Strategy Analytics|楊光
德國監管機構于2018年5月宣布,在其5G頻譜規劃中將為“局域和區域網絡”分配3700~3800MHz和26GHz頻段的頻譜資源,支持垂直行業用戶在局部區域部署基于5G技術的工業自動化、自動駕駛等行業應用。
由于5G將面向更多垂直行業,因此在5G標準階段業界便開始考慮垂直行業需求,爭取擴大蜂窩通信產業的市場空間,提升蜂窩通信系統在垂直行業中的市場價值。
近兩年來,隨著國際主流電信運營商開始規模部署NB-IoT、LTE-M等4G蜂窩物聯網技術,低功耗廣域物聯網應用在全球市場得到了長足發展。GSA的《NBIoT和LTE-M:全球市場狀態》報告顯示,至2018年8月,全球運營商已經部署了59個NB-IoT網絡和19個LTE-M網絡,支持NB-IoT的模組數量超過100款,支持LTE-M的模組數量也超過了90款。
網絡的拓展與終端的成熟促進了蜂窩物聯網市場的起飛。St rateg y Analytics的《IoT蜂窩連接數據庫》預計,2018年全球基于4G蜂窩技術的IoT連接數量將超過2.8億,相比2017年將增長近70%。同時,以LoRa和Sigfox為代表的、使用非授權頻段的廣域物聯網技術也取得不俗的市場成績。尤其是LoRa更獲得了阿里巴巴、騰訊等中國互聯網巨頭的支持,有望在中國市場取得更為顯著的發展。
很好地契合了當前垂直行業對物聯網應用的主流需求,是這些以中低數據速率和低功耗為設計出發點的廣域物聯網技術獲得快速發展的重要原因。Strategy Analytics所做的《2017年IoT部署行業狀態調研》顯示,當前企業用戶的主要物聯網應用為基礎的“開/關”指令、設備狀態監控與告警、合規監測、資產跟蹤、測量與控制等。以NB-IoT為代表的低功耗廣域物聯網技術能夠很好地滿足這些應用的需求。同時,不斷擴大的市場規模尤其是中國市場的快速發展,也推動了低功耗廣域物聯網生態的成熟,降低了垂直行業用戶部署和啟動物聯網應用的門檻。
但是也必須看到,雖然這些低功耗廣域物聯網技術能夠很好地滿足中低速率行業應用的需求,但當其面對需要更低時延、更高可靠性的行業應用時就顯得無能為力。隨著垂直行業應用深度和廣度的不斷擴展,這一局限必將愈發明顯。5G uRLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications)技術的出現填補了這一空白,有望幫助蜂窩移動通信產業開拓新的行業市場空間。
5G是蜂窩移動通信歷史上第一個在設計之初就考慮了支持超高可靠與低時延特性的移動通信系統。在5G標準化啟動初期,3GPP研究了不同應用場景所需的性能指標(見表)。可以發現,這些指標遠遠超過了目前的廣域物聯網和LTE的技術能力。基于現有技術,蜂窩移動通信產業陣營將無法涉足這些高價值的垂直行業市場。
為此,3GPP在無線接入系統和網絡架構方面都進行了針對性設計,使5G NR系統將能夠有效地支持工業自動化、智慧交通、智能輸配電等對系統可靠性和傳輸時延有很高要求的行業應用,從而擴大蜂窩通信產業的市場空間,提升蜂窩通信系統在垂直行業中的市場價值。
目前傳統移動寬帶(MBB)市場增速放緩、趨于飽和,而中低速率物聯網服務普遍存在市場碎片化和ARPU過低的問題,短時間內還無法為蜂窩移動通信產業提供足夠的增長動力。所以,蜂窩移動通信產業陣營對5G uRLLC特性寄予厚望,希望其能夠幫助蜂窩通信產業開拓新的市場空間,創造新的增長機會。

通過觀察表中的性能需求可以發現,相當一部分需要高可靠和低時延的行業應用將部署在企業或園區的有限范圍內,從網絡部署模式角度看,更類似于局域網絡或區域網絡。另一方面,從技術實現角度,超低時延的性能需求也必然會限制網絡的部署范圍。這意味著高可靠、低時延的行業應用在網絡部署模式方面將與目前主流的廣域物聯技術有相當大的區別,企業用戶在網絡部署過程中將具有更大的主動權,部署模式也將更為靈活多樣。
面對這樣的需求,蜂窩移動通信陣營一方面需要充分利用邊緣計算、網絡切片等新技術,提高網絡架構的靈活性;另一方面,也需要與監管機構和行業合作伙伴一起,為無線電頻譜、基站站址等基礎資源尋求更為多樣化的資源配置。例如,德國監管機構就于2018年5月宣布,在其5G頻譜規劃中將為“局域和區域網絡”分配3700~3800MHz和26GHz頻段的頻譜資源,支持垂直行業用戶在局部區域部署自己的、基于5G技術的工業自動化、自動駕駛等行業應用。這樣的頻譜安排已經引起產業界的廣泛關注,必將促進以高可靠低時延為特征的行業應用發展,也將有利于蜂窩通信產業陣營拓展市場空間、擴大產業規模。
可見,在期待5G NR幫助蜂窩移動通信產業擴展市場空間、助推實現全連接社會的同時,也應該正視垂直行業應用場景和網絡部署模式的多樣性,為其配置靈活多樣的頻譜資源和網絡基礎設施。尤其是靈活的頻譜資源配置,將對加速行業應用發展和提升企業用戶部署熱情具有重要意義,也將最終擴大蜂窩移動通信產業的市場空間。德國監管機構對“局域和區域網絡”頻譜的規劃及其后續的具體分配工作,將為全球產業發展提供重要參考,值得持續關注。

表 低時延和高可靠場景的性能需求