过去五年,5G迅速发展并成为数字经济的新动力。从全球范围来看,当前已经部署了超过260个5G网络以及超过400万个5G基站。截至2023年底,5G用户数量已经达到15亿,5G对全球经济贡献同比增长50%,5G相关产业项目和专用网络数量同比增加三倍。
但万物联接需求无止境,通信技术演进也永无止境。2024年我们迎来了5G-A(5G-Advanced或5.5G)元年。作为5G向6G过渡的关键技术,5G-A在网络能力更上一层楼,比如在速率方面5G-A的下行和上行速率分别达到10Gbps和1Gbps,数据传输能力得到巨大飞跃。
5G-A技术照进现实,会带来哪些新体验?近日517世界电信日和数字中国建设峰会刚刚结束,笔者走访了福州、深圳、成都、上海、杭州多地,体验了裸眼3D、8K视频、增强现实XR、低空通信等创新业务。不知道大家发现了没有,上述业务大都是由5G-A下行能力支撑,那5G-A是否需要大上行能力呢?
近日,笔者请教了华为无线5G产品线副总裁方坤鹏,他表示,大上行将迎来爆发!5G-A同样需要大上行。
这次向内行人请教收益颇大,引起我的思考:我们日常生活中,有哪些业务场景是由大上行驱动的?如果想在现网环境下提升上行传输能力,该如何升级?如果要加速上行通信领域的布局,可能面临怎样的挑战?
01
通信驱动:
上行传输是基础必备能力,不可或缺
你平时都用手机干什么?像追综艺、刷抖音、分享视频、线上直播等都属于高频应用。这些业务在移动通信的世界里,被分为网络上行业务和下行业务。
简单来说,下行是从网络上获取信息到你手机的过程。比如你刷微博看朋友动态、在优酷上看电影,或者在应用商店下载新游戏。这些数据从各大网站、APP的服务器,流向你的手机。上行则是反过来,就是你用手机向外发送数据的过程,比如你拍摄一段美食制作视频上传到抖音,或者在微信发送语音消息,或者是进行直播,你的手机把这些内容传到网络上的服务器。
在下行业务中,为了建立通信,上行链路首先需要同步。在通信过程中,上行链路还需要实时反馈确认信号(ACK)和非确认信号(NACK),以告知基站数据是否成功接收。只有当基站接收到ACK信号,确认用户设备已成功接收数据,它才会继续数据传输。而在上行业务中,在通信前下行链路需要建立同步,在通信时下行链路需要实时反馈确认信号(ACK)和非确认信号(NACK)。
可以看出,无论是下行还是上行业务,上行和下行链路的畅通都是必要的。
02
业务驱动:
大上行在六大业务场景崭露头角
明白了上下行业务的原理,大家不妨想一下,你平时使用的业务,上行和下行哪个居多?
从整体业务格局来看,当前主要以下行业务为主导。但值得关注的是,上行业务正在迅猛发展。
我们来看一组数据:从2022年中国某省份运营商5G流量增长趋势图分析,上行流量增长同比高于总流量增长23%。如果再去对比最新的数据,相信这一趋势会更加明显。
大家难免好奇,上述趋势的背后,体现出哪些网络在上行需求方面的变化?通过与方坤鹏交流,结合笔者这些年来四处探访不同的无线创新场景,我们可以从联人、联物、联车、联行业、联家庭、低空通感等多元化业务的不断升级给大家剖析。
场景一:联人,人联走向沉浸交互式体验,焕新高品质生活
随着网络速率的数倍提升,人联场景下的落地应用越来越丰富,体验日益沉浸式。
以视频直播为例,随着山东淄博烧烤、“尔滨”旅游等事件兴起,我们跨入了人人皆看直播,人人皆可直播的时代。直播对上行网络的容量均提出较高要求。咱们不妨来算笔账,如果在演唱会、热门景点场景下,10人同时进行1080p视频直播,则需要100Mbps容量。何况这样的场景,直播的人数非常多,同时在使用网络的用户也非常多。所以,这类场景非常需要5G-A网络的大上行能力。
那么用户直播怎么才能使用上更好的大上行网络呢?我们看到先行运营商针对直播给出了创新探索。例如广东联通发布直播大上行套餐,为直播业务提供了优化的网络体验,并因此获得了GLOMO大奖,获得业界认可。
此外,还有5G新通话、5G云手机、裸眼3D、XR业务即将跨越体验和生态的拐点,主流AR、VR设备将支持8K体验,业务对网络的上行需求还会持续提升。
场景二:联物,视联场景对网络上行容量提出明确需求
联物走向全场景应联尽联,打造数字化底座,RedCap和Passive-IoT两大技术很热门。
其中,5G RedCap走向规模商用,在电力、工业、视频监控和穿戴设备行业打造高价值联接,今年RedCap模组价格将下探到百元以内,加速行业数智化升级。
我们以高清监控和远程操控视频回传场景为例,视频采集属于典型的上行业务场景,对网络上行体验和容量提出较大挑战。以基站站间距300—500米,30米一个监控点位,每点位 2~3个监控设备为例,单小区约有100个监控设备。我们假设无线率为20%,这也就意味着每个小区约有20个无线监控设备,则视频监控业务需求潜在峰值容量需求大于100Mbps。
场景三:联车,每月维测日志上传量14.62GB
为了提升交通效率和出行安全,车路协同成为大势所趋。要想实现车路协同,汽车需要部署高效的视联网络,以支持大量数据上传。根据亿欧智库分析,2023年中国智能电动汽车的销量达到613.7万辆,并预计到2025年将超过1220万辆。
在整车商用场景下,一个月内的维测日志上传量大约为14.62GB,其中包括MDC DDI(任务数据中心记录下驾驶行为)事件上传12.5GB,CDC(底盘域控制器)日志上传300MB,VDC(车辆域控制器)日志上传300MB,T-Box(车载远程信息处理盒)日志上传300MB,以及MDC Roadcode(MDC道路编码)数据上传1.22GB,可见数据量之庞大。
场景四:联行业,大上行能力成为行业数字化刚需
基于5G-A低时延、高速率和可靠性,为行业数智化转型提供强大动力。在钢铁、矿山、港口、制造等领域,视频监控、远程控制和机器视觉等场景,对上行传输能力提出严格要求。
目前,业界视频清晰度普遍在720P至1080P之间,预计未来将发展至2K、4K甚至8K。因此,预计单点上行速率将从当前的3Mbps增加至20Mbps,甚至超过60Mbps。此外,由于视频回传通常涉及多点并发,整体小区的上行容量需求将呈指数级增长。
场景五:联家,家庭视讯作为联家的重要业务,需要高体验的上行网络
5G FWA走向高品质家宽,激发智慧生活新红利。2026年全球5G FWA连接数将达到7000万用户,目前家庭视讯的应用越来越频繁,需要高体验的上行网络。同时,随着人口老龄化加剧,家庭老人视频看护逐渐增多,对上行网络的诉求会进一步加剧。
场景六:低空通信作为新兴业务,需要高速的上行网络
在5G-A技术的推动下,低空经济被明确定位为新质生产力。预计到十四五末,低空经济将为国民经济贡献3万亿-5万亿元的综合价值。低空经济的蓬勃发展对上行网络提出更高要求。其中,在通航场景中,视频回传业务上行边缘速率需求为25Mbps;在安防场景中,速率要求为25Mbps;在巡检场景中,视频回传的上行边缘速率需求为45Mbps。这些要求,靠现在5G网络的能力实现起来还是不够可靠,需要5G-A网络的大上行能力。
03
AI与云驱动:
数据上云需要大上行
近日,第七届数字中国建设峰会在福州召开,运营商积极参会并展示了在云计算与AI大模型领域的成果和布局。可以看出,提升通智算体系能力,全面改造个人、家庭、政企各项业务,释放数字要素潜能,是运营商接下来实现新增长的关键。
而除了上述六大场景,在当下AI与云时代,面向行业新场景,大上行网络能力还将与智算云能力产生更剧烈的化学反应。一方面,AI+大模型的兴起,使得远端数据上传到算力端,对网络产生巨大的上行诉求。
众所周知,5月14日,OpenAI发布了其最新的旗舰模型GPT-4o, GPT-4o通过对文本、音频和视觉三种模态进行统一的混合训练,展现了前所未有的泛化能力。GPT-4o的出现,不仅意味着技术的飞跃发展,也对企业在大模型应用模式上的关注提出了新的挑战和机遇。
随着AI技术的快速进步,大模型的泛化能力正在加速提升,这对于各行各业来说都是一个重要的发展方向。大模型的训练,需要海量的远端数据输入,这就需要上行网络来支撑。
另一方面,运营商公有云业务产生的数据上云,也需要大上行网络能力作为支撑。目前,全球已有超过20个运营商开展了公有云业务。与其他公有云提供商相比,运营商的公有云业务在网络方面具有独特的优势。随着越来越多的用户数据迁移到云端,对网络上行能力的需求也随之增加。
我们注意到运营商已经开始规模发展云电脑、云手机、云游戏用户,扩大了网络上行需求。尤其是云手机业务,非常依赖移动网络,如果能够运行在实现大上行的5G-A网络上,将能给用户更好的使用体验,从而得到快速的发展。
04
现网如何提升上行能力?
三大切入点
综合上述应用场景的需求分析,我们发现,上行通信的需求确实展现出强劲且高度活跃的态势。为了支撑上述需求,运营商需要对5G现网做哪些软硬件改造,来提升上行能力?方坤鹏从以下三方面给予详细解读。
首先,覆盖提升。上行通信的发展关键要素在于解决覆盖问题,确保网络基础设施能够有效支持手机信号的上行传输,尽管其功率受限于人体安全标准而相对较低。为满足此需求,网络骨干必须强大,且需根据业务需求配置足够的带宽。
其次,频谱扩展。在当前公共网络中,下行资源通常较上行更为充裕,但鉴于上行业务的快速增长,运营商正逐步重视上下行带宽的平衡发展。为此,初期采用的TDD制式(如移动的8:2或电联的7:3)主要偏向下行资源分配,但通过利用FDD制式频段(如电联的1.8/2.1GHz上下行均达95兆带宽)和4G频谱重耕,可大幅提升上行能力。
最后,技术创新。5G-A技术引入了3CC多载波聚合,亦能增强上行性能。目前,上海、杭州等先行运营商面向消费者市场,开启大规模热点覆盖,有望形成大面积的大上行覆盖。还有时频折叠技术创新,虽受制于当前网络自干扰系统限制,难以动态调整上下行配置,不失为上行能力拓展的前沿探索。但此前业界已提出过特定场景下的频段协同方案,如超级上行技术利用3.5GHz与2.1GHz的配合,优化ACK回传,减少等待时间,提升响应速度。
05
推动大上行,
未来面临哪些挑战?
万丈高楼平地起。可以预见的是,加速推进上行通信领域的基础设施建设和战略布局,已成为大势所趋。笔者好奇的是,未来一两年,行业将面临怎样的挑战?又该如何去应对?
在方坤鹏看来,当前面临的核心挑战在于,推动上行驱动型产业的培育和发展,确保这些业务成长,如提升农业监控技术在农村养殖业的应用,能显著增加产值,推动经济进步。
为了实现上述目标,运营商将不再着眼于上行流量带来的收入,而是通过挖掘更多的商业机会,带动其在云业务、存储空间等领域的营收,激活其他领域的增长。“你的西瓜,有可能长在苹果树上。”方坤鹏这一比喻让笔者印象深刻。
同时,在成本与技术投入方面,各方企业正积极降低门槛,以近乎成本价提供端到端支持,减少运营商负担,促进5G/5G-A网络的广泛应用,实现共赢,值得鼓励。
笔者观察:
5G-A大上行黄金时代将至
现代管理学巨匠彼得·德鲁克曾经说过:“预测未来最好的方法是去创造未来。”这句话告诉我们,应该超越当下的局限,预见未来的变迁,并努力成为未来图景的践行者。
华为就是这样的角色。本次对话方坤鹏,犹如淘沙见金,让笔者印象深刻。当行业皆醉心于炽热的下行业务之时,却鲜有人察觉,大上行业务正如一颗新星,正在冉冉升起。
在笔者看来,大上行技术的崛起绝非偶然,而是市场需求与技术迭代交汇的必然产物。它不仅仅是提升用户体验的利器,也是驱动运营商战略转型的加速器。
更重要的是,这将促使运营商跳出传统流量经营的框架,探索新型增值服务模式,为收入多元化开辟道路,也为面向6G的网络规划与部署蓄力。
对此,5G-A网络以其强大的上行能力,不仅能够支持现有的网络业务需求,还能够适应未来业务的演进。这种能力的提升,对于满足日益增长的数据传输需求至关重要,尤其是在运营商重视的公有云业务的快速扩张中。
2024年~2025年,大上行技术的黄金时代将至。笔者期待,业界伙伴持续深耕5G-A大上行的技术研发与应用场景,构建起更加高效的通信生态,开启数字时代通信新篇章。
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黄海峰,独立科技评论员,多次接受央视、环球时报、科技日报采访。
ICT行业杂志前副主编,从业十多年,聚焦5G、手机、IoT、光、云、AI、互联网等。
每年与超100位科技行业企业CXO/VP/总监面对面交流。
多年度《中国信息通信行业发展报告》特约撰稿人。
获十大通信行业自媒体、IT科技十佳创作者称号。
覆盖今日头条、百度、新华、人民、搜狐、凤凰、新浪、网易、知乎、腾讯、一点、微博等。
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