即将迎来5G无线网络的黄金时代

无线广域网发展的下一步–5G网络。它将完成蜂窝网络从有线增强到有线替换的演进,并在战略上从移动优先到只移动。因此,现在开始最基本规划来了解5G将如何适应各种规模、行业和使命的企业,并使其IT计划受益,这还为时不晚。

5G自然会为终端用户提供额外的吞吐量、容量和其他元素,以解决地理可用性、用户群、用户设备范围,容量需求和应用要求的持续和显着增长,但也会使服务提供商能够受益于新的机遇在总体战略,服务和扩大市场的存在。

本文探讨了5G背后的技术和市场驱动因素,重点介绍了5G对企业和组织IT的意义。

虽然今天5G仍然是一个不精确的术语,但所需进展的关键目标已经变得清晰。这些如下:

5G速度

与Wi-Fi的情况一样,蜂窝网络的主要进步首先由新的上限吞吐量数量来定义。这里5G的神奇数字实际上是1Gbps,有些人提到其数字高达10Gbps。然而,正如Wi-Fi,重要的是要考虑整体的单个电池和系统范围的容量。因此,我们认为,每用户50 Mbps的吞吐量更为合理,在未来五年内在某些部署中实现高达300 Mbps的峰值吞吐量。达到更高吞吐量的可能性超出了我们的计划范围,但这是可能的。

降低延迟

然而,或许比吞吐量更重要的是减少每个数据包的往返时间。降低延迟对于语音非常重要。在5G实施过程中,语音、视频以及在提高整体容量方面,几乎肯定都是全IP的。5G的无线延迟目标小于10毫秒,在某些定义的服务类别中可能达到1毫秒。

5G网络管理和OSS

运营商总是在寻求降低开销和运营成本的方法,因此系统管理和运营支持系统(OSS)的增强都是预期的。它们可以提高可靠性、可用性、可维护性、弹性、一致性、分析能力和运营效率。但是,在大多数情况下,这些优势对最终用户来说是透明的。

移动性和5G技术

支持高速的用户移动性,最高可达每小时数百公里,从而为所有运输方式的用户提供服务。然而,监管和情境相关的限制 – 尤其是对飞机的限制——仍将适用。

提高安全性

由于安全性仍然是IT领域的一个方面,因此需要增强加密、身份验证和隐私。看到身份管理(IDM)解决方案与目前许多企业中少数运营商提供的解决方案一致,也就不足为奇了。当前的IDM供应商可能对将其能力扩展到企业购买的5G服务更有兴趣。

5G频谱

预计在30GHz以上的所谓毫米波频段中,将至少在一些5G部署中提供服务。世界上许多地方都有这种频率的授权频谱和未授权频谱。毫米波频率通常适用于小型单元,因为它们需要更小或更不突出的天线,并且固有的信号方向性可以使频谱效率倍增。

毫米波的核心缺点是对传统的较大单元的适用性较差(例如,建筑物)、穿透性较差,但是这在频率重用方面也是有利的。无论如何,考虑到5G开发和部署的合理的吞吐量和容量目标,需要更多的频谱 – 即使能够聚合较小的频谱块,现有的频谱分配也是不够的。

启用新技术

我们期望看到更高阶的MIMO实现,有时被描述为“大规模”的实现,例如16-64个流,更积极的调制和信道编码,更高的功率利用效率以及相关的进展。当前在网络中工作的趋势,包括SDN和NFV,也将在5G中得到应用,许多基础设施将在基于云的服务中实现。

5G可能不需要在芯片或制造技术方面取得重大进展,并且设备功耗可能会受益于更有限的地理范围,即使更高的时钟速率在这里造成的损失也很小。尽管如此,在技术和可行性分析以及成本方面仍然有很多工作要做,但我们没有看到任何阻碍。没有产生另一个提供营销宣传的WiMAX的危险,没有明显的优势,而且整体技术风险水平很低。也许最大的挑战是进度延误,因为所需的系统工程的复杂性需要比许多人期望的更多的时间。

5G和物联网

作为有线替代品的5G,必须支持各类流量和各种可能的设备,从广播质量的视频分发到遥测、植入式医疗设备、增强和虚拟现实,以及先进的交互和图形 – 而不仅仅是游戏。该清单还包括联网和自动驾驶汽车、无人机、公共安全、建筑和市政自动化/监控/控制以及救灾。包括具有移动单元的可重定位基础设施,并支持动态无线网格划分。此外,机器人和物联网设备还可以容忍有限的数据吞吐量和高度可变的延迟。我们预计,在未来10年左右的时间里,5G设备的部署规模将达到数百亿部,因此,挑战和需求的规模都是显而易见的。

行业增长

最后,基础设施和用户设备的运营商、运营商和设备供应商,只需要不时地部署具有可量化的最终用户可见收益的新技术,以便继续发展他们的业务。仅靠新的用户单元无法实现这一目标。

简而言之,5G是一个商业机会,其设计和实施旨在提供我们期望从有线网络获得的所有通信功能和性能。考虑到上述所有要求,达到这一点并不容易、快速或廉价。

5G标准

3G是最后一个具有正式定义的标准,在这种情况下来自ITU,并指定高达2Mbps的吞吐量。4G的定义从未正式化,甚至有过法律上的斗争,普遍的共识是第三代合作伙伴计划(3GPP)规定的LTE和LTE-Advanced 作为适当的最低标准。3GPP是一个由主要组织和协会组成的行业标准组织,在全球范围内享有广泛的支持和尊重。自3G以来,该群体一直是界定手机行业本身的主导因素,并推动了蜂窝部署的其他关键进展,包括全IP核心、LTE、LTE-Advanced等等。

考虑到他们的整体领导地位,我们预计3GPP将从营销和运营的角度定义5G,到版本16出现时,可能在2019年下半年。国际电联通过其ITU-R内的IMT-2020计划是在这里工作也很努力,预计他们的工作将在2020年完成。奇怪的是,ETSI也在5G活跃,另外一个组织在辩论中扮演重要角色,下一代移动网络(NGMN)联盟,运营商贸易协会,类似于Wi-Fi联盟。他们的5G白皮书可能是迄今为止发布的5G最完整的愿景和工作定义。无论如何,显然需要对这种多种努力的工作进行一些协调。

5G与LTE

随着4G最终被无线电技术所定义,5G最终可能会以同样的方式。这里的下一代技术从LTE-Advanced Pro开始,有些人称之为4.5G,并且最初在3GPP Release 13中有详细说明。LTE Advanced Pro的进一步增强可能会在第15版发布,许多人目前称之为NR (new radio)。但实际上,尤其是从营销的角度来看,4G和5G之间的界限已经相当模糊。

组织IT经理和最终用户都会很快注意到“千兆LTE”的营销已经开始。虽然这一进展并不是严格意义上的5G,但由于千兆位数而将其推向市场。虽然我们确实预计某些终端用户可能偶尔会遇到高于100Mbps的吞吐量,但千兆位LTE无法提供满足此类级别常规服务预期所需的容量。不过,这些服务的命运最终取决于每家运营商的部署计划。

先进的广域无线电不是唯一的可能性; 包含在NR中的功能之一是与Wi-Fi互通。然而,我们可能会建议现代Wi-Fi-802.11ac和60GHz802.11ad 已经是5G技术,具有非常高的吞吐量,小型单元,以及除了OSS和许可频率操作之外的所有其他必要的5G属性。广域5G技术与Wi-Fi之间的硬切换可能成为未来的关键5G部署策略,尤其是增加室内覆盖范围和容量。我们还可能建议提供确定性关联(而不是允许客户端设备决定与哪个AP关联,何时漫游等)可能是Wi-Fi社区努力的一个有价值的领域。

5G的障碍

尽管在市场上,5G的成功几乎可以肯定,但仍存在许多问题。其中最重要的可能是频谱的可用性,足以确保实现5G的宽带承诺。正如我们在上面提到的,我们预计5G频谱的很大一部分,以及全球范围内,将在30GH以上的毫米波波段,几乎可以肯定包括60GHz和70-80GHz甚至更高频段的频谱。但是具体有多少特定频率可用,是政府法规的范畴,各国范围也有所不同。

此外,目前分配的频谱中有多少比例可以重新耕种或分配,以便与现有的生产系统共存,这也是一个悬而未决的问题。考虑到涉及的巨额资金,频谱拍卖的进一步应用也是5G商业模式开发人员所关注的问题。最后,在LTE和Wi-Fi之间的无授权频段已经出现了这种形式的冲突,无论如何都需要切实有效的解决方案。

其他可能潜在的问题包括:

  • 回程 – 任何形式的单元之间的互联能力,以及对载波网络其余部分和互联网络本身的互连能力,必须与分配给用户的能力相称,以避免出现瓶颈。因此,回程容量大幅增加,我们预计毫米波段也将在这里看到主要的利用率。
  • 共存和演进 – 3G、4G和5G需要共存一段时间,这增加了运营商网络和终端用户设备的复杂性。前几代的淘汰对于提高频谱效率至关重要,因此运营商需要仔细规划和分阶段推出和升级。
  • 其他监管政策 – 除了频谱监管,网络中立性、通信服务税收、普遍服务和国家宽带总体政策等领域的其他监管政策也需要重新审视,甚至可能全部重新考虑。
  • 定价 – 最后,我们目前还不知道5G的定价模式可能采取什么形式。虽然语音、消息和类似的窄带服务可能保持平稳,但50Mbps以上IP服务的定价仍不可知。正如我们看到无限数据计划消失只是为了在几年后重新出现,这种波动的可能性(可能性?)是应该成为未来组织规划的一部分,包括在BYOD政策下选择的服务计划。

5G可用性

值得注意的是,5G活动仍在继续建立,甚至正在进行一些现场试验,至少名义上。虽然有时候这些试验是按照这个名称进行销售的,但它们并不是真正的早期部署,因为基础标准,更不用说所需的硬件和软件,还不存在。我们预计在2020/2021时间框架之前不会普遍提供5G,而临界质量这个术语我们用来描述主要人口中心的可靠可用性,而不是在2025年之前发生。并且,不要担心; 虽然3G服务应该在2025年左右开始消退,但4G可用性应该至少要到2030年。因此,企业有充足的时间来规划和完成5G的转型,尽管我们预计移动设备供应商和运营商可能会为更快地进入市场提供激励。

您可以期待5G无线的时间表。

鉴于BYOD计划的普遍性,以及它们将继续成为企业移动设备配置的主导模式,大多数企业IT部门最终都需要将最少的精力用于最终用户演进的日常管理到5G。

但企业应该开始考虑5G对他们自己的内部运营意味着什么。正如802.11ac打破千兆屏障并消除了对除少数终端用户之外的所有线缆连接的需求一样,5G可能代表着每个人的最终剪切。5G是关于替换,而不是扩充。而且,由于我们预计5G将包括当前的Wi-Fi,因此5G的出现对建筑内网络的组织投资几乎不会产生影响。我们确实希望至少有少数运营商和运营商进入托管服务业务,然而,提供WLAN和WWAN的一站式购物,甚至一些增值服务。至少在可预见的未来,高容量有线回程和互连链路也不会受到5G的影响。

至于其余的IT项目,包括云、虚拟化等,5G应该是透明的,只是另一个也恰好是移动的快速链接。5G,重述我们上面的初步论点,是进化的,而不是革命性的。

这让我们到了最后一个问题:6G是否会存在?我们疑问这个是否必要。5G本身将随着时间的推移而发展,透明地结合MIMO等前沿创新,以继续满足不断增长的无线连接需求。所以就目前而言,无论如何,我们可以得出结论,我们所有人供应商、运营商和运营商、IT部门、甚至最终用户,都已经远远超过了向5G过渡的无线体验曲线,尽管总体能力,可能是有史以来最顺畅的蜂窝升级。

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