广电总局杜百川:充分利用5G的不同形态

7月10日,“和合共生·5G智屏”2020亚太OTT/IPTV大会于线上召开,国家广播电视总局科技委副主任杜百川以《充分利用5G的不同形态》为题,介绍了当前5G的发展情况以及广电5G未来可期的多样场景应用等内容。

2020年全世界5G正呈现出强劲的发展态势,累计有超过115个国家的约340家运营商加快投资5G网络。不久前的7月3日,5G Rel-16终于完成冻结,Rel-17/18也将为5G带来更多的新形态变化。

通常而言,频段一般会按照高、中、低频段去划分,而移动用户终端与基站的上下行分割有不同方法,按频率还是按时间分割分别称为频分双工和时分双工,上下行通信量通常不对称,下载多于上传。为了提高灵活性和频谱效率,TDD越来越普遍和重要。通过改变上下行持续时间,可以调整上下行容量和网络性能以满足不同需求。但同时对信号同步的要求更加严格,邻站间需要同步和站内设备帧需要对齐,才能保证在指定的时间段内进行传输和避免互相干扰。

根据华为发布的《5G Spectrum Public Policy Position》,5G需要使用多层频段方式去实现多种场景,以集成完成不同的任务。如高频段部署超级数据层,用于需要特别高数据率的使用场景;中频段以部署覆盖&容量层,在容量和覆盖间可成为最佳搭配;低频段以满足覆盖层,用以实现广覆盖和室内深度覆盖。

广电已获得的4.9GHz中频段只有60MHz带宽,因此还不能满足至少80-100MHz连续频谱/MNO的需求,但700MHz目前可满足最低需求。

广电总局杜百川:充分利用5G的不同形态-DVBCN

就频谱授权来看,中国电信与联通已满足连续300MHz需求,可实现室内覆盖;中国广电拥有4.9~4.96GHz频谱范围,通过与中国移动的合作,加之免授权频谱,大体达到了室内覆盖连续300MHz的要求。

全球范围内,多国及地区对700MHz、3.5GHz及24~28GHz的频段指派较多,对于产业链的生成较为有利,设备使用也更为方便、实惠。

5G与广电加速融合

国内随着中国广电正在引领全国有线电视网络加速步入广电5G为代表的的广电+移动通信新业务体系的建立过程中,5G与广电的融合正为国内外业界普遍关注中。

1、中国广电完成5G+8K超高清直播传输

5月17日世界电信日前,中国广电网络联合北京歌华、浙江华数、东方明珠、广科院、规划院基于广电5G+8K技术实现北京、杭州、上海等三地联动直播,是首例应用5G中低频段8K超高清直播,是中国广电强势发力超高清视频产业的重要成果展示。

本次测试中,中国广电利用华为的宏站、室分及终端等设备,在北京、杭州、上海部署中低频段无线覆盖网络,借助三地互联互通网间的承载与传输能力,采用5G SA独立组网模式,充分发挥中低频段广域连续覆盖、高穿透等频谱优势,为本次应用落地提供稳定、可靠、高吞吐的网络环境,有力保障了8K超高清视频直播,验证了中国广电网络组网建网能力。

2、浙江首个广电5G试验网正式启动

今年的5月17日,浙江省的华数传媒打通了首个广电SA VoNR异地音视频高清通话,本次测试基于中国广电全云化,通过杭州本地部署的中低频段高性能基站,终端则采用全球首款支持中低频段的华为手机(据悉,中兴通信在深圳实现700MHz+4.9GHz双载波聚合下行数据吞吐率达到1.68Gbps)。

启动仪式上,华数发布了“六新三化融合创新”的华数5G新战略,通过有线无线融合、数联物联融合、云网融合、媒体融合、科技文化融合、2B2C业务融合,推动新基建网络升级、新平台内容建设、新产品服务提升、新资源合力创新、新场景创新应用、新赛道突破超越,实现网络智能化、业务融合化、产业生态化。同时,华数率先发布了包含基于5G网络的四大类应用、13大场景和三大产品线的广电5G领域首个战略产品全景图。

建筑物内覆盖

作为新的覆盖形式,建筑物内覆盖对5G未来至关重要。与传统4G不同的是,5G将会越来越多的使用中高频段,因为中频段穿透力比较弱,对于建筑物环境而言需要部署补充覆盖方式。

因此,对于广电国网而言,700MHz的强强穿透力但带宽不足以支持人口密度大的地区时,便需要依靠4.9GHz的室内覆盖作为弥补。通过连续300MHz的频谱,可满足室内覆盖的需求,进而可实现支撑起一般家庭的大屏业务、物联网业务及智慧家庭业务等应用场景。此外,室内覆盖也是营业厅、大型商场和智慧大楼不同商业应用的基础,更是工业物联网、自动化和专业5G网的基础。

室内覆盖的关键技术涉及有:

1、无源DAS,其无需将高功率无线提高单个无线发射,而是通过同轴电缆将宏无线电的高发射功率分配给室内多个低功率天线上。对于有线频谱范围内的单个发送/接受流而言具有成本效益。

2、有源DAS,其以结构化的光纤和铜缆代替射频同轴电缆,可通过建筑物内的数字网络传输,在相应的天线重构视频信号。传输的最后一站仍然使用同轴电缆连接到分布式天线阵列。该方案解决了无源DAS的许多RF效率问题,但头端基站和最终天线传输点之间的成本和复杂性增加。

基于网络切片下可探索出多种5G应用场景需求。按照相关性而言,能够在企及的时间段内还是能看到超高清视频点播/直播、车载信息娱乐系统等应用的落地。但云和VR游戏、远程驾驶、VR社交、无线医疗/远程医疗还尚需一定时间去覆盖普及。

5G广播模式

5G广播可呈现为两种不同的应用模式:

1、在5G网络中使用广播模式。任何商业活动都应对公共服务有所贡献,或者说公共服务不应受技术的限制。在4GRel-14就可以实现的广播模式,5G可将进一步增强,包括广播网络分片,关键是5G网络应对广播开放并要进行相应的管理。

2、采用5G技术做传统广播。世界上地面广播已经基本上完成向数字电视的转换,究竟什么是下一代地面广播?各国都为此进行了多种尝试,有的生出了新一代的标准,如ATSC3.0;有与互联网的相结合,如IBBTV;但新的方向是直接采用5G广播技术做地面广播。

由于EBU提出给3GPP的高级别需求,涉及到可预测和可持续的QoS、灵活使用网络容量(包括100%广播)、单独eMBMS组网、单播/广播混合(共享网络)等。为此,广电的机会也变得更多。如欧洲广电运营商积极探索FEMBMS(DVBCN注:即,进一步演进的多媒体广播组播业务),在3GPP原有的架构上加入广播模式。

在国内,广电总局广科院与中广网络有限公司也进行了相应的试验。如双方在北京合作开展了5G广播现场试验,类似于德国的“5G TODAY”项目,意图为2022年北京冬奥会做准备,并希望能成为中国下一代广播。

5G的专网能力

未来,5G非消费者业务将快速增长,运营商现有的消费用户市场已经几近饱和,未来特别是B2B和B2BX市场将会得到加速增长。

目前,华为、中国信通院、中国移动、中国电信、中国联通等组成了5G确定性网络产业联盟(即,5G DN),相关合作单位包括上海振华重工、国网青岛公司、中国南方电网、海尔、COSMOPlat、中科视维、博乐信息等。该联盟认可在智慧化生活、产业数字化和数字化治理三大应用方向中,5G行业应用场景将逐步收敛为“4+X”,即4K/8K UHD、VR/AR、无人机/车/船和机器人四类通用场景及衍生出的X类创新行业应用。

基于Rel-16下,5G已可开启工业级能力,5G有望在未来10到20年内成为全球主要的LAN和WAN技术。在专有5G网络应用场景下,可实现对工厂和仓库能力的新探索,可实现对生产力的提升,还可实现流程创新和新的运营模式。

如中国商飞将8K超高分辨率,高精度视觉检测与5G高速率的特点相结合,推出基于5G网络的8K超高分辨率飞机表面质量检测系统,打造一套适用于飞机表面检测的可移动、柔性、高精度、高效率的视觉检测系统。

在Rel-17中,5G的场景能力将得到更大的扩充,特别是5G非公共网内容制作方面。如对于5G音视频业务制作方面能给与许多支持,可满足多层次的音视频内容制作、流媒体传输等应用的支持等。

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