還看不懂什麼是 5G?從定義到各國電信商發展進度,都在這篇 5G 知識懶人包中

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本篇來自合作媒體 品玩 ,INSIDE 授權轉載。

當能保證消費者通過行動網路看高清直播的 4G 成為主流之後,擁有更高速率和更低延遲的 5G 網路成了業界的下一個引爆點。

不管是作為消費電子風向目標 CES 還是行動通訊盛宴 MWC 大會上, 5G 都是被智慧終端機廠商、晶片廠商反復提及的關鍵字。

但必須要承認的是,目前我們仍處於 5G 到來前準備的早期階段,如今甚至還沒有一款可以相容 5G 網路的手機面世。那麼作為消費者的我們,手機何時才能真正使用上 5G ,這是每個人都會想要問的問題。

5G 到底是什麼?誰在擁有 5G 的話語權?

什麼是 5G ?是網路制式?還是硬體晶片中的一部​​分?還是一個智慧互聯的橋樑?

其實現在並沒有一個準確的定義。但很明顯的是, 5G 將實現更高水準的性能和效率,提供高達數 Gbps 的峰值速率、超低延遲、巨大容量以及更加統一的使用者體驗,這是給到我們消費者的感覺,關於 5G 規範的最終細節仍由政府和網路電信公司共同決定。

就在 2017 年 3 月的第二周,3GPP(第 3 代合作夥伴計畫,幫助定義 5G 的標準化組織)就 5G 加速進度達成共識,最早將於 2019 年進行基於 3GPP 的大規模測試和部署,這無疑是一個重大消息。同年 12 月 21 日,推出 Release 15(5G 版本 15),根據 IMT-2020 規範, Release 15 包含 5G 非獨立(NSA)和新無線電(NR)技術,供運營商進行部署與計畫使用。

國際電信聯盟(ITU)的 IMT-2020 規範將成為 5G 的全球網路標準。到目前為止,商討預定的規範包括技術和使用者體驗資料速率,延遲,頻譜效率和頻寬要求等。但遺憾的是,目前尚未最終確定的 5G 獨立(SA)規範(版本 16),該規範將為下一代網路提供動力的後端技術。

而根據 IMT-2020 要求, 5G 的峰值資料傳輸速率預計可高達 20 Gbps,其中,下載速度為 20Gbps,上傳速度為 10Gbps,比 IMT-Advanced 4G 要求提高了 20 倍左右。然而,由於通路擁擠、基站距離等因素,我們可能會看到真實網路速度徘徊在 100 Mbps 以上,對比而言,正在使用的 4G 網路僅可以達到 10 Mbps。

除了網路傳輸速率的加快,延遲性低也是 5G 最大的優勢所在。根據高通官方說法:

5G 的延遲將大幅下降,以提供更即時的即時訪問:端到端延遲降低 10 倍至 1 毫秒。

而這個 1 毫秒資料是基於 ITU 願景中的 IMT-2020 要求,實際上,僅 4ms 的最大延遲才是真實使用中的數位。根據外媒 Androidauthority 的說法,4G LTE 網路在倫敦能達到 82 毫秒延遲,而美國平均值約為 61 毫秒, 5G 的延遲時間完勝 4G。

對於智慧硬體廠商而言,他們還希望 5G 能夠同時連接數千個低功耗物聯網(IoT)設備,並支援設備到設備(D2D)連接方式,以實現附近設備之間的低延遲連接。

既能在降低延遲的同時還可以達到更快的網路傳送速率,這將需要大量的多輸入多輸出(MIMO)天線系統,更多的載波頻寬和頻譜,以及很可能使用極高頻率的 mmWave(經常被稱為解決方案)頻譜。其中, 5G 最大的難點在於找到提高可用頻寬的頻譜。

由於我們大部分人都生活在高密度人流當中,例如商業街,多人的工作地點、居民樓,這些都或將成為你使用 5G 網路的實際環境,所以, 5G 與 4G 的融合是必不可少的一個步驟。等你真正體驗到 5G 的時候,不再由於“雙網通” 導致網路信號低,而全頻譜,高頻譜,即將成為 5G 最大的優勢。

而根據 3GPP 的說法, 5G 將支持從 1GHz 到 50GHz 左右的低頻,中頻和高頻頻譜。由於與 4G 擁有共同的頻譜,意味著下一代電信網路的轉變將是漸進式的, 5G 網路將結合使用 4G LTE 頻段、頻譜和逐漸更新技術來提高傳輸資料輸送量,換來更快的速度。我們將在很長一段時間內依賴已經完成的 4G LTE 網路進行工作與生活,

圖片來源:Androidauthority

值得注意的是,國際電信聯盟(ITU)仍在就更多技術、推向市場方面進行討論中,並計畫在未來幾年發佈更多報告和詳細資料。IMT-2020 標準的基本頻譜安排和完整無線電規範計畫,預計要到 2019 年或 2020 年才可以看到,在此之前,我們將無法完全回答關於 5G 網路的諸多問題。

除了以上提到正常授權的 5G 頻譜,未許可的頻譜及共用頻譜的開放,將會為 5G 網路建磚加瓦。未許可的頻譜,英文為 Unlicensed Spectrum,通過非許可頻譜來建置自有的電信網路服務,讓中小型網通業者使用,這其實是網路帶來的好處,比如長城寬頻就是一個典型例子。

在 4G 網路下,我們不一定要等到 2020 年左右出現 5G 技術,才可以開始看到未經許可的頻譜帶來的好處。目前,智慧手機處理器晶片套件中已經增加了對 LTE-U(5G 網路下的未授權頻譜)的支持,LTE-U 由高通及其合作夥伴牽頭。在美國,T-Mobile 已經建立了自己的 LTE-U 服務,包括華盛頓州等,而高通也在現有的 X12、X16、X50 數據機中支持 LTE-U。

未來的 5G 技術在不斷更新與發展中,目前仍有很多未知的因素,需不斷探索中得到最終的確定。

手機廠商之間的 5G 網路未來

對於搭載 5G 網路的新機,每家手機廠商都在等著晶片廠商給到的時間表,就目前而言,或將在 2019 年才會推出第一款真正的 5G 手機。華為表示它的 5G 手機時間是在 2019 年的第三季度,非常有可能是 mate 系列新機。在此之前,中興也曾宣佈在 2019 年實現 5G 的落地計畫。

對於 Apple 下一代搭載 5G 的 iPhone,根據 9to5mac 消息,很有可能是在 2020 年推出,由於蘋果在與高通就專利費中存在爭論中,對此,蘋果已經與英特爾達成合作,降低高通公司在 iPhone 數據機方面的供應鏈訂單份額。另外蘋果也在考慮將聯發科技作為第二供應商,所以,很有可能在配備 5G 網路的 iPhone 上,內含聯發科的數據機。

與此同時,據該消息稱,聯發科已進入蘋果的 HomePod 供應鏈,將為 HomePod 製作定制的 WiFi 晶片,或會在蘋果智慧設備中添加 5G 網路的支援。而三星,暫時未公佈關於搭載 5G 網路的新機消息。

全球 5G 網路時間計畫及拍賣說明

5G 網路時間計畫至關重要,預計,成熟的 5G 商用或將會在 2020 年之後到來,而目前,各​​家運營商與基站管理商都在做 5G 的調試工作,包括美國、中國、韓國、日本、歐洲等國家與地區。

美國:

目前,美國運營商已經承諾儘快啟動和運行 5G 網路,預計美國將成為首批實現 5G 全商用的國家(地區)之一。其中,美國電信運營商 Verizon 表示, 5G 將於 2018 年晚些時候通過固定寬頻服務進入家庭,但手機網路需要等待晶片廠商的時間表。而運營商 T-Mobile,今年將在 30 個州(市)推出了 5G 套餐計畫,而 Sprint 正在為六個城市部署自己的 MIMO 天線。AT&T 已經在 100 多個州(市)推出了 5G Evolution 技術。

圖片來源:Fortune

我們需要知道這樣一個觀點,運營商擁有 5G 技術不一定真正許可的 5G 網路,因為頻譜需要經過拍賣才可以決定自家 5G 網路的支援。2016 年,聯邦通信委員會投票決定釋放 24GHz 以上的無線頻段,用於 5G 無線技術的商業部署。提供的頻率涵蓋 28GHz,37GHz,39GHz 和 64-71GHz 頻段,涵蓋許可和未許可頻譜。其中,T-Mobile 通過投票方式已經獲得其高頻無線電波的所有權。

亞洲:

中國正迅速成長為全球最大的行動網路公司聚集地,而且,我們也很有可能成為全球首個使用 5G 網路的國家之一。在本屆 MWCS 上,中國行動的相關負責人表示,目前行動已經在多個城市展開規模化實驗,在 2018 年以內就將建成超過 100 座 5G 基站,到 2019 年內,將建成 1000 座 5G 基站。在今年底,中國行動就將面向行業客戶開展 5G 測試,不過正式商用可能需要等到 2020 年。其他兩大運營商(中國聯通、中國電信)對展開 5G 的步調也十分一致,都一起確定了將在 2020 年實現 5G 正式商用。

多年來,日本一直在試驗其 5G 網路的商用化。2017 年 6 月,中興通訊與日本運營商 SoftBank 簽署了一項協議,在東京的大都市區進行 6Ghz 以下的 5G 試驗。而日本電信公司 NTT DoCoMo 也從 2016 年開始一直在測試 5G 技術,諾基亞和 NTT DoCoMo 之間已經簽署協議,已經承諾由諾基亞提供部分技術支援。具體如何正式商用 5G 網路,仍需要等待一段時間才可以公佈更多資訊。

韓國在平昌冬奧會期間,電信公司 KT 計畫在 2019 年 3 月之前推出其商用 5G 網路,並將與

圖片來源: ITU

SK Telecom,KT 和 LG U+ 一起分享基礎設施成本,以便加快部署。除此以外,東南亞國家可能需要更多基站的支援才可以實現  5G 網路的到來。

歐洲:

由於缺乏監管和低投資,歐洲在首次 5G 試驗時比世界其他地方慢得多。華為 5G 基站剛剛獲得歐洲認證,對於如何正式商用計畫,仍然遙遙無期。

直到 2023 年或之後, 5G 才會全面展開,而運營商也會對更多消費者展開 SIM 卡套餐等網路計畫。而根據愛立信的資料顯示,估計到那個時候,會有幾乎一半的消費者將擁有 5G 網路。

圖片來源:愛立信

我們要確信: 5G 將是未來

提升目前的行動寬頻服務,支援海量終端和服務,以及連接新的行業,這是 5G 的使命;讓未來的物聯網技術得到充分的體驗,這才是 5G 的未來。

到 2035 年, 5G 或將在全球創造 12.3 萬億美元經濟產出,而全球 5G 價值鏈將創造 3.5 萬億美元產出,同時創造 2200 萬個工作崗位。 5G 價值鏈平均每年將投入 2000 億美元,來支持全球 GDP 的長期可持續增長。

在可預見的時期內,4G LTE 仍然是全球行動網路的技術要角。但我們要確信, 5G 將是下一個網路技術革命的未來,也是我們消費者們期待已久的新行動網路。

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