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5G 引爆架構(gòu)／生態(tài)重組

本文作者：任苙萍點(diǎn)擊： 2019-08-25 18:29

前言：

5G 到底有多快？廣達(dá)電腦副總 Steve Cheng 以時(shí)速表，直觀(guān)呈現(xiàn)與前兩代通信的速度感差別：2001 年 3G 時(shí)代傳輸率只有 384Kbps、2009 年 4G 約 100 Mbps，但明年 5G 可達(dá) 10Gbps，正式進(jìn)級(jí) Gigabit。無(wú)獨(dú)有偶，他亦贊同邊緣設(shè)備的地位將大幅提升。對(duì)照一個(gè)背景信息來(lái)解讀：2017 年全球約有 84 億個(gè)連網(wǎng)設(shè)備，明年卻可能暴增至 200 億個(gè)！若仍依循傳統(tǒng)傳輸路徑：終端物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備先連到邊緣主機(jī)，將數(shù)據(jù)一股腦兒丟到云臺(tái)數(shù)據(jù)中心、再原路返回邊緣與 IoT 設(shè)備，顯然不夠有效率。

照片人物：廣達(dá)電腦副總 Steve Cheng

不過(guò)，一旦邊緣設(shè)備具有強(qiáng)大計(jì)算力，就能＂截彎取直＂、走快捷方式與 IoT 設(shè)備在地端對(duì)接。Cheng 認(rèn)為 5G 時(shí)代將締造＂新 3C＂：內(nèi)容 (Content)、連接 (Connectivity) 和計(jì)算 (Computing)，而此三者將圍繞人工智能 (AI) 發(fā)展，且互有交集。從此，＂計(jì)算將無(wú)所不在＂。美超威 (Supermicro) 總裁兼執(zhí)行長(zhǎng)董事長(zhǎng)梁見(jiàn)后，對(duì) 5G 傳輸速率似乎更為樂(lè)觀(guān)，預(yù)期今年便可達(dá)到 10～20 Gbps、并將延遲性控制在 1 毫秒以?xún)?nèi)，能加速 5G 邊緣設(shè)備與 IoT 遠(yuǎn)程的共伴效應(yīng)。他預(yù)言 5G 將回頭刺激數(shù)據(jù)成長(zhǎng)，進(jìn)而帶動(dòng)區(qū)域性及新數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)充。

資源節(jié)約、云原生、開(kāi)源堆棧，標(biāo)志 5G 特性

梁見(jiàn)后的立論基礎(chǔ)來(lái)自于：1.微型及小型基站 (Small Cell) 網(wǎng)絡(luò)密度增加；2.基站與邊緣設(shè)備的 1～3 層處理更加緊密；3.減少大數(shù)據(jù)從邊緣到云臺(tái)的傳輸成本；4.在邊緣進(jìn)行分析與 AI 演算；5.改善安全性及可靠度。＂在強(qiáng)調(diào)低延遲、快速響應(yīng)及增加數(shù)據(jù)規(guī)模的同時(shí)，存儲(chǔ)效能將更形重要，這甚至將孕育 Store as a Service (存儲(chǔ)即服務(wù)) 新業(yè)態(tài)＂，梁見(jiàn)后說(shuō)。他根據(jù)應(yīng)用需求將之概略為三大類(lèi)：自駕車(chē)／AI、智能醫(yī)療／專(zhuān)家系統(tǒng)、內(nèi)容傳遞／云臺(tái)游戲，然而，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心硬件無(wú)法升級(jí)、會(huì)產(chǎn)生大量電子廢棄物，已到改弦更張的時(shí)候！

照片人物：美超威 (Supermicro) 總裁兼執(zhí)行長(zhǎng)董事長(zhǎng)梁見(jiàn)后

借助＂資源節(jié)約架構(gòu)＂(Resource- saving Architecture)——包括：可分解服務(wù)器、自然制冷風(fēng)扇 (free Air cooling)、資源池共享和英特爾 Rack Scale Design (RSD) 開(kāi)放框架，可展延子系統(tǒng)再用年限 (可長(zhǎng)達(dá) 12 年)、最小化硬件的再生周期和取得成本。它不僅可用于服務(wù)器，梁見(jiàn)后預(yù)告，新的通用邊緣平臺(tái)亦即將問(wèn)市。紅帽 (Red Hat) 亞洲區(qū)成長(zhǎng)與新興市場(chǎng) (GEM) 策略性商業(yè)發(fā)展暨電信主管 Kenny Chin 從軟件開(kāi)發(fā)角度看 5G，直指＂云原生＂(Cloud-native) 將是繼互聯(lián)網(wǎng)和虛擬化后，最值得關(guān)注的產(chǎn)業(yè)大事記！

現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)邊緣和應(yīng)用服務(wù)，將撐起數(shù)字經(jīng)濟(jì)一片天，而開(kāi)源 (open source) 因具備以下特質(zhì)，將帶來(lái)龐大商機(jī)：1.快速創(chuàng)新、及時(shí)上市；2.更多元的技術(shù)選擇、更低廉的成本；3.更便于資安保全和迅速更新。當(dāng)中，社群功不可沒(méi)。紅帽已針對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化 (NFV) 建置電信等級(jí)的開(kāi)源堆棧架構(gòu)，且與 NFV／軟件定義網(wǎng)絡(luò) (SDN) 伙伴關(guān)系緊密。值得留意的是，紅帽推測(cè)，＂虛擬網(wǎng)絡(luò)功能＂(VNF) 的資本支出將大于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施 (NFVI)——包括：服務(wù)器、虛擬化管理程序 (hypervisor)、操作系統(tǒng)、虛擬交換機(jī)和云臺(tái)數(shù)據(jù)中心。

照片人物：紅帽 (Red Hat) 亞洲區(qū)成長(zhǎng)與新興市場(chǎng) (GEM) 策略性商業(yè)發(fā)展暨電信主管 Kenny Chin

O-RAN 聯(lián)盟牽引出 vRAN 生態(tài)系

軟件的重要性，讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供貨商思科系統(tǒng) (Cisco) 也應(yīng)聲高喊：＂軟件定義世界，它是一個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)＂；而用戶(hù)體驗(yàn)、流量和內(nèi)容也在轉(zhuǎn)變，將更趨向終端使用者靠攏。思科 SP Mobility (APJ Region) 主管 Naoya Ori 描述，網(wǎng)絡(luò)是從接取、聚合到邊緣的整體化 (monolithic) 一脈相承，5G 在架構(gòu)上亦見(jiàn)轉(zhuǎn)變：

1.網(wǎng)絡(luò)功能可各自獨(dú)立，控制／訊令、用戶(hù)／數(shù)據(jù)皆可依現(xiàn)有資源優(yōu)化；

2.可拆解成軟件和硬件兩大塊，軟件導(dǎo)向 (Software-centric) 的解決方案可藉由硬件商用現(xiàn)貨軟件 (COTS) 支持新的操作模式；

3.為使運(yùn)營(yíng)實(shí)務(wù)更有效率，固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將匯聚，共享 5G 核心基礎(chǔ)；

4.模塊化、開(kāi)源、多賣(mài)家、更多選項(xiàng)，意味著彈性和低成本；

5.新服務(wù)賦能，增加服務(wù)靈活度和速度，敏捷而快速地提出新服務(wù)及商模模式，與既有無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng) (RAN) 共存；

6.落地用例多元，如：室內(nèi)／戶(hù)外、私網(wǎng)／公網(wǎng)、低／中／高頻段、毫米波 (mmWave)……。

照片人物：思科 SP Mobility (APJ Region) 主管 Naoya Ori

＂無(wú)線(xiàn)電是虛擬化過(guò)程中最后一個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素＂，Ori 特別指出。有鑒于此，運(yùn)營(yíng)商已基于開(kāi)放和智能兩大準(zhǔn)則成立 O-RAN 聯(lián)盟，統(tǒng)籌發(fā)布規(guī)格、指導(dǎo)測(cè)試和概念驗(yàn)證 (PoC) 等事宜。另由設(shè)備銷(xiāo)售商主導(dǎo)、運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)的開(kāi)放 vRAN 生態(tài)系，與 O-RAN 準(zhǔn)則站在同一陣線(xiàn)；由于許多成員本身即是 O-RAN 規(guī)格或測(cè)試的貢獻(xiàn)者，且會(huì)就經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)和消費(fèi)等多方考慮，可加速創(chuàng)新并推出解方。軟件定義移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)便是基于開(kāi)放 vRAN 和邊緣運(yùn)算架構(gòu)而為，日本樂(lè)天 (Rakuten) 已在業(yè)界闖出名號(hào)。＂GIT 2.0＂則是另一個(gè)由 TDD 運(yùn)營(yíng)商陣營(yíng)創(chuàng)立的強(qiáng)大生態(tài)系。

eMBB、uRLLC、Massive MTC 三大用例，喻示 5G 剛性需求

GTI PCCW-HKT 資深副總裁 Carlson Chu 表示，相較于 O-RAN 聯(lián)盟著重通用性，＂GIT 2.0＂更專(zhuān)注于 4G 演進(jìn)及 Sub-6 GHz 5G 系統(tǒng)之產(chǎn)業(yè)化與商用化的垂直應(yīng)用，現(xiàn)有 135 家運(yùn)營(yíng)商參與；其中，亞洲占比 65% 為最大勢(shì)力。另有 212 家設(shè)備銷(xiāo)售商加入合作伙伴的論壇行列，電信終端設(shè)備 (terminal) 和芯片商為主要成員，占據(jù) 70% 比例。對(duì)應(yīng)國(guó)際電聯(lián)組織 (ITU) 所定義的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶 (eMBB)、超低延遲 (uRLLC) 和大規(guī)模機(jī)器通信 (Massive MTC) 等三大典型使用情境，5G 須達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：

1.相當(dāng)于 4G 的百倍高速，約 0.1～1Gbpas；

2.每平方公里達(dá) 10～100 Tbps 的高密度；

3.10～20 Gbps 的高峰值，約是 4G 的二十倍；

4.更大的連接密度，每平方公里提供百萬(wàn)個(gè)連接數(shù)；

5.標(biāo)竿性的＂1毫秒＂低延遲，是 4G 的 1/5 時(shí)間頓點(diǎn)；

6.更快的移動(dòng)性，時(shí)速在每小時(shí) 500 公里以上，為 4G 的四倍。

照片人物：GTI PCCW-HKT 資深副總裁 Carlson Chu

在頻譜方面，有 19 個(gè)國(guó)家已發(fā)布正式計(jì)劃，將在 2020 年前完成頻譜資源分配，而 C-band 和毫米波將擔(dān)任要角；緊接著就是著手端到端 (E2E) 的標(biāo)準(zhǔn)化——網(wǎng)絡(luò)設(shè)施部分，今年第二季至第三季可見(jiàn)到非獨(dú)立組網(wǎng)／獨(dú)立組網(wǎng) (NSA/SA) 的前商品化成果，年底前預(yù)計(jì)可完成遠(yuǎn)程射頻單元 (Remote Radio Unit, RRU) 的優(yōu)化工作；之后半年，可望見(jiàn)到芯片商大動(dòng)作搶市；再經(jīng)過(guò)半年時(shí)間，正式商品化的設(shè)備有機(jī)會(huì)與大眾見(jiàn)面。此外，在成功推動(dòng) 3.5GHz 商用化后，GTI 力拱已有 LTE 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的 2.6 GHz (n41) 是下一個(gè)潛力頻段，中、美皆有明確的使用計(jì)劃。

整合 AI APU 的 5G 芯片，強(qiáng)勢(shì)登場(chǎng)！

聯(lián)發(fā)科技 (MediaTek) 技術(shù)長(zhǎng)辦公室處長(zhǎng)梁正柏解析，5G 挑戰(zhàn)在于覆蓋率、功耗和毫米波。首先，大屏幕手機(jī)使天線(xiàn)位置受限、拖累效能，窄邊框會(huì)多出 0.5～1.5 dB 的損失；另大帶寬和 CC 組合的結(jié)果，又會(huì)導(dǎo)致額外 1～2 dB 的射頻前端 (RFFE) 損失。其次，多模／多頻通信造成可放置電池的區(qū)域受限，偏偏更大的吞吐率、更高的處理效率會(huì)消耗更多電力，功耗是一大難題；梁正柏透露，＂動(dòng)態(tài)帶寬轉(zhuǎn)換＂是節(jié)能的關(guān)鍵，當(dāng)發(fā)射器毋須運(yùn)作時(shí)，維持低耗電很重要。最后是毫米波的穿透性問(wèn)題，且毫米波的生態(tài)系統(tǒng)尚未成熟、資本支出仍高。

照片人物：聯(lián)發(fā)科技技術(shù)長(zhǎng)辦公室處長(zhǎng)梁正柏

整體而言，用戶(hù)體驗(yàn)與直視性／非直視性 (LOS / Non-LOS) 高度相關(guān)，日后待技術(shù)成熟，將讓部署成本更具競(jìng)爭(zhēng)力。聯(lián)發(fā)科技面向上述需求所發(fā)布之內(nèi)建自家 Helio M70 5G 調(diào)制解調(diào)器的 5G 芯片組，因?yàn)閯?chuàng)下多個(gè)＂全球第一＂的記錄，近來(lái)在業(yè)界引起不小騷動(dòng)：1.嵌入第一個(gè)采用 7nm 工藝的首款 5G 超低功耗單芯片 (SoC)；2.整合全球最快的 Sub-6GHz 調(diào)制解調(diào)器；3.率先業(yè)界采用 ARM Cortex-A77 CPU 及 Mali-G77 GPU；4.搭載既有獨(dú)特的 APU 3.0，可發(fā)揮四倍 AI 效能。相信隨著 5G 標(biāo)準(zhǔn)的日漸完備，5G 供應(yīng)鏈正在迎來(lái)一個(gè)全新時(shí)代！

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