智能通讯 - 5G 技术发展超乎预期



2018年10月26日

「行动性」是推动第五代行动网络 (5G 技术) 发展的众多要素之一。5G 崭新的技术特性颠覆过往传统，因此成功带动了创新应用和商业模式的崛起。尽管 5G 在许多层面上是由现有行动网络演化而来，却无疑掀起一波革命浪潮。


■ 作者 Gerhard Kafka

5G目前已走出实验室环境，世界各地相继投入现场测试阶段。由于标准规范尚未制定完全，大多数测试仍以预标准技术为基础。最终标准预计在 2020 年才会敲定。另一项阻碍发展进度的因素则是缺少专用频率范围，包括全新的频段。全球一致适用的频率分配标准可望在 2019 年世界无线电会议 (WRC-19) 上定案。5G预计采用的80GHz 新频率大部分属于较高频段，因此可以提供更高的传输速率。最初的一项试验称为「5G 柏林计划」(5G Berlin initiative)，是由弗劳恩霍夫研究机构 (Fraunhofer Institutes) 底下的两间研究所在 2014 年初时所发起，其分别是通讯技术研究所 (HHI) 和开放通讯系统研究所 (FOKUS)。自此之后，5G 柏林计划的核心和存取基础架构便不断升级，现座落在柏林市中心的夏洛特堡 (Charlottenburg)。与其他计划相比，这项计划不仅打造出满足科学与实验用途的测试平台，亦因柏林特有的都市基础架构设计而开创独特卖点。这个测试平台成功带来以下各种可能性：




天眼行动 (Eye in the sky)：SKYSHIP 平台能够远程操控无人机和机器人，在灾难发生后搜救幸存者。


• 涵盖都市、郊区和乡村等各种测试场景
• 允许不同使用者群从商务、客户和科学角度进行评估全球政商界的访客与重要活动皆可提高影响力及知名度
• 透过区域经济发展政策和旅游业创造乘数效果


经过两年成效非凡的会议后，第三届 #Berlin5GWeek 大会在 2018 年 11 月再度拉开帷幕，以更多 5G 应用案例为题进行讨论。
一般而言，5G 应用案例可按照下列四大方面来区分：



扩大覆盖范围：从文德尔施泰因山 (Wendelstein) 发射站同时传播电视讯号与测试无线电波，
进一步测试大型和小型基地台的 5G 传输速度。(图片来源：Gerhard Wenzel)


• 增强型行动宽带 (eMBB)：
  旨在满足多媒体内容等以人为出发点的使用案例需求，其数据传输速率高达 20 Gbps，且延迟时间不超过 4 毫秒。
  5G Today 研究项目为测试这项技术，目前已在上巴伐利亚搭建了一个 5G 无线电波试验场。在德国广播技术研究所 (IRT) 的
  带领下，项目合作伙伴凯仕林公司(Kathrein Werke Kg)、罗德史瓦兹公司(Rohde & Schwarz GmbH & Co Kg)、巴伐利亚广播
  公司 (Bayerischer Rundfunk) 与西班牙电信德国分公司(Telefonica Germany GmbH & Co OHG)开始调查进阶发展的多媒体广播
  多播服务 (FeMBMS) 广播模式下的大规模电视频道传输速度。一旦大型传输基地台与小型传输基地台共同运作，就能覆盖相当
  广泛的范围。为此，该项目研究人员会从文德尔施泰因山发射站同步传播电视讯号与 56 频道的测试无线电波，并在 2018 年底
  从慕尼黑的其他巴伐利亚广播公司 (BR) 发射站进行广播。

• 大规模机器型通讯 (mMTC)：
  适合温度传感器等物联网 (IoT) 使用案例，这类应用需要连接大量装置，而这些装置通常用来传输少量的非延迟敏感型数据。
  这项技术要求装置的电池寿命长达十年。

• 超可靠低延迟通讯 (URLLC)：
  这类使用案例 (如自动驾驶车辆) 对传输量、延迟和可用性的要求相当严格；使用者平面延迟时间需低于 0.5 毫秒。

• 无线存取 (WA)：
  预计达 20 Gbps 的高数据传输速率使业者得以将 5G 定位成可替代铜缆、电缆与光纤的存取技术。
  2018 年7月时，韩国电信公司 (KT) 推出 SKYSHIP 平台服务。SKYSHIP 平台会透过专用飞机和行动通讯中心来远程操控无人机
  与机器人，以便在灾难发生后搜救幸存者。地面上的搜救人员还可配戴扩增实境 (AR) 眼镜，直接联络附近医院的医生，协助提供
  紧急治疗。



5G 技术：蕴藏无限可能

5G 能为每个产业开拓新商机，其高达 20 Gbps 的网络速度与不超过 1 毫秒的超低延迟时间完美结合，因而成为大量创新宽带应用背后的重要推手。众多产业都能藉由 5G 平台进一步蓬勃发展，其中包括 IoT、自驾车、广播、智能城市、娱乐、医疗与制造等应用。5G 可连结未来工厂里的设备，有助于打造灵活的自动化生产系统。该技术支持节能基础架构，可有效减少资源消耗。另外，其亦可利用沉浸式扩增与虚拟现实技术来改变业务流程。

目前，我们可以预见 5G 能为各种产业带来实现这类创新转型的机遇。



Intel 公司通讯政策部全球执行总监 Jayne Stancavage

随着 5G 技术问世，越来越多安全应用与业务关键应用会经由无线网络运作。为支持这些应用，新兴网络在服务质量、容量、传输量和延迟方面应持续稳定且可预测，以实现远超现今网络能力的效果。



推动新标准

5G 时代来临，自驾交通工具在路上、铁路上和空中穿梭的场景不再是梦想。其中一项旗舰计划便是在慕尼黑和纽伦堡间的 A9 高速公路上建置一个试验场。连网车辆需具备强大的通讯能力，因此针对 5G 所拟定的新标准将奠定连网车辆标准的基础。国际电信联盟 (ITU) 正致力推动此发展。2018 年 7 月 4 日，奥迪 (Audi)、杜卡迪 (Ducati)、爱立信 (Ericsson)、高通 (Qualcomm)、SWARCO 交通系统公司和西泽劳顿工业大学 (Technical University of Kaiserslautern) 携手展示欧洲第一个蜂巢式车联网通讯 (C-V2X) 技术应用，该技术能让摩托车、其他车辆与路边基础架构彼此直接通讯。去年，这些公司共同成立了「连接未来万物的连网汽车」(ConVeX) 联盟。


遥望前景：欧盟对 5G 技术在数字医疗、娱乐和智能车辆等领域的发展寄予厚望。

现场展示的 Audi Q7、Audi A4 道路车辆，以及 Ducati Multistrada 1200 Enduro 摩托车均搭载了 C-V2X 技术。除了示范摩托车与汽车共享相同路面空间时可能出现的常见情况外，现场亦展示了利用 C-V2X 技术改善交通安全的方法。一项名为 ConVeX 的计划目前正在开发相关 C-V2X 技术，可望在 2019 年投入商业用途。C-V2X 具备的安全优势能帮助保障人身安全。C-V2X 技术受到全球汽车及电信生态系统领域的广泛支持，包括快速成长的 5G 汽车联盟 (5GAA) 在内，该联盟是由奥迪、爱立信和高通共同创立。



5G 现身奥运

在 2018 年 2 月举办的平昌冬季奥运期间，韩国领先全球推出迄今为止规模最大的 5G 网络。韩国电信公司 (KT) 与技术合作伙伴英特尔 (负责提供 5G 平台) 和三星 (负责提供装置) 研发出特别的「平昌 5G 技术规格」，并带来一系列身历其境的 5G 现场体验，例如：

• 在奥运溜冰场周围安装 100 台摄影机，从各个角度拍摄场上选手实时赛况，然后传送至附近的边缘服务器。
  另一个称为「连网看台」(Connected Pavilion) 的辅助时间分割技术展示，则让参赛者得以享受江陵冰上运动场的虚拟现实秀。

• 最受 10 万多名 5G 连网访客欢迎的项目是「Teleport」，这个 3D 影像能让观众有如置身滑雪赛道上，体验纵身一跃到未来世界
  的感受。

• 越野滑雪赛场则在各个角落安装多台 5G 连网摄影机。透过 GPS 传感器，全景视角和多角度转播技术使观众能掌握赛道上某位
  选手的情况。

2020 年东京奥运时，观众不仅能亲眼看见 5G 连网车辆和智能型手机的革新趋势，还能看见自动配送无人机与智能城市等相关应用。东京奥运会场预计进一步展示新一代智能城市应用，而 5G 正是将这些创新功能化为实际的基础技术。



连网行动性：慕尼黑和纽伦堡间的 A9 高速公路是德国自动驾驶旗舰计划的试验场。



率先发表第一套服务方案

芬兰网络业者 Elisa 在 5G 网络方面居于领先地位。该 5G 领导先驱与华为 (Huawei) 合作，成功建构世上第一个符合 5G 网络标准的网络架构。2018 年 2 月，双方在赫尔辛基帕西拉首次对 3.5 GHz 频段下的 5G 网络展开测试，整个过程是在一辆行驶中的汽车内进行，期间同时配备两部 5G 终端装置。在这个测试中，汽车需要从位于帕西拉东部的 Elisa 总部行驶到铁轨另一头的帕西拉西部。根据测试记录，该网络和华为未上市终端装置间的数据传输速度可达 1 Gbps。2018 年 6 月，Elisa 成为全球第一个正式开通商用 5G 网络的业者，并开始推出 5G 资费方案。第一个使用 5G 网络的用户是芬兰运输和通讯部长 Anne Berner，她利用该网络打了一通视讯电话给爱沙尼亚经济事务和基础架构部长 Kadri Simson。



车侧盲点辅助系统：自动化车辆可提高安全性并提供舒适的驾驶体验，且行车也能更有效率。


5G 是推动数字化的重要助力，其将可满足各种工业、商业和政府部门特定使用者群对未来无线通信技术的需求。使用 5G 进行快速且可靠的机器对机器 (M2M) 通讯能协助开发全新的应用，以期符合工业机器人、自动化系统与远程医疗保健等领域的要求。

考虑 5G 和其他未来行动技术的潜在影响尤为重要，如此才能为智能运输系统提供所需的高质量服务。芬兰通讯传播管理局已经核发 30 多张许可证给相关 5G 网络测试计划，其中执行计划的单位不乏来自全球主要电信厂商的代表，以及中小型企业、网络业者、公务机关、大学与研究机构。诺基亚 (Nokia) 便是这个测试环境中最活跃的厂商之一。








▲回頁首