的挑戰性環境,例如城市峽谷和隧道,帶來定位服務將成為典型應用。這包括在公共場所(如購物中心、機場、醫院、運動和娛樂場所)的室內導航和尋路,涵蓋應急回應、兒童追蹤、弱勢人群地理圍欄、寵物是否離開安全區域、提供移動障礙物的準確定位資訊來增強AR/VR體驗,以及比現有技術(如Apple AirTags)更便宜、更高效的解決方案進行物品追蹤等。 ABI Research預計,到2030年,全球將有超過10億支智慧型手機支援5G Advanced定位,同時支援9,000多萬台5G Advanced RedCap穿戴式裝置和AR/VR設備,以及5.95億部5G Advanced個人追蹤器。 總之,5G定位可望通過利用預先部署的5G基礎設施來解決大多數RTLS應用,而不是部署許多用於特定場景,需要異質設備(標籤、錨點和閘道)的RTLS解決方案(UWB、BLE、Wi-Fi等),有助於降低位置服務的成本和複雜性,在未來10年中實現更具可擴展性的定位應用部署。 RedCap RedCap類設備是在R17規範中新導入的羽量級5G終端,包括工業感測器、監控攝影機、智慧電網相關設備、高階穿戴式裝置、高階物流追蹤設備等。與目前的5G產品相比,RedCap產品將更加簡單、成本更低、電池壽命更長、所需頻寬更少。 RedCap設備與LTE系統的部署方式一致,例如在資產追蹤、監控攝影機和低功耗工業感測器中,具有類似XR定位的新應用程式。展望未來,隨著LTE頻譜被重新分配到5G NR,私有網路不但鞏固了它們的連線性,還導入了其他引人注目的5G高階功能,預計很多設備將從LTE遷移到5G NR RedCap。 從2025年開始,消費者細分市場中的5G Advanced RedCap設備數量將從2026年的4,100萬成長到2030年的9.72億台,其中,個人追蹤設備和無線耳機將在整個預測期內保持RedCap市場份額的領先地位。此外,精確定位將成為5G設備的一項熱門功能,尤其是在遠端控制應用中,預計到2030年,以智慧型手機為首的5G設備出貨量將達到18億台。     ABI Research指出,這些5G高階設備和體驗的創建對於行動服務的創建至關重要。即用戶被牢牢地定位在中間,周圍圍繞著智慧型手機、平板電腦、汽車設備、無線耳機、智慧手錶,業界需要接受市場從以設備為中心向以體驗為中心的生態系統的轉變。 XR 隨著「元宇宙」概念的走紅,以XR為代表的新型終端引起了人們的關注。但相較於智慧型手機,目前業內對這類終端所需的資料包類型、在什麼誤包率下用戶體驗不會受到影響等情況還不是太瞭解,非常需要對它們的流量需求和評估方法進行探索,對其性能進行評估。     5G Advanced允許網路辨識XR應用程式,以及該應用程式的特定延遲和頻寬需求,5G Advanced的其他元素,如邊緣運算、人工智慧/機器學習、切片、鄰近服務、安全性、即時通訊和自動化等功能的增強,都可以在XR連接和使用中發揮作用。比如人工智慧/機器學習將用於在負載平衡和能效方面最佳化網路,並可以擴展到波束管理和定位對XR行動性應用有益的內容。 隨著智慧型手機自然而然地轉移到5G,XR也將隨之轉移到5G Advanced。專門針對XR的增強大多發生在後台,用戶甚至可能不知道這些功能,只有當QoS出現問題時,用戶才應該注意到這些改進。 接下來會發生什麼? 即將開始的R18是5G Advanced的首個標準版本,加強端到端5G系統基礎和將5G擴展至幾乎全部終端和應用,是其核心使命。而以下三方面的趨勢最值得關注: 一是行動寬頻演進及進一步向垂直產業的擴展。推進5G的發展,產業還是繼續堅持標準制定、推廣普及、持續增強的計畫——不光要做人與人之間、物與物之間的通訊,還要不斷地向垂直領域擴展,把5G做得更好。 二是當下的商業需求及更長遠的5G願景。在推動5G商用的過程中,如何達到一個比較好的平衡——既能夠在商用部署中創造5G價值,又可以有序推動5G向6G演進,始終是產業在討論和制定5G Advanced標準中思考較多的問題。 三是全新的終端加上網路的演進。現代通訊涉及到終端、網路、基礎設施、核心網等一系列關鍵要素,不能只關注端到端的演進,而忽略更多來自網路和架構方面的演進。  

(來源:高通)

  5G Advanced同時也是為6G做準備的一個重要里程碑。未來的6G將專注分散式智慧、物理世界和虛擬世界的融合,以及在整個網路中充分利用人工智慧/多媒體語言。目前正在討論一些通往6G的主要研究方向,包括:人工智慧/機器學習賦能的端到端通訊、全新的無線電設計、可擴展的網路架構、使用量子通訊或區塊鏈來提高6G系統的安全性和可靠性等。 根據預測,關於6G標準的討論可能會從2025年開始,在2028年推出正式標準,並於2030年左右開始商用。因此,未來5~10年內,以5G Advanced為代表的5G技術依然會是產業主流。 本文原刊登於國際電子商情網站          

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