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5G應用85%為室內場景,5G覆蓋如何從室外走向室內?

2019-08-26 08:39 物聯網智庫
關鍵詞:5G技術物聯網

導讀:面向千行百業的數字化轉型,5G網絡覆蓋就不僅僅是室外的覆蓋,更需要從室外走向室內,為各行業提供優質網絡,同時也需要5G室內部署更為靈活。

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無線通信網絡為人們提供隨時隨地接入的服務,這一服務背后是通信運營商持續進行的廣度和深度網絡覆蓋工作。5G商用號角已經吹響,賦能萬物互聯成為共識,但沒有網絡覆蓋的前提,賦能是無從談起。面向千行百業的數字化轉型,5G網絡覆蓋就不僅僅是室外的覆蓋,更需要從室外走向室內,為各行業提供優質網絡,同時也需要5G室內部署更為靈活。

5G應用85%為室內場景,面向產業物聯網的室內場景增多

早在2016年,知名市場研究公司ABI Research就發布報告稱:4G時代80%的流量場景發生在室內,從2016年到2020年,室內移動數據流量有望增長600%以上。實際上,我們可以看到過去幾年中,移動數據流量的使用確實大部分發生在室內,而由于移動數據流量的激增,WiFi成為室內核心的流量卸載工具,不過近期由于4G流量資費的大幅下滑,4G承載室內流量的比例也開始上升。

中國鐵塔在一份公開演講資料中提到:5G時代85%的應用發生在室內場景。這一數字雖然暫未得到完全證實,但從目前5G預期的各類場景中,偏室內的應用確實占據很高比例,5G室內覆蓋重要性進一步提升。與4G類似,體育場館、商場、機場、火車站、地鐵等場所依然是5G室內覆蓋的重點場所,這些場所高密度連接、高頻度通信需求要求深度的室內覆蓋才能滿足消費級用戶的體驗。

近日,美國運營商Verizon宣布與美國室內覆蓋專業廠商Boingo無線合作,開展5G室內覆蓋的部署,在機場、體育場館、辦公樓、酒店等場所建設一個超密集的網絡。而早在今年年初,美國另一家運營商AT&T就在其冠名的多個大型體育場館中開始了5G室內覆蓋。尤其是在一些場館中,VR/AR為用戶提供所見即所得的觀賽體驗,室內5G覆蓋就尤其重要。

當然,5G面對的這85%的室內應用場景并不僅限于這些人員密集的場館,它們主要是4G時代室內場景的延續,而面向各行各業的產業物聯網室內場景更為廣闊。

工業互聯網被業界認為是5G時代典型的場景,國內外運營商已經與工業企業合作,開始了大量5G工業互聯網的試點和商用。中國工程院院士鄔賀銓在一次演講中提到:工業互聯網首先是工廠中的一些生產設備需要聯網,一些已建成的工廠光纖很難部署進去,就需要用到無線技術。

5G賦能工廠智能化中,5G網絡在很大程度上是需要深度的室內覆蓋,因為工業生產主要在室內廠房中完成,室外基站無法為廠房提供可靠的覆蓋。工廠中除了固定的機器設備外,還有很多運動設備,如AGV、無人小車、機器人等,這些設備的聯網也是在室內場景中進行的。

目前不少工廠中已用到了VR/AR眼鏡或頭戴設備,大大提升工人工作效率,未來在5G和邊緣計算的加持下,VR/AR可以做到毫秒級時延,更能為工業生產帶來大幅度效率提升。比如,中國商飛利用5G+AR輔助飛機裝配,寶武集團計劃將5G用于鋼鐵產線遠程集中操控等。其他無線網絡如WiFi無法提供大容量、抗干擾和安全性的連接,而5G的特點更適合工業無線的應用,但前提是需要工業場景中可靠的5G室內覆蓋。

在醫療領域,大部分場景也是在室內進行的。目前報道的已經進行的5G醫療案例或合作形式中,除了室外急救車場景外,遠程手術、遠程會診、遠程示教等都是室內場景,如解放軍總醫院的腦起搏器手術、安醫大二附院的腔鏡手術都是在醫院內進行,通過5G網絡做到醫療設備和操作的低時延協同。

5G賦能智慧醫療,首要的是在醫院系統內做好5G的覆蓋,這就要求醫院重點場所如手術室中高可靠的5G網絡部署就緒。雖然遠程醫療有一些場景是在室外,但室外更多是應急的手段,醫院內才是就診和治療發生的主要場所。試想一下,若醫院內部5G室內覆蓋沒有做好,哪位醫生或患者愿意將人命關天的手術交給遠程協作的機器來完成?從這個意義上來說,沒有室內覆蓋,5G賦能智慧醫療就是一句空話。

除了工業互聯網、智慧醫療外,國民經濟各行各業有大量生產經營活動是發生在室內,5G賦能千行百業也就意味著要為千行百業的生產經營過程做好5G室內覆蓋。

5G室內覆蓋:從保障用戶體驗到保障可靠生產

回顧過去3G/4G網絡商用歷程,商用初期主要進行的是室外覆蓋,再逐步完善室內覆蓋,而進行室內覆蓋主要是基于手機用戶普遍服務體驗的提升。由于5G面對的是萬物互聯的各種場景,用戶群體中手機用戶或消費級用戶只是其中一部分,室內覆蓋當然需要考慮消費者群體的體驗,不過除此之外,大量的產業用戶可能是未來5G網絡運營商新的增長點,此時的5G室內覆蓋就不僅僅是保障用戶體驗,更要保障產業可靠生產。

以往3G/4G網絡覆蓋中,室內覆蓋主要考慮的是信號盲區、同頻鄰頻干擾、話務擁塞等問題,以此來進行室內覆蓋工作。5G采用中頻和毫米波頻段,相對于3G/4G主流頻段,傳輸和穿透損耗都比較高,室外基站無法覆蓋室內,相比3G/4G有更多的室內覆蓋建設需求。

3G/4G主要面向人與人的通信,網絡覆蓋提升帶來的是通信體驗的提升,運營商可以被動地進行網絡覆蓋提升,增加室內覆蓋來改善手機用戶體驗。即使因網絡覆蓋問題導致個人用戶無法通信影響到其工作生活,網絡服務商也無需為這一影響承擔責任。

然而,5G相當大部分面向行業用戶的通信,是行業用戶正常生產經營因素中的一部分,因為網絡的故障導致生產經營事故,可能需要承擔相應的責任。舉例來說,智慧消防中的獨立式煙霧報警器會采用無線通信形式來傳輸報警信號,若某次火災發生時,因為網絡覆蓋的原因,報警器沒有信號,導致無法及時報警從而使火災失控,那么網絡服務商就有一定的責任。雖然類似的情況目前還在探索中,但可以肯定的是行業用戶對此一定是非常謹慎。

因此,5G網絡運營商對于行業用戶不能被動進行網絡覆蓋提升,因為很多行業用戶采用無線網絡是用于核心的生產經營工作,若網絡覆蓋不能達到生產經營需求時,行業用戶可能寧愿采用傳統的通信方式甚至最原始的方式,也不愿意使用不完善覆蓋的5G網絡,因為生產經營的可靠性是需要首先保障的。

這種情況下,尤其是一些有大量室內場景的行業用戶,5G室內覆蓋應該是更主動型的方式,為行業用戶可靠生產經營真正做到網絡保障服務。雖然5G有網絡切片、邊緣計算等相應技術來保障行業用戶網絡高可靠性,但若室內基礎設施覆蓋沒有做好,這些技術也是無源之水。

室內分布式系統(室分)是增加室內覆蓋的主要方式,5G產業鏈中,有大量企業在室分方面做了很多工作,引入新型室分系統和形成新的室分商業模式,比如中國鐵塔推行的共享室分方案,來降低5G室內覆蓋的成本。

能否做到面向業務模型的按需室內覆蓋部署?

無線通信網絡在室外進行覆蓋,但室外的隨機性更強,比如在道路覆蓋中,雖然有長期大數據的支持,但沒有人能夠精準預測所有時段人流量的大小,對應的就是對于無線通信網絡的壓力大小。為了保障用戶體驗,室外覆蓋往往需要保留更多冗余以應對連接數和流量的突發暴增。

在很多室內場景中,隨機性相對較小,尤其是一些產業物聯網場景。在很多情況下,各行業生產經營場所中使用無線網絡,尤其是一些具體的生產場景,由于這些基本是封閉場所,所要連接的設備數量、密度和頻次相對固定,在業務模型基礎上規劃室內網絡覆蓋相對精準一些,可以說是一種按需覆蓋的方式。

舉例來說,工業互聯網中工廠內聯網的情景,廠房中需要連接的設備數量、傳感器數量基本固定,每一設備需要傳輸的數據包大小、頻次均是根據業務需求有明確的標準,下行控制需求也相對明確固定,在這樣的情況下,對工廠內進行5G室內網絡覆蓋就有了比較確定的業務模型,在業務模型基礎上可以精細化地規劃室內覆蓋方案,此時就是一種以需求導向的網絡部署模式,部署方式更為靈活。

在過去幾年中,對于大量物聯網場景,以LoRa為代表的非授權頻譜的廣域網絡發展速度較快,正是因為其能夠做到針對用戶場景快速按需部署和靈活部署。如今,由于潛在的監管壓力,LoRa網絡部署呈現出從室外走向室內的趨勢,在大量園區、工廠、學校等室內場景中實現快速增長。

實際上,此前NB-IoT的推廣中的一大短板是網絡覆蓋不足且缺乏較為靈活的快速按需部署方式,少量場所中網絡覆蓋不足導致整個項目整體上線率不足。運營商曾推出“物聯小站”等類似的小基站或其他室內覆蓋方案,有方案商采用LoRa、ZETA等其他非授權頻譜網關補盲,不過也有不少客戶放棄NB-IoT的連接方式轉而采用LoRa。

面對行業客戶,未來5G的網絡部署尤其是室內網絡部署應該有更為靈活的方式,努力做到為行業用戶按需部署。對于運營商和設備商來說,產業應用是5G時代新的增長點,提供靈活的5G網絡,做到“網絡即服務”是必然的趨勢,這一過程中,靈活的室內覆蓋方案很有必要。


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