B5G技术白皮书

迎接5G时代：从5G-Advanced到6G 在GSMA Intelligence，我们的分析师花费他们的时间去与运营商紧密合作，以了解和指导他们的商业战略、需求和方向。作为这一职责的一部分，我们已经连续几年在谈论5G市场的现状。 我们追踪了5G试验和商业部署、5G频谱部署等使能因素，以及5G对运营商供应商决策的影响。我们进行这项工作的原因是因为5G是最新一代的移动宽带技术，也是因为5G在解决日益增长的数据需求以及帮助运营商实现（并从企业数字化转型中创造价值）方面备受期待。 在为5G的到来进行了多年的规划和处理其早期阶段之后，我们现在已坚定地进入了5G时代。然而，和往常一样，当某个里程碑被达成时，行业就开始询问接下来是什么。 5g-advanced标准，例如，已经发展到可以看到未来几年5g下一代主要迭代可能带来的成果的阶段。供应商和运营商一直在发布5g-advanced和6g信息，传达他们对5g之后（b5g）的愿景、期望和研发计划。同时，网络基础设施和移动设备供应商正向他们的客户——最终部署这些技术的移动运营商——传达b5g愿景和研发路线图。 行业信息传递工作远不止于销售和营销。它们是运营商兴趣、客户需求和网络部署计划的非常真实的后果。运营商对5G-Advanced的兴趣只能被归类为强烈，超过一半的受访者预计在标准发布后一到两年内部署该技术。这并不特别现实。无论如何，它表明运营商对B5G技术的认识——以及他们对继续5G势头并实现5G承诺的业务收益的极度关注。毕竟，对于许多运营商来说，5G部署并没有带来真正的收入增长。 供应商宣传加上过于热切的运营商兴趣，并不一定意味着B5G技术在当时和当下很重要。然而，市场轨迹和趋势使B5G技术的价值和重要性非常明确。 虽然我们可能对此习以为常，但当今的种种现实都表明5G的关键性，以及为未来严肃规划的需要。这些动态包括以下几点： 三个S：安全、可持续性和频谱。无尽的数據需求：更多數據，在更多地方，支持更多服務6g用例开发时间表：一项长期计划5g在6g世界：一份持久的遗产5g对b2b的支持：需要额外支持的行业核心承诺 在此背景下，B5G技术不仅仅是可以开始思考的事情；它们代表了行业健康发展和持续提供关键性、改变生命的服务的基础支撑。这意味着探索其潜力并进行整体性思考不能太早，需要思考我们希望实现的目标，以及如何将其视为更广泛技术演进的一部分来思考。 中兴的研究和白皮书是那部分过程中的重要组成部分。面对众多潜在的B5G候选技术，这项工作有助于解释其中一些关键技术是如何运作的以及它们承诺什么。同样重要的是，退一步思考我们希望在B5G时代实现什么，这是确保我们充分发挥新B5G技术全部潜力的关键部分。 1.1B5G 有什么重要性 移动宽带技术将持续演进。它们需要不断演进以满足日益增长的企业、个人和社会需求。那么，B5G技术和创新在短期内为什么很重要？之前概述的市场动态为解释B5G为何当今重要以及为什么现在开始考虑和规划它并不为时过早提供了坚实的基础。 1.1.1 无尽的数据需求 2021年至2027年，全球移动数据使用量将增长3.6倍，达到每部智能手机每月41 GB。增长动态将在不同市场之间有所不同，但每个国家的每个运营商都将需要应对对其网络和服务基础设施的巨大需求。 移动数据流量在中期内持续增长并非新见解；自移动数据服务推出以来，对数据的需求一直在不可阻挡地攀升。 然而，未来十年的移动数据需求演变将远不止于流量需求和数据使用。 正如推动早期数据使用的手动电子邮件和网页浏览服务让位于互动视频、游戏和用户生成的内容一样，未来的主导移动宽带服务将带来新的需求。例如，如果围绕元宇宙成功的期望得以实现，它将需要大规模提升数据容量，同时还需要提升延迟、覆盖质量（尤其是在蜂窝边缘）和上行链路带宽，使其超过当今5G网络的能力。 如果需求中唯一的变化仅涉及增加数据流量，那么可以合理地期望运营商通过简单地多做相同的事情来满足客户的需求。5G的部署，结合传统网络的退役和无线接入网（RAN）的密集化，可以将网络容量极大地扩展。但是，抛开所涉及的成本及其对最终用户的影响，当前技术将根本无法适应新的延迟、覆盖范围和上传与下载的现实情况——以及我们甚至尚未意识到的其他需求。 这些需求要求新技术和移动网络创新。而且，由于明天的用例将比许多人预期的更早到来，我们需要尽早开始规划。 1.1.2 6g用例开发时间表 “杀手应用”这个词已经流行了几十年，多年来一直被包括史蒂夫·乔布斯和比尔·盖茨在内的一些科技界名人所提及。然而，在很多方面，这个概念有点像一种谬误。至少对于新的技术时代而言，很少有一种单一的、新颖的应用能够推动行业的成功。同样重要的是，几乎没有人能够准确地预测最终会驱动下一代移动设备流量和使用的新的“杀手应用”。 考虑一些目前正在讨论的潜在6G用例。NextG联盟在其今年早些时候发布的《6G应用与用例》报告中概述了一系列令人印象深刻的内容： 由地面和非地面网络协同赋能的远程数据采集。危险环境用场机器人非连接式可穿戴设备混合现实远程呈现和沉浸式教育沉浸式游戏 在6G世界（2030年或以后），要全面实现这些用例将需要支持在带宽（尤其是上行带宽）、网络容量、延迟、覆盖范围、安全性、成本等方面的严格性能标准。然而，在短期内，这其中的许多方面感觉很熟悉。 机器人已在工业环境中得到应用，并得到5G私有网络的支持。由于移动网络创新，游戏已从主机转向移动设备。得益于新冠疫情，互动沉浸式通信取得了巨大进步，现正作为元宇宙愿景的一部分而受到关注。与此同时，整合地面和非地面网络的多网络连接正受到大量关注，因为移动设备厂商和移动设备软件厂商正急于将端到端卫星支持集成到他们的解决方案中。 这并不是说6G不会带来新的能力和令人惊叹的新应用。相反，这是一个提醒，明天的用例将基于我们已经开发并在近期和中期计划中的内容。这意味着我们可以在相关技术和用例到来之前，深入了解B5G技术需要什么。今天应用中已经能看到B5G用例的苗头，这表明我们需要今天的5G网络进化以满足市场需求。 近期GSMA Intelligence的研究表明，运营商在2022年认为6G需要10年以上时间的可能性比2021年增加了31%。这突显了6G的普及可能比预期要更长时间的认知，以及随着6G普及的临近期延长，5G网络必须持续演进。 1.1.3 支持B2B的5G 早在5G（甚至在商业化之前）的最初时期，同时支持大众市场消费者应用以及更苛刻的企业用例，就是主要的技术和商业创新。 增强型移动宽带（eMBB）将提供更高速度的连接和更低的延迟，这将使消费者和企业都受益。但海量机器类型通信（MMTC，或扩展的物联网）和超可靠低延迟通信（URLLC，或任务关键通信）将为运营商提供机会，使其能够瞄准企业对企业（B2B）空间中的新市场细分——并在过程中帮助他们增长收入。 5g从来不只是关于更快的数据或更多的网络容量。它关乎从同一个网络中满足非常苛刻和不太苛刻的性能需求。这就是为什么在GSMA的一项调查中，83%的运营商CEO声称企业部门和政府部门是最有可能成为5g收入增长的来源。当你认识到消费部门约占市场顶尖运营商收入总额的70%时，这并不令人惊讶，这也有助于解释为什么围绕5g的许多讨论仍然会提及这三个核心用例。 值得肯定的是，运营商正稳步扩大其收入基础，超越传统的消费者群体。然而，若要满足企业提出的广泛需求并支持多样化的企业要求，运营商仍需做更多工作。 架构和高级网络切片商业模式只会给当今的网络带来进一步的需求。最后，有些新要求与单个设备、服务或业务需求无关，而是与世界的命运有关。这可能听起来像夸张，但GSMA Intelligence估计，由移动宽带技术驱动的数字化转型可以支持运输或电力和能源等关键高耗能行业的30-40%的脱碳目标。 有些方面仅仅是关于继续 5G 开启的旅程，并提升移动网络性能：更高的网络容量和连接速度，以及进一步降低延迟，从而开辟新的应用场景。但这同时也意味着扩展覆盖范围，同时提升上行链路和蜂窝边缘连接性能，为企业用户提供信心，即网络能满足各种设备的需求，无论它们在何处运行。一个不断发展的企业服务环境，拥抱云环境，新的安全 为了实现5G在基础企业数字化转型承诺上的目标，并在过程中推动运营商和社会的目标，有必要对当前的5G进行演进。 2015年，2G和3G占全球蜂窝连接的近85%。五年后，这一比例下降到约40%，4G发展迅速，占据了58%的市场份额。然而，到2025年，2G和3G仍将占全球连接的约20%，4G连接份额保持相对稳定，5G则稳步增长。 当新技术普及时，旧技术自然会被淘汰，这其中有一个重要启示。4G提供了一整套关键移动宽带能力，催生了应用经济，推动了移动技术和智能手机成为日常生活的一部分。因此，4G目前主导了移动宽带，在近期仍将继续如此。然而，旧技术仍在持续使用；淘汰老旧网络和使用方式既困难又耗时。 因此可以自然地期待，再过十年（6G应该已经到来之后），5G仍然将是提供移动宽带的主流技术。 在这种情况下，需要考虑两个现实。首先，我们需要继续关注5G将如何演进以及从中期来看其性能将如何提升。其次，鉴于5G的重要性，我们需要探讨6G技术创新和愿景如何在中期阶段支持5G网络和服务。这正是B5G技术承诺的重要组成部分。事实上，根据2022年年中GSMA Intelligence的研究，这正是许多运营商所期望的。 1.1.5 三个S：安全、可持续性和频谱 应对B5G技术的重要性，我们已经讨论了运营商业务的要点以及他们未来看待业务的方式，包括： 需要的新网络和服务能力——包括容量、覆盖范围和延迟的改进——以支持新老客户 网络创新的步伐决定了当今运营商投资的5G技术需要继续演进，并服务用户直至2030年代 它们代表了一组基础性优先事项，这些优先事项超越了那些驱动地壳网络变革的标志性业务举措。同时，它们对于那些业务举措也至关重要。例如，企业成功将需要安全的网络。而要盈利地支持日益增长的数据需求，则需要节能、频谱效率高的网络。这就是为什么，不管怎么说，运营商们一直都很清楚，这三个S（安全、可持续、可扩展）对于他们如何看待其网络的未来是至关重要的。 超越这些基础知识，三个跨领域的网络和服务动态是运营商目前关注的重点，需要在他们思考以及规划B5G技术时发挥作用：安全性、可持续性和频谱。 当GSMA Intelligence于2022年年中询问运营商们其最重要的网络转型优先事项时，可持续性和安全性占据了前三位的绝大多数。84%的全球运营商突出了可持续性（以及能效）非常重要或极其重要。网络安全有72%的运营商做出了同样的声明，其中终端用户安全对69%的全球运营商非常重要或极其重要。这些排名优先于自动化、开放网络技术、供应链多样化和员工技能提升等经常被提及的战略重点领域。 聚焦安全、可持续性和频谱是5G技术发展的核心。安全从一开始就融入了5G标准之中。可持续性一直是5G价值主张的核心组成部分，以至于5G在单位能源下能够传输比以往技术代更多的数据。像所有新的移动技术一样，5G的设计目标也比以往几代更加频谱高效，频谱也更加灵活，能够支持多种频谱频段。 频谱，然而，可能不会以相同的方式吸引运营商的注意。根据我们的调查，新的频谱分配、毫米波部署和频谱再分配实际上位于运营商5G RAN投资优先级的底部。然而，对频谱分配的关注、持续的网络安全淘汰活动以及频谱拍卖中花费的资金数量都突出了频谱对运营商的真实重要性。 随着5g向6g演进，安全、可持续和频谱效率的需求不会减弱。事实上，当今运营商的优先事项表明这种需求只会加剧。6g将扮演满足这些需求的角色，我们应该开始探索如何实现这一点。反过来，5g将不断演进，以履行这些需求并提升现有网络能力。 1.2如何思考B5G：效率、扩展、增强功能 展望未来移动技术代以及现有技术演进的主要复杂之处，在于我们应将注意力集中在哪里。有很多方面有助于刻画特定的“G”并确定其发