5G RAN MWC Massive MIMO LTE

MWC焦點技術火力展示 5G RAN商用化正式開跑

2018-08-07
3GPP於日前正式底定5G獨立式(Standalone, SA)新無線電(5G NR)標準,確立5G R15的完整規範。著眼於5G帶來的龐大商機,各大廠商在2018年世界行動通訊大會(MWC)上火力展示5G方案,也意味著5G RAN商用化正式開跑。

隨著5G商用網路將於2018年稍晚率先於美國和歐洲上路,5G自然成為2018年世界行動通訊大會的主角。

此次MWC大部分的討論都針對實務面。包含協助非獨立(Non-Standalone, NSA)5G陣營(利用現有LTE核心網路作為5G NR的覆蓋錨點)往提供完整5G服務的演進;在運輸網路以及關鍵介面皆建置容量的必要性,以支援5G繼續成長與vRAN等新興網路架構。

5G短期內僅支援eMBB/FWA服務

5G初期的部署會參照LTE網路架構,並支援eMBBFWA服務。而虛擬化RAN、網路切片與多存取邊緣運算(Multi-access Edge Computing, MEC)等技術,預期能支援5G時代中更廣泛多元的使用案例,因此在2018年的MWC上也有許多展示與討論,但這些技術仍不夠成熟。此外,電信商與供應商之間的合作,也仍處於實驗階段,不管是針對可能的使用案例或必要的網路架構皆是如此。

MWC上的展示情況看來,愛立信(Ericsson)與瑞士電信(Swisscom)成功展示了使用已商用化的RAN切片與核心網路技術,可以實現4G5G的網路切片。不過,瑞士電信也坦言,若要滿足特定產業對關鍵通訊的嚴格要求,自家網路和基礎建設須要進一步升級。短期內,營運商仍須提升LTE網路的速度與容量,並確保5G真的能讓性能提升。

2017年就已經嶄露頭角的大規模多重輸入多重輸出(Multi-input Multi-output, MIMO),在2018年大會上持續發光發熱,各大廠及部分小廠皆有展出相關產品。

此外,2018MWC上也有不少商用分時雙工(Time Division Duplex, TDD)大規模MIMO產品,單頻段或多頻段皆有,天線密度最高可至64T64R,主要支援3.5GHz頻段。而難度更高的分頻雙工(FDD)大規模MIMO,目前主要供應商也已推出商用化產品,針對主要FDD頻段與最初用於FWA毫米波(mmWave)頻段產品,最高可支援32T32R天線配置。

愛立信認為目前市場對FDD大規模MIMO的需求已十分強勁,而預計在2018年下半年推出FDD大規模MIMO解決方案的三星則表示,將提高頻譜效率、系統資料吞吐量(Throughput)與基地台邊緣效能。

至於5G網路,支持傳統頻段的獨立組網和組合主動/被動配置在此次大會上皆有展示。而較小型的供應商如Blue Danube Systems也推出大規模MIMO相關創新應用,採取結合類比與數位波束成形的混合技術,以減少成本和產生的熱能。

諾基亞(Nokia)表示,營運商目前正試圖釐清大規模MIMO的應用場景,以及他們為什麼需要此技術;華為則預期大規模MIMO最初將用來擴增高利用率LTE基地台的容量。然而,單元裝置的大小是一大問題,通常營運商需要取得許可,才能在現有的基地台上部署大規模MIMO天線陣列。不過,諾基亞表示採用其最新一代的ReefShark晶片組,可將大規模MIMO裝置縮小至較合理的尺寸。

非獨立5G NR布建模式較受青睞

2018MWC上,主流廠商皆表示將同時部署非獨立(NSA)SA,不過初期只會採用非獨立組網情境,目前討論度較高的是利用現有LTE核心網路作為5G覆蓋錨點(Anchor),以及這種方式對過渡至5G可能帶來的影響。愛立信認為在目前提出的各種情境中,在2020年前推出5G網路的營運商大多將採用非獨立Option 3x模式,大部分的晶片組也會支援此模式(1)

圖1 採用LTE/EPC(Option 3x)模式的5G布建模式
資料來源:Ovum

不過,要完全遷移到5G核心網路,未來可能還是會遇到挑戰,而一位諾基亞發言人就特別點出從非獨立組網過渡至5G核心網路仍缺乏設備支援。目前的預期是會透過軟體升級讓非獨立組網可以順利過渡至獨立組網,但從過往經驗可知,設備升級在一開始並非每次都能奏效。中興指出,中國移動、中國電信等計畫在2020年實現5G網路商用的營運商,都打算採用獨立組網的方式,因為成本較低且能帶來長期效益。

開發廠商磨刀霍霍 瞄準5G龐大市場商機

2018MWC上,有線和光纖供應商大致已取得共識,5G時代下傳輸網路需求會大增,不管是在回程(Backhaul)或前傳(Fronthaul)都會出現商機,主要也是因為在許多預期會出現的5G使用案例中,對於容量和網路的延遲都有更高的要求。

在「5G的現實」(Realities of 5G)這場圓桌會議上,來自Adtran、英飛朗(Infinera)等廠商以及都會乙太網路論壇(Metro Ethernet Forum, MEF)的代表都表示已著眼5G市場的龐大商機。

Adtran指出,如果是以大型基地台(Macro Cell)而言,現有配置大量光纖回程線路的蜂巢式網路(Cellular Network)(如歐洲大部分地區的網路)已經可以提供5G所需的基礎建設。不過,當換成小型基地台,就會面臨首要考驗。

與會者一致認為,為滿足5G的高容量傳輸需求,必須增進行動網路和傳輸網路之間的協調,這主要是因為出現了網路切片等新功能,以及對協同運作和使用通用應用程式設計介面(API)的需求。討論中還特別強調,就算業界正從現有的通用公共射頻介面(CPRI)轉向更靈活和高效、基於分組的eCPRI解決方案,5G的超低延遲使用案例對於基頻單元和基地台之間的連接還是會產生特殊的要求。

(本文作者為Ovum下一代基礎建設資深分析師)

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