2019 年全球行動(dòng)用戶中,超過(guò)三分之一使用 4G 技術(shù),5G 占整體比重不到 3%,代表 5G 要走向主流采用,還有一段路要走,然 5G 可使人、物通訊改變,未來(lái)將足以影響通訊及其他產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
2020 年將迎來(lái) 5G 應(yīng)用落地,各營(yíng)運(yùn)商積極爭(zhēng)相投入網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,以迎接下一波 5G 商機(jī)。
2020 年 3GPP Release 16 標(biāo)準(zhǔn)將釋出
隨著 Rel-15 5G 第一版標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),5G 產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)將進(jìn)入 2020 年商用沖刺階段,除了配合國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)定義的 5G 場(chǎng)景和需求外,技術(shù)上仍存在一定挑戰(zhàn),其中在網(wǎng)絡(luò)能力上需進(jìn)一步提升。
初期規(guī)劃 Release 16 制定時(shí)間落在 2019 年 12 月完成,2020 年 3 月凍結(jié) ANS.1,在考慮 Release 16 增強(qiáng)技術(shù)議題較多下,討論工作繁重,因此于 2018 年 12 月 3GPP 第 82 次會(huì)中,3GPP 對(duì) Release 16 時(shí)間計(jì)劃進(jìn)行遞延,RAN1 在 2019 年 12 月完成功能凍結(jié),RAN2 在 2020 年 3 月完成功能,原則上 Release 16 于 2020 年 6 月完成 ANS.1。
綜觀各國(guó)的 5G 進(jìn)展,自 2018 年底起已有超過(guò) 35 個(gè)國(guó)家和地區(qū)部署 5G 網(wǎng)絡(luò),南韓和美國(guó)于 2019 年 4 月推出 5G 服務(wù),瑞士則為歐洲國(guó)家擁有數(shù)量最多的 5G 網(wǎng)絡(luò)部署。至 2019 年 7 月中國(guó)已建置達(dá) 35 萬(wàn)個(gè) 5G 基地臺(tái)(開通 5G 基地臺(tái) 8 萬(wàn)個(gè)),并計(jì)劃至 2023 年投資 4,000 億美元于 5G 技術(shù)開發(fā),2019 年 11 月中國(guó)三大電信營(yíng)運(yùn)推出 5G 服務(wù),并于 2019 年底前提供「攜號(hào)轉(zhuǎn)網(wǎng)」服務(wù),這對(duì)用戶來(lái)說(shuō),有助于提升其自由選擇權(quán),選擇資費(fèi)最低的營(yíng)運(yùn)商。
各國(guó) 5G 共建與 5G 專網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)況探討
5G 共建
5G 網(wǎng)絡(luò)基地臺(tái)建置成本高,且 4G 和 5G 網(wǎng)絡(luò)會(huì)并存一段時(shí)間,透過(guò)合作可有效和快速建置 5G 網(wǎng)絡(luò)并提升服務(wù)能力。因 5G 設(shè)備穿透力較差,布建密度相對(duì)較高等技術(shù)特性,5G 基地臺(tái)需求數(shù)量為 4G 的 4 到 5 倍,營(yíng)運(yùn)商透過(guò)「共網(wǎng)、共建、共頻」方式,可讓 5G 應(yīng)用更為彈性,同時(shí)避免 5G 基地臺(tái)重復(fù)投資。
例如,2019 年 9 月中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通宣布簽署「5G 網(wǎng)絡(luò)共建共享框架合作協(xié)議書」,未來(lái)在區(qū)域內(nèi)合作共建 5G 接取網(wǎng)絡(luò),采取共建、共享與共網(wǎng)(接取網(wǎng))方式,而核心網(wǎng)則各自建設(shè)及 5G 頻率資源共享,并不可不當(dāng)損害另一方利益。
歐盟亦積極促進(jìn) 5G 基礎(chǔ)設(shè)施共享,例如西班牙 Vodafone、Orange 共享固定與行動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施;英國(guó) Vodafone 則與 Telefonica UK(O2)建立共享基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)系,透過(guò) Cornerstone Telecommunications Infrastructure Limited (CTIL)合資企業(yè)管理,持續(xù)擴(kuò)展 5G 無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)(Radio Network Sites),有效解決室內(nèi)環(huán)境的覆蓋需求網(wǎng)絡(luò)密集化,導(dǎo)致無(wú)法獲取基地臺(tái)站點(diǎn)的問(wèn)題。南韓 SK Telecom 和 KT 提高 5G 合作可用性,藉由 SK、KT LG Uplus 和 SK Broadband 分擔(dān)部署成本,預(yù)估 10 年內(nèi)節(jié)省近 10 億美元支出。
此外,全球各市場(chǎng)需求與政策支援發(fā)展不同,鐵塔(tower)設(shè)施營(yíng)運(yùn)模式亦不盡相同。以中國(guó)鐵塔為例,其積極促進(jìn)電信基礎(chǔ)設(shè)施資源分享,落實(shí)網(wǎng)絡(luò)提升策略,透過(guò)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通與中國(guó)電信三大營(yíng)運(yùn)商出資設(shè)立大型通信鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)企業(yè)。因中國(guó)鐵塔在通訊基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域具有壟斷地位,未來(lái)在 5G 技術(shù)普及下,共享業(yè)務(wù)模式將成為發(fā)展趨勢(shì)。
2019 年中國(guó) 5G 牌照發(fā)放后,為滿足 5G 規(guī)模部署,中國(guó)鐵塔積極統(tǒng)籌電信營(yíng)運(yùn)商 5G 建置需求,目前已有 197 萬(wàn)站址資源和站址分享建置,除了可降低建置成本外,亦可使 5G 網(wǎng)絡(luò)快速部署。
5G 專網(wǎng)
5G 針對(duì)專用網(wǎng)絡(luò)頻譜分配提供多種選擇,例如從特定地區(qū)的電信營(yíng)運(yùn)商(MNO)取得授權(quán)頻譜、使用同步和異步共享免授權(quán)頻譜,即允許企業(yè)定義自己網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作,允許敏感專有數(shù)據(jù)保持在本地(Local),不與公共網(wǎng)絡(luò)互通,其優(yōu)勢(shì)包括低延遲和精確實(shí)時(shí)性要求。
部分國(guó)家在 5G 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)初期即考慮采用專網(wǎng)架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)無(wú)需依靠外部網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立專網(wǎng),而關(guān)鍵技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)切片(Network Slicing)能建置多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò),并針對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)切片的服務(wù)和流量進(jìn)行定制和優(yōu)化,亦即在專網(wǎng)上針對(duì)不同用戶需求和用途提供不同網(wǎng)絡(luò),使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作最佳化。
其中,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)整合許多異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),包括無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、行動(dòng)通訊網(wǎng)路(3G、4G (LTE)、5G)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)等,透過(guò)安裝傳感器予以監(jiān)控工廠環(huán)境,在設(shè)備問(wèn)題發(fā)生前,以系統(tǒng)性方法找出問(wèn)題并預(yù)防其發(fā)生,在最終產(chǎn)品上進(jìn)行質(zhì)量控制和定制生產(chǎn),另外結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人使用,以更多數(shù)據(jù)建置周圍移動(dòng)貨物和設(shè)備,并采用分流式傳輸提升在虛擬環(huán)境中的工作表現(xiàn)。
日本總務(wù)省規(guī)劃于 2020 年中完成 5G 專網(wǎng)頻譜整套制度化及規(guī)范作業(yè)(以不影響整體行動(dòng)通訊效率為前提,日本頻譜執(zhí)照主要為審配制度),目標(biāo)是透過(guò) 5G 專網(wǎng)頻譜開放,協(xié)助非電信營(yíng)運(yùn)商的垂直產(chǎn)業(yè)或需使用專網(wǎng)場(chǎng)域者(包括研究設(shè)施、機(jī)場(chǎng)、工廠、園區(qū)和體育館等),透過(guò)取得頻譜資源整合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn) 5G 跨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用,以創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2019 年德國(guó)汽車、機(jī)械設(shè)備制造及電工器材等工業(yè)協(xié)會(huì),共同要求德國(guó)監(jiān)理機(jī)關(guān)分配頻譜給企業(yè)專網(wǎng)使用,其中 Volkswagen、Siemens、Bosch、BASF 與 ABB 等廠商提出運(yùn)行在自建 5G 專網(wǎng)的需求,為此德國(guó)監(jiān)理機(jī)關(guān)預(yù)計(jì)開放 3.7~3.8GMHz(共 100MHz 頻寬)的 5G 專網(wǎng)頻譜申請(qǐng),帶動(dòng)新創(chuàng)廠商與垂直應(yīng)用產(chǎn)業(yè)廠商能部署 5G 企業(yè)專網(wǎng)。
目前 Volkswagen 計(jì)劃于 2020 年在德國(guó) 122 家工廠開始建置 5G 專用網(wǎng)絡(luò),并采用亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS),合作開發(fā)工業(yè)云(Industrial Cloud),將集團(tuán)內(nèi)所有工廠機(jī)器和系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合,以優(yōu)化生產(chǎn)流程并提高生產(chǎn)力,未來(lái)陸續(xù)連結(jié)至全球供應(yīng)鏈。Siemens 和 Bosch 已選定工廠內(nèi)安裝 5G 測(cè)試網(wǎng)絡(luò),預(yù)計(jì)在 BNetzA 測(cè)試頻譜中執(zhí)行(使用 3.7~3.8GHz 頻譜);Airbus 和 BASF 則尋求工廠中蜂巢式網(wǎng)絡(luò)(Cellular Network)的可行性。
法國(guó)則有不同考量,政府認(rèn)為企業(yè)界尚未表達(dá)對(duì) 5G 專用頻譜明確需求,監(jiān)管機(jī)關(guān)現(xiàn)階段并無(wú)計(jì)劃為企業(yè)預(yù)留 5G 專用頻譜,并擔(dān)心開放 5G 專用頻譜后,在太多參與者間劃分頻譜,將造成管理問(wèn)題,甚至干擾及影響營(yíng)運(yùn)商公網(wǎng)頻譜的運(yùn)作。不過(guò)若未來(lái)營(yíng)運(yùn)商無(wú)法達(dá)到企業(yè)需求,而產(chǎn)業(yè)界亦表達(dá)想擁有自有 5G 專用頻譜的意愿,法國(guó)政府不排除規(guī)劃專用頻譜,以作為企業(yè)自建 5G 專網(wǎng)之用。
英國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu) Ofcom 則研擬企業(yè)專網(wǎng)需求,于 2019 年 6 月提議提供 5G 的 3.8~4.2GHz 頻段用于本地專網(wǎng),規(guī)劃給想自建 5G 網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)申請(qǐng),其費(fèi)用將以成本為基礎(chǔ),支付 Ofcom 管理許可流程費(fèi);此外,Ofcom 亦考慮對(duì) 1800~2300MHz 頻譜部分采用類似許可條件。
毫米波技術(shù)在 5G 發(fā)展中極為關(guān)鍵,由于毫米波特性有利于 5G 技術(shù)發(fā)展,而歐洲地區(qū)已統(tǒng)一 26GHz 用于毫米波最高優(yōu)先級(jí)頻段,成為公共 5G 先鋒,亦開放共享接取,Ofcom 強(qiáng)調(diào)將針對(duì)工業(yè)用戶的 5G 室內(nèi)應(yīng)用,并持續(xù)盤點(diǎn) 800MHz、900MHz、1400MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz、2600MHz 和 3.4GHz 頻段的空閑頻譜。
目前已獲得許可的頻譜只能在偏遠(yuǎn)地區(qū)中重新分配給專用網(wǎng)絡(luò),此地區(qū)包括農(nóng)村地區(qū)和獨(dú)立工業(yè)場(chǎng)所如礦山和海上作業(yè)等等,該部署可支援專用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,但不能影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。
Ofcom 依 40MHz 頻率收取每年約 320 英鎊許可費(fèi),每 10MHz 為 80 英鎊(計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為 1800MHz 頻段以外),1800MHz 則為 2×3.3MHz 價(jià)格 80 英鎊,使用期限為 3 年,若不使用可在 1 個(gè)月通知后撤銷。至于新用 3.8~4.2GHz 許可證需求尚不確定,未來(lái)將進(jìn)行審查和更改。
結(jié)語(yǔ):
總結(jié)而言,每個(gè)國(guó)家基于制度及產(chǎn)業(yè)特性不同,對(duì)企業(yè)專網(wǎng)規(guī)劃亦有不同考量,然在市場(chǎng)利益導(dǎo)向下,催生出過(guò)去未見的應(yīng)用,成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵,若垂直產(chǎn)業(yè)擁有頻譜可自行打造專網(wǎng),便能創(chuàng)造新商機(jī);然而,專網(wǎng)頻譜授權(quán)方式與運(yùn)行模式,可能影響到電信業(yè)與垂直產(chǎn)業(yè)之生態(tài)發(fā)展。
企業(yè)自建 5G 專網(wǎng)的主要考量在于無(wú)法全然信任電信商能提供完善數(shù)據(jù)信息安全與網(wǎng)絡(luò)可靠性,與更客制化的營(yíng)運(yùn)需求,以及避免工業(yè)資安攻擊等。因此電信營(yíng)運(yùn)商能否滿足企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)自主管理和數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn),讓企業(yè)對(duì)安全放心,是在考量企業(yè)取得頻譜和自建 5G 專網(wǎng)同時(shí)應(yīng)解決的議題。
不過(guò)在網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)上,電信商對(duì)建設(shè)、維運(yùn)、資安與備援等仍有優(yōu)勢(shì),除了針對(duì)共網(wǎng)和共頻等企業(yè)專網(wǎng)提出合作模式外,一切需求可回歸市場(chǎng)機(jī)制,以供需平衡來(lái)決定價(jià)格。