導讀:在4G依然占據(jù)蜂窩網(wǎng)絡主流、WiFi技術持續(xù)更新?lián)Q代的背景下,5G商用中如何做好不同無線接入技術的融合值得關注。
5G的問世帶來的不僅僅是新的技術和業(yè)務,還在于其更強的包容性,從技術標準和商業(yè)模式都考慮到與其他通信網(wǎng)絡的融合。5G并非無所不能,各類成熟的無線通信網(wǎng)絡既然存在很長時間從而形成廣泛的產(chǎn)業(yè)生態(tài),一定是在部分場景下具有自身優(yōu)勢,多種接入網(wǎng)絡能夠充分融合,形成優(yōu)勢互補,則在很大程度上可以低成本地為用戶帶來更好體驗。在4G依然占據(jù)蜂窩網(wǎng)絡主流、WiFi技術持續(xù)更新?lián)Q代的背景下,5G商用中如何做好不同無線接入技術的融合值得關注。
熱點高容量的場景,盡一切可能提升用戶體驗
眾所周知,國際電信聯(lián)盟(ITU)對5G定義了3大應用場景。而我國的IMT2020(5G)推進組在發(fā)布《5G概念白皮書》時,根據(jù)具體應用情況,將ITU定位的增強移動寬帶(eMBB)場景拆分成了連續(xù)廣覆蓋和熱點高容量兩個場景,因為兩者確實可以通過不同KPI來實現(xiàn),加上低功耗大連接(mMTC)和低時延高可靠(uRLLC),該白皮書給出了5G每一場景下的KPI指標分類。
來源:《5G概念白皮書》
可以看出,熱點高容量是一個具有極大挑戰(zhàn)性的場景,因為這一場景基本在固定的場所,而單位面積中連接的設備數(shù)量又大大超出其他場景,同時還要達到1Gbps以上的體驗速率,可以說是一種比較苛刻的要求。熱點高容量一般出現(xiàn)在密集的辦公樓、住宅,以及會有突發(fā)大流量的體育場、演唱會現(xiàn)場、商場、機場、火車站等場所,其自身特點決定了需要各類技術來滿足熱點高容量的需求。
一方面,辦公場所、住宅雖然可能比較密集,但基本具有相對固定的容量,網(wǎng)絡服務商可以進行業(yè)務模型設計來支持其容量需求,但在體育場、演唱會、商場等場所,人員和設備數(shù)量可能會突然爆發(fā)式增長,所有設備都有聯(lián)網(wǎng)需求,而且對網(wǎng)速和容量需求都非常大,此時對網(wǎng)絡形成巨大壓力。比如,一個體育場館沒有比賽時網(wǎng)絡處于空閑狀態(tài),但在重大賽事時會在短時間內(nèi)聚齊上萬甚至數(shù)萬觀眾,每位觀眾都有至少一臺聯(lián)網(wǎng)智能設備,即使是基本的通信需求也需要較大的容量。
另一方面,新的終端設備和技術手段出現(xiàn),對流量消耗迅速增加,VR觀賽、高清直播等新的形式出現(xiàn),無不需要網(wǎng)絡的彈性化很大,具備快速擴容能力。比如,一場足球賽可能需要多視角交互式直播,觀眾也可以通過VR設備體驗身臨其境的進球,在這種情況下體育場就不僅僅需要保障觀眾基本的通信需求,還要保障這些更高體驗的通信需求。
在以往的操作中,網(wǎng)絡服務商會在這些場所專門做通信保障,比如增派應急通信車、增加臨時基站等,在5G網(wǎng)絡部署中,對于熱點地區(qū)可能會采用更高的毫米波頻段增加容量、波束賦形技術提升系統(tǒng)性能等操作。不過,一些熱點高容量的場所本身已有LTE、WLAN等其他無線通信網(wǎng)絡的部署,若能借助其他網(wǎng)絡共同承擔流量的增長,則很明顯能夠減輕5G網(wǎng)絡的壓力和投資。正如筆者在《如何在5G時代真正體會到1G的網(wǎng)速?WiFi竟然成了重要助力!》一文中提到,多家運營商已計劃采用流量卸載技術,與WiFi運營商合作,在熱點地區(qū)實現(xiàn)5G和WiFi的融合來承載爆發(fā)式流量增長。
多無線接入的融合,5G在包容中提升用戶體驗
熱點高容量作為5G時代一個典型的應用場景,對多無線接入網(wǎng)融合的需求比較明顯。5G時代多網(wǎng)絡融合是業(yè)界持續(xù)探索并最終推向商用的一個方向,主要是5G業(yè)務和運營特點產(chǎn)生的多網(wǎng)絡融合的需求。
在業(yè)務特征方面,5G面臨著更多樣化的業(yè)務和場景需求、更高用戶體驗要求和更低時延能耗要求,5G也需要借助“外力”來共同滿足這些需求;在網(wǎng)絡運營方面,由于5G時代不同網(wǎng)絡共存是事實,若不實現(xiàn)多網(wǎng)絡融合,則不同網(wǎng)絡間無法靈活調(diào)度帶來資源浪費,不同網(wǎng)絡間互操作性復雜而且需要獨立維護,運維成本較高。
中國電信技術創(chuàng)新中心曾對5G時代多網(wǎng)絡融合的業(yè)務和運營需求進行總結,不同的用戶體驗和網(wǎng)絡運營的需求對多種接入技術融合提出的要求總結如下圖所示:
其實,早在4G時代,業(yè)界就已經(jīng)對LTE和WLAN的融合做了大量標準化和商用工作。3GPP在R12階段就開始立項,研究LTE與WLAN在無線接入網(wǎng)側的協(xié)作。此后的R13、R14階段,推進LTE與WLAN融合的增強技術標準。
早在2015年,IMT2020(5G)推進組發(fā)布的《5G概念白皮書》中就指出:無線局域網(wǎng)(WLAN)已成為移動通信的重要補充,主要在熱點地區(qū)提供數(shù)據(jù)分流。下一代WLAN標準(802.11ax)制定工作已經(jīng)于2014年初啟動,預計將于2019年完成。面向2020年及未來,下一代WLAN將與5G深度融合,共同為用戶提供服務。
這一期望是基于業(yè)界的共識做出的,3GPP在5G相關技術規(guī)范中,提出了5G網(wǎng)絡的開放性,開放性一方面表現(xiàn)在對原來4G網(wǎng)絡的開放和兼容,另一方面是對非3GPP標準的網(wǎng)絡也可以接入,包括WLAN。目前,802.11ax標準已經(jīng)發(fā)布,并有了新的名稱WiFi 6,充分采用MU-MIMO、OFDMA等移動通信網(wǎng)絡的成熟技術,在速率、容量、功耗等各方面可以提供更好的性能,能夠作為5G多無線技術融合的對象。
近日,韓國電信KT與比利時網(wǎng)絡技術公司Tessares聯(lián)合宣布,已完成新一代多連接接入流量切換與分流管理技術(ATSSS, Access Traffic Steering, Switch and Splitting)標準化工作,并成功進行了全球首個該技術在5G商用網(wǎng)絡的測試。該技術是KT與蘋果、德國電信、Orange、思科等公司合作研發(fā)的,可應用于LTE、WiFi、5G等多種網(wǎng)絡的融合,該技術符合3GPP R16規(guī)范。
諸如ATSSS技術給用戶在5G網(wǎng)絡中不降低用戶體驗的情況下,仍能充分盤活現(xiàn)存的LTE和WiFi網(wǎng)絡等存量資產(chǎn),充分體現(xiàn)5G的包容性并降低5G投資成本。ATSSS已成為3GPP統(tǒng)一標準中的組成部分,但為了提供一個無縫的體驗環(huán)境,雖然有標準的支持,實際現(xiàn)網(wǎng)中不同無線接入網(wǎng)絡之間的融合復雜性很高,5G商用中多網(wǎng)絡融合還需要產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)支持。