在短短三年的时间里,中国的5G能取得如此成绩,确实令人惊叹。从1G到4G,每一个新的”G”到来几乎都会发生 “弯道超车”的成功故事。而在5G时代,通过全球生态系统的通力合作,中国也有了属于自己的成功故事。
早在2019年5G商用之初,工信部就明确指示:要合力打造开放共赢的5G产业生态,着力形成共商、共建、共享的国际合作新局面,包括华为、中兴、诺基亚贝尔、爱立信、高通等在内的全球领先厂商均积极参与到中国的5G建设中来,为国内的5G部署和发展做出了非凡贡献。
5G手机最先普及
在5G发展第一阶段,作为距离消费者最近的智能终端,5G手机当仁不让成为5G商业化的先行军。与前几代移动通信技术不同,5G时代网络和终端同步成熟,全球终端手机厂商纷纷摩拳擦掌,积极拥抱5G机遇,期待尽快推出第一批5G手机。
5G终端发展,芯片是关键驱动力。进入5G时代,芯片门槛再度抬升,独立芯片厂商只剩下高通、联发科、紫光展锐三大主流玩家,以及三星、苹果等少数几家自研芯片的手机厂商。三年前,各大芯片厂商先后推出第一批面向5G商用市场的基带芯片:高通骁龙X50、英特尔的XMM 8160基带芯片,海思巴龙5000,联发科M70,三星Exynos 5100等等,为后来的5G终端产业繁荣奠定了基础。
其中,高通作为全球首家发布商用5G调制解调器及射频系统的公司,在2016年便发布了骁龙X50芯片,全面支持全球2G/3G/4G和5G多模网络5G的,并利用这一芯片与中国移动和中兴通讯完成了全球首个基于3GPP Release 15规范的端到端5G系统成功互通,极大推进了5G大规模商用化的进程,对于中国5G发展有着深远影响。而后,各大芯片厂商推出不同系列的5G芯片产品,三星、小米、OPPO、vivo等手机厂商借助先发优势纷纷推出覆盖各个层级的5G智能手机,不仅让国内用户率先用上5G,还将优质的5G手机产品及服务带到了海外市场。
据中国信通院的统计显示,2019年国内5G手机出货量1377万部;2020年全年,国内市场5G手机累计出货量1.63亿部、上市新机型累计218款,占比分别为52.9%和47.2%。2021年5G手机出货量达到2.66亿部,占总量的75.9%。
在5G发牌三年后的今天,全球5G智能手机销售渗透率已超过4G手机。一份来自 Counterpoint Research 的最新数据表明,采用5G技术的智能手机已占全球智能手机销售量的 51%。从地区来看,中国、北美和西欧是5G手机渗透率增长的最大推动力。中国品牌小米、OPPO 和 vivo 各占全球5G手机销量的约10%。
行业应用紧跟落地
当前,我国已进入以技术创新推动经济发展的新阶段。“十四五”规划纲要强调,必须坚持深化供给侧结构性改革,以创新驱动、高质量供给引领和创造新需求。作为新一轮科技和产业革命中的核心关键技术之一,5G的高速率、大连接、低时延特性,使得5G能够支持更为广泛的应用,因此在满足个人需求的基础上,从5G开始移动通信开始探索面向行业需求的应用空间。
与此同时,5G还将与物联网、大数据、云计算、人工智能等技术融合,不仅有可能形成一系列新业态,成为经济增长的新动能,还有可能为经济社会各领域赋能,带来经济形态乃至社会形态的革命性变化。据中国信通院预测,预计到2025年,5G可拉动电信运营商网络投资约1.2万亿元;累计直接带动经济总产出约10.1万亿元。
2021年7月,十部门印发的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》中,明确了要在诸多细分领域开展融合应用深化行动。在良好的政策体系的推动下,我国ICT与行业企业的联合5G应用探索取得了丰硕的成果。根据第四届“绽放杯”5G应用征集大赛的统计结果来看,我国5G应用项目超过1.2万个,覆盖了20多个行业领域,参与企业及单位近7000家,无论从覆盖的行业数、企业数、地域范围还是应用创新性、融合深度等方面均处于领先地位。
但与此同时,5G应用的发展对各行各业产业链上下游都提出了要求:需要产业链上下游多方主体广泛参与,共同应对这项既涉及IT、CT、OT深度融合。这就要求基础电信运营企业、设备制造企业、垂直行业、信息技术、互联网等产业各方要以高度主人翁意识积极“参赛”,加快跨领域的5G应用创新发展,通过打通产业链各环节,共筑良好产业生态。
在这一过程中,行业领先的厂商利用丰富的解决方案,不断推动5G行业应用落地。过去几年,高通连续发布了物联网案例集,覆盖众多行业及企业、应用类型丰富,携手众多中国厂商,基于领先解决方案在物联网领域取得的成功经验,同时逐步繁荣5G应用发展生态链。
面向行业赋能,爱立信、华为等厂商也有着不同的解决方案。据悉,华为在全球范围内已经超过了20个行业部署了5G的示范应用。换句话来说,就是有超过20个的行业都用上了华为的5G示范应用。据悉,其中有煤矿、工业制造行业等。
如今,我国5G行业应用仍处于初期阶段,未来仍有较长的路要走,而在这个过程中,还需要产业界共同推动。在5G 2B融合应用中,5G融合终端目前仍是困扰产业链的难点。要解决“碎片化”的难题,应对方式只能是“平台化”。底层技术厂商必须要具备支持包括5G、WiFi、蓝牙等多种连接技术的完整能力,满足行业用户高速可靠的连接体验;同时,针对截然不同的应用场景,“灵活性”也同样是必然选择,要能够满足不同地区、不同发展阶段的运营商的网络需求,既能通过毫米波和多载波聚合这样的技术支持Gbps应用,也能通过RedCap等技术支持中低速接入需求。考虑到垂直行业5G融合终端更新迭代速度较慢,软硬件松耦合的可升级架构也是必然选择,终端要支持软件升级新特性。
技术标准持续演进
作为新一代无线通信技术,5G要想充分发挥赋能效应,需要不断向前演进。5G部署的第一阶段(Release 15)专注于为智能手机提供全新的增强宽带体验,在Release 16、17及未来版本将变革更多行业和用例,例如工业物联网、汽车、增强现实等。
在此期间,全球众多无线通信技术公司、运营商、终端厂商等都在不断努力,加速全新5G技术在现有网络里进一步实现商用,并推动产业进步和技术演进。总体来说,Release 15为5G技术演进奠定了一个很好的框架,引入了对Sub-7GHz和毫米波的支持;Release 16引入对免许可频谱的支持,并新增了全新的直连通信和定位等功能。
今年刚刚完成功能性冻结的Release 17是针对前两个5G标准版本的持续推进。Rel-17支持的扩展特性之一是将毫米波频段扩展到了71GHz,Release 15中定义的毫米波频段实际上只能到52.6GHz,Release 17将毫米波频段从52.6GHz扩展到71GHz。Release17中还引入了很多重要的扩展特性,如面向较低复杂度物联网终端的“NR-Light”(即RedCap)、非地面通信(NTN)、增强的工业物联网、定位和V2X、扩展的直连通信功能等。
以Release 17中毫米波的持续扩展为例,毫米波是5G的重要组成部分,性能已经得到充分验证,商用网络和终端部署持续扩展。随着通信连接数的增多和对流量需求的增大,向毫米波频段扩展是频谱扩展方面非常重要的趋势,利用毫米波能够推动各类环境下的多样化连接体验,同时降低每比特成本。虽然低频段的覆盖比较好,但是大多数频段资源都已经被使用了,在低频资源紧张的情况下,向更高频段扩展是一个必要趋势。Release 17将频谱从52.6GHz扩展到了71GHz,同时Release 17还支持60GHz免许可频段。
目前,全球市场对于毫米波频谱和技术的测试和关注越来越多。在底层芯片层面,高通新一代调制解调器与射频系统骁龙X70可实现全球首个毫米波独立组网;MTK的首款毫米波芯片也刚刚问世。从网络设备角度来看,多家主流设备厂商相继完成了IMT-2020 (5G)推进组主导的技术试验,包括5G毫米波基站功能和外场性能测试等项目。今年4月,中兴通讯联合泰国AIS、高通技术公司宣布完成全球首个基于sub-6G和高频26GHz毫米波的5G高低频双连接测试(NR-DC)。前不久,爱立信也宣布完成了 IMT-2020 毫米波 OTA 性能测试。 在运营商层面,全球45个国家及地区的180家运营商正在投资5G毫米波。全球近200张毫米波网正在组建;除此之外,各国政府也给予毫米波极大的政策支持。可以看到,在全球移动通信产业参与者的共同推动下,毫米波生态和产业的成熟正在加速。