“4G改變生活，5G改變社會?！?G不僅僅是帶寬的提升，而且是一次顛覆性升級，是人與人通信向萬物互聯(lián)的轉變，是整個社會數(shù)字化轉型的基石。

移動超高清視頻、增強現(xiàn)實（AR）／虛擬現(xiàn)實（VR）等大視頻應用推動網(wǎng)絡帶寬需求大幅提升；工業(yè)自動化、無人駕駛、網(wǎng)聯(lián)無人機、遠程醫(yī)療、智能交通、智能電網(wǎng)等行業(yè)應用逐步興起，也對網(wǎng)絡提出了超高可靠性、超低時延、海量連接等特殊場景需求。5G將開啟萬物互聯(lián)、無限遐想的新時代，整個社會對5G時代充滿期待。

一、5G產(chǎn)業(yè)環(huán)境趨于成熟

1．5G標準化進程不斷加速

自4G產(chǎn)業(yè)走向成熟時起，國際標準組織和主流運營商逐漸將產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心聚焦到5G的標準制定上，第3代合作伙伴計劃（3GPP）、國際電信聯(lián)盟（ITU）、下一代移動通信網(wǎng)絡聯(lián)盟（NGMN）等標準組織分別在2015年先后啟動了5G相關的標準制定工作［1－3］。2017年12月21日，3GPP的5G新空口（NR）首發(fā)版本——R15非獨立組網(wǎng)（NSA）核心標準正式凍結。這是5G標準的重要里程碑，標志著不久的將來將進入5G網(wǎng)絡建設的規(guī)模驗證和預商用階段。

5G標準比前面的1G、2G、3G、4G標準都更為統(tǒng)一。業(yè)界吸取了移動通信技術發(fā)展的經(jīng)驗教訓，合力推動形成統(tǒng)一的5G標準，避免了各種利益集團之間的紛爭。這是5G標準能夠不斷提速的重要原因，也使得未來5G在基站、終端、芯片等各方面都能夠更為統(tǒng)一，5G產(chǎn)業(yè)鏈將更加容易成熟。

2．各國政府陸續(xù)出臺5G頻譜規(guī)劃

各國政府均將5G網(wǎng)絡建設提升到信息化產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略高度，從全球5G試驗進度來看，美國、韓國、日本、中國將成為首批部署5G網(wǎng)絡的國家，歐洲緊隨其后。中東地區(qū)部分國家也有快速部署5G網(wǎng)絡的需求，如阿聯(lián)酋將在2020年舉辦世博會，卡塔爾將在2022年舉辦世界杯，這些都將刺激5G網(wǎng)絡部署需求。非洲大多數(shù)國家4G普及率仍較低，5G部署計劃將相對滯后。

以中、美、日、韓、歐為代表的多個國家和地區(qū)分別發(fā)布了3．5 GHz、4．9 GHz附近的中頻段以及26 GHz、28 GHz附近的高頻段的5G頻譜規(guī)劃，搶占5G發(fā)展先機。中國在2017年11月確定將 3．3～3．6 GHz和 4．8～5 GHz中頻段作為5G頻段。

3.5 GHz已經(jīng)成為大多數(shù)運營商首選的5G建網(wǎng)頻段，未來可以應用于全球網(wǎng)絡漫游的5G頻段。5G網(wǎng)絡建設需要同時兼顧覆蓋和容量，3．5 GHz頻段借助大規(guī)模多輸入多輸出（Massive MIMO）等天線技術，覆蓋范圍可以媲美1 800 MHz，運營商可以復用現(xiàn)有站點來建設5G網(wǎng)絡。高頻段具有大量連續(xù)頻段，頻譜資源豐富，但網(wǎng)絡覆蓋存在挑戰(zhàn)。

3．主流國家和運營商紛紛明確5G商用時間表

5G已經(jīng)成為全球運營商發(fā)展的焦點，全球51家運營商積極開展5G技術驗證和部署試驗，以中、日、韓為主的亞太地區(qū)最多，共有22家，歐洲16家，北美7家。其中有23家運營商已經(jīng)發(fā)布5G網(wǎng)絡商用時間表，亞太10家，歐洲5家，北美4家。從發(fā)布時間表來看，美國、韓國將率先推出5G商用服務。

中國三大運營商2017年分別在北京、上海等10多個城市啟動5G試驗。中國移動2017年6月提出服務化架構（SBA）正式納入3GPP 5G核心網(wǎng)統(tǒng)一架構，2017年底制定切片分組網(wǎng)（SPN）企業(yè)標準，并與中興通訊等廠家完成SPN第1階段測試。中國電信2017年8月發(fā)布《中國電信5G創(chuàng)新示范網(wǎng)白皮書》。中國聯(lián)通于2017年6月完成首個5G在3．5 GHz和1．8 GHz的雙頻試驗，并聯(lián)合中興通訊在深圳開通5G NR外場測試。中國三大運營商的5G試驗網(wǎng)已經(jīng)全面啟動，2018年將啟動面向商用的大規(guī)模組網(wǎng)試驗，2019年進入預商用階段，2020年進入規(guī)模商用階段。

美國規(guī)劃到2020年為1億家庭提供無線寬帶服務，兩大運營商在2016年初就啟動了在高頻段面向固定場景的5G測試工作。2017年，AT＆T在印第安納波利斯的部分地區(qū)推出5G演進網(wǎng)絡；Verizon向亞特蘭大、達拉斯等11座城市的特定用戶提供高速5G網(wǎng)絡。兩個運營商均計劃在2018年面向全美推出固定5G通信服務。

韓國成立“5G Forum”，推動5G移動通信進展，計劃2020年推出全面的5G商用服務。SKT在2017年6月成功展示3.5 GHz頻段的5G通信，在2017年底前進行規(guī)模預商用5G網(wǎng)絡部署，計劃在2018年冬奧會期間開啟5G試驗網(wǎng)商用服務。

日本計劃在2020年東京奧運會前商用5G移動通信服務。Softbank在2016年9月宣布啟動5G項目，并于2017年6月與中興通訊開展了基于4.5 GHz的5G外場試驗，且成為全球首家將Massive MIMO技術正式投入商用的運營商。

德國發(fā)布了5G國家戰(zhàn)略，借助于5G建設，拉動電網(wǎng)、智慧城市等數(shù)字基礎設施建設。DT在2015年2月成立了5G創(chuàng)新實驗室，2017年在柏林成功部署了基于最新3GPP標準的5G NR網(wǎng)絡連接，并計劃在2018年試運行5G網(wǎng)絡，為廣泛商用部署做準備。

從目前開展5G測試的情況來看，各國運營商對5G應用場景的關注點存在明顯差別。中、日、韓運營商重點關注增強型移動寬帶（eMBB）場景，歐洲運營商關注5G在垂直行業(yè)的應用，美國運營商更關注固定無線接入場景應用。

綜合5G標準進展、各國5G頻譜規(guī)劃、主流運營商公布的5G商用時間表來看，2017年在5G標準、頻譜規(guī)劃、5G關鍵技術驗證等方面均取得了突破性進展，整個5G產(chǎn)業(yè)鏈正加速成熟，2018—2019年將成為5G預商用階段和小規(guī)模商用階段，2020年將逐步進入5G規(guī)模商用階段。5G正向我們走來。

二、5G關鍵技術已經(jīng)開展廣泛的實踐和驗證

5G網(wǎng)絡建設理念已經(jīng)從傳統(tǒng)“業(yè)務適配網(wǎng)絡”向“網(wǎng)絡適配業(yè)務”轉變。5G網(wǎng)絡需要構建為面向eMBB、超可靠低時延通信（uRLLC）、大規(guī)模機器類通信（mMTC）等典型場景服務的綜合性網(wǎng)絡。除了通過天線陣列化、組網(wǎng)密集化、非正交等無線關鍵技術進一步提升無線網(wǎng)絡帶寬能力外，還需要覆蓋到核心網(wǎng)、前傳／回傳網(wǎng)絡、運維系統(tǒng)等，包括網(wǎng)絡云化（軟件定義網(wǎng)絡（SDN）／網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV））、端到端（E2E）網(wǎng)絡切片、運維自動化等方面的關鍵技術，以便靈活適應更多垂直行業(yè)應用場景的差異化需求和商業(yè)模式。

1．無線網(wǎng)絡向天線陣列化、非正交、組網(wǎng)密集化發(fā)展

無線頻譜資源始終是有限的、稀缺的，提升頻譜效率始終是一代代移動網(wǎng)絡升級中的關鍵。多天線空分技術是唯一可成倍提升頻譜效率的技術，Massive MIMO作為最重要的空分技術，支持更為精準的波束控制和更高的并發(fā)流數(shù)，已經(jīng)成為5G最核心的關鍵技術。Massive MIMO技術已經(jīng)被提前應用來解決4G網(wǎng)絡容量問題。在全球很多市場，頻譜資源非常有限，而流量增速很快，產(chǎn)生了4G網(wǎng)絡與流量需求之間的矛盾，將Massive MIMO技術應用到4G網(wǎng)絡，小區(qū)吞吐量提升了4～6倍，成功解決了市場的痛點問題。中興通訊創(chuàng)新地提出Pre5G，將Massive MIMO技術提前應用于4G網(wǎng)絡，獲得全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）頒發(fā)的“突破性創(chuàng)新獎”和“CTO選擇獎”兩項殊榮，并成功將其推向商用。Pre5G Massive MIMO的成功商用，大幅度加速了5G Massive MIMO的商用進程。

非正交技術是5G很有前途的一個技術方向。從1G到4G均基于正交通信技術，具有簡單高效的特點，然而對于超大數(shù)量連接、小帶寬需求，正交技術帶來較大的開銷，且不能有效應對遠近效應。5G提出非正交通信技術，可以針對遠近效應進行優(yōu)化，部分非正交技術可以實現(xiàn)完全的免調(diào)度，例如：中興提出的多用戶共享接入（MUSA）技術，可大幅度提升小數(shù)據(jù)包的性能和效率，并使連接數(shù)量提升6倍以上。

超密集組網(wǎng)（UDN）可以進一步提升5G網(wǎng)絡單位面積的網(wǎng)絡容量和用戶體驗速率，但UDN提升容量的同時，也面臨著同頻干擾、移動性管理、多層網(wǎng)絡協(xié)同等技術問題。國際移動通信（IMT）－2020專門成立了UDN工作組，針對UDN可能面臨的問題提出了一系列解決方案，包括干擾管理、小區(qū)虛擬化等方案。干擾管理通過網(wǎng)絡側多天線技術形成的空域自由度，從頻域、時域、碼域、功率域和空域等角度進行干擾規(guī)避；通過終端側干擾對齊技術，利用干擾信道信息設計編碼和譯碼矩陣，把多個干擾信號抑制到較低的干擾空間。小區(qū)虛擬化以用戶為中心，將多個實體小區(qū)虛擬為一個邏輯小區(qū)，通過傳輸節(jié)點間協(xié)作，為用戶提供一致、連續(xù)的服務，并通過控制層與數(shù)據(jù)層分離，避免了用戶頻繁切換，降低小區(qū)間控制信道干擾，改善了移動性和用戶體驗。

2．網(wǎng)絡功能云化

為了適應業(yè)務的靈活快速發(fā)展，云化部署和分層解耦已經(jīng)成為5G網(wǎng)絡建設的基本需求。中國移動牽頭的SBA架構已經(jīng)成為3GPP的5G核心網(wǎng)統(tǒng)一架構。遵循互聯(lián)網(wǎng)軟件架構發(fā)展歷程和NFV架構，電信網(wǎng)絡功能從軟硬件解耦、云化部署／多層解耦，進一步向云原生架構發(fā)展。5G核心網(wǎng)和5G集中單元（CU）將遵循NFV技術架構，采用云原生技術構建，并基于虛擬化／容器化的基礎設施靈活部署。

NFV技術架構已經(jīng)在4G網(wǎng)絡的虛擬演進分組核心網(wǎng)（vEPC）、虛擬IP多媒體子系統(tǒng)（vIMS）等建設中得到了規(guī)模商用驗證。中國移動、中國電信、VDF、AT＆T等主流運營商均已經(jīng)在云化基礎設施、核心網(wǎng)虛擬化、三層解耦等方面進行了充分的驗證，積累了豐富的經(jīng)驗。中興通訊已經(jīng)為VEON提供了架構領先、面向5G演進的SDN／NFV云化網(wǎng)絡解決方案，可實現(xiàn)端到端網(wǎng)絡切片和軟硬件解耦，2G／3G／4G同時接入，總體擁有成本（TCO）降低達30．4％。

3．承載網(wǎng)絡彈性化

5G建設，承載先行，5G承載網(wǎng)的技術和標準變得越來越重要。面對5G無線接入網(wǎng)絡（RAN）側靈活切分、核心網(wǎng)云化等架構轉變，承載網(wǎng)可以采用分組傳送網(wǎng)（PTN）、無線接入 網(wǎng) IP化（IPRAN）、光 傳 送 網(wǎng)（OTN）、波分復用點對點無源光網(wǎng)絡（WDM－PON）、微波等靈活構建前傳、中傳和回傳網(wǎng)絡，并引入SDN架構、靈活以太網(wǎng)（FlexE）、靈活光傳送網(wǎng)（FlexO）、分段路由（SR）、超高精度時間同步等關鍵技術，來構建統(tǒng)一彈性承載網(wǎng)絡，滿足5G網(wǎng)絡超大帶寬、超低時延、靈活連接等關鍵需求。例如：FlexE技術實現(xiàn)媒體接入控制（MAC）層與物理（PHY）層解耦，可以通過多個物理鏈路捆綁來擴展網(wǎng)絡容量，滿足5G的大帶寬和靈活組網(wǎng)需求；中興FlexE Tunnel技術進一步將FlexE從接口級技術擴展到網(wǎng)絡級技術，更好地滿足5G網(wǎng)絡前傳／中傳／回傳的虛擬切片和低時延傳送需求。

在5G外場測試和組網(wǎng)驗證中，5G承載技術已得到充分的試驗和驗證。2017年底中國移動發(fā)布了5G承載SPN企業(yè)標準，并完成了SPN第1階段驗證工作。2017年世界移動大會（上海）期間，中興通訊進行了FlexE Tunnel現(xiàn)場測試，支持端到端連通性檢測、時延測量等操作管理維護（OAM）功能，故障倒換時間小于1 ms，單節(jié)點轉發(fā)時延最低小于0．5 us。

4．E2E網(wǎng)絡切片化

5G E2E網(wǎng)絡切片化是5G網(wǎng)絡支撐行業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵。相對傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡主要面向公眾用戶提供接入服務，5G網(wǎng)絡需要面對接入速率、連接數(shù)量、傳輸時延等業(yè)務服務等級（SLA）指標迥異的不同垂直行業(yè)場景的差異化需求，不同商業(yè)模式在統(tǒng)一的5G網(wǎng)絡架構下共存。5G網(wǎng)絡建設需要貫穿5G RAN、核心網(wǎng)和承載網(wǎng)絡，構建E2E切片網(wǎng)絡，面向行業(yè)客戶提供快速定制交付、自動化閉環(huán)保障、安全隔離的虛擬專網(wǎng)。

基于CU／分布單元（DU）分離的無線接入網(wǎng)、云化的核心網(wǎng)、彈性的承載網(wǎng)的分布式部署、網(wǎng)絡可編程的能力，可以面向 eMBB、uRLLC、mMTC等SLA迥異的行業(yè)應用場景，快速定制具備獨立關鍵業(yè)績指標（KPI）、安全隔離的E2E 5G網(wǎng)絡切片，交付給各個垂直行業(yè)數(shù)字化轉型所需的虛擬專網(wǎng)。3G／4G網(wǎng)絡實現(xiàn)從語音經(jīng)營向流量經(jīng)營轉變，在5G時代，網(wǎng)絡切片將成為電信運營商面向垂直行業(yè)可運營的產(chǎn)品，使5G網(wǎng)絡能更靈活地支撐各個垂直行業(yè)的數(shù)字化轉型。

5．AI賦能5G網(wǎng)絡

5G時代依靠人工進行參數(shù)配置和通過專家經(jīng)驗形成策略的方式越來越難以滿足業(yè)務的動態(tài)變化要求，在5G網(wǎng)絡中引入智能引擎，通過人工智能（AI）技術提升網(wǎng)絡智能化水平，實現(xiàn)智能的策略生成和參數(shù)自動配置已經(jīng)成為趨勢。

AI賦能5G網(wǎng)絡的典型場景有基于AI的5G波束賦形／移動負荷均衡、承載網(wǎng)流量預測和路徑優(yōu)化、虛擬化資源的智能動態(tài)分配、智能運維等。例如：基于AI的5G移動負載均衡（MLB）是利用射頻指紋庫，通過機器學習（ML）／深度學習（DL）算法對負荷提前預測，精選切換用戶和目標小區(qū)，使得負荷快速降低并達到均衡狀態(tài)，平均用戶吞吐量提升10％以上。

AI技術的引入，將大幅提升5G網(wǎng)絡的智能化水平，有效降低運維人力需求，提升5G系統(tǒng)的整體性能和綜合效率。

6．運維自動化

5G網(wǎng)絡中，連接類型的泛化、業(yè)務的多樣性使得網(wǎng)絡向著更加復雜多樣的異構化方向發(fā)展，網(wǎng)絡的參數(shù)配置越來越多，各類網(wǎng)絡策略也愈加復雜，運維自動化已經(jīng)成為5G網(wǎng)絡建設和運營的關鍵。以編排為核心，借鑒DevOps理念提升電信網(wǎng)絡運營效率，以控制、編排、管理、策略、分析（COMPA）為關鍵技術要素，構建自動化閉環(huán)運維系統(tǒng)；并實現(xiàn)E2E切片的快速定制開通、自動化閉環(huán)保障等全生命周期管理，通過能力開放向行業(yè)客戶提供E2E網(wǎng)絡切片的自服務、自運營門戶。結合大數(shù)據(jù)／AI技術，將進一步增強運維系統(tǒng)的自動化能力，包括故障自愈、網(wǎng)絡自優(yōu)化、智能策略生成、網(wǎng)絡規(guī)劃預測等能力。

2017年底，開放網(wǎng)絡自動化平臺（ONAP）開源社區(qū)發(fā)布了針對云化網(wǎng)絡建設的自動化運維第1個開源版本——Amsterdam。歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）專門設立了零接觸網(wǎng)絡和服務管理行業(yè)規(guī)范組（ZSM ISG），致力于面向5G網(wǎng)絡與服務，實現(xiàn)靈活、高效地管理、服務、運營自動化系統(tǒng)的標準化工作，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡全生命周期的所有操作流程和任務（包括交付、部署、配置、保障、優(yōu)化）的自動執(zhí)行，包括E2E網(wǎng)絡切片的管理和運營。中興通訊在2017年底協(xié)助中國移動在廣州部署OSS4．0系統(tǒng)，實現(xiàn)vEPC、家寬業(yè)務、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NBIoT）等多場景網(wǎng)絡下的統(tǒng)一自動化閉環(huán)運維管理。

三、中國正在領跑全球5G發(fā)展

中國在全球標準制定中經(jīng)歷了“2G跟隨，3G突破，4G同步，到5G引領”的過程，在5G標準制定中充分彰顯了中國元素。3GPP定義5G物理層的工作組中，華人專家占到60％，其中服務于中國通信企業(yè)的達到70％；中國通信企業(yè)貢獻到3GPP關于5G的提案，占全部提案的40％。如中興通訊在3GPP針對5G的標準提案有3 500多篇，承擔了3個核心規(guī)范編輯人的角色，同時也參與了ITU、電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）、IMT 2020、NGMN、ETSI等 40多個主流標準組織、聯(lián)盟和行業(yè)論壇。

中國在5G產(chǎn)業(yè)成熟方面功不可沒。截至2017年底，中國已經(jīng)完成5G技術試驗的兩階段測試，并全面啟動第3階段測試，驗證5G關鍵技術，推進商用前的互聯(lián)互通工作。中國已經(jīng)建成全球最大的5G外場試驗環(huán)境，在北京懷柔外場完成30個站址規(guī)劃，可滿足多廠家的外場組網(wǎng)性能測試需求；2018年將進一步擴大5G外場測試規(guī)模。

中國將成為5G率先規(guī)模商用的國家之一，快速發(fā)展的垂直行業(yè)數(shù)字化轉型和巨大的用戶規(guī)模都將推動中國5G產(chǎn)業(yè)快速健康地發(fā)展。中國三大運營商和設備商已在5G產(chǎn)業(yè)合作和垂直行業(yè)場景驗證方面開展了很多工作。中興通訊已開展了與多個垂直行業(yè)標桿企業(yè)的深入合作，在VR／AR、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)無線、遠程控制、智能電網(wǎng)、遠程醫(yī)療六大領域的云VR直播、無人駕駛、工業(yè)機器人、遠程挖掘機、無人機電網(wǎng)巡檢、遠程手術等典型場景，不斷探索未來5G的創(chuàng)新應用，優(yōu)化5G基礎網(wǎng)絡產(chǎn)品。

四、未來5G發(fā)展展望

2017年，在整個5G產(chǎn)業(yè)的共同努力下，5G標準、關鍵技術、產(chǎn)業(yè)環(huán)境都取得了突破性的進展，預計2018年將進入規(guī)模的外場測試和預商用階段。但運營商面臨著營收增長的壓力，在垂直行業(yè)應用未出現(xiàn)明顯增長的情況下，運營商對5G投資將相對謹慎。這也將導致5G的建設周期拉長，未來5G發(fā)展將經(jīng)歷3個階段。

2018—2019年，5G外場測試和預商用階段：標準和技術將進一步完善，大規(guī)模外場測試持續(xù)進行，早期的5G小規(guī)模商用將在中、美、日、韓、歐等國家和地區(qū)不斷涌現(xiàn)。同時，Massive MIMO等5G相關的核心技術應用到4G網(wǎng)絡中，Pre5G將成為現(xiàn)階段移動網(wǎng)絡建設的主旋律。

2020—2021年，5G規(guī)模商用初期階段：這個階段5G網(wǎng)絡建設的主要目標是分流4G網(wǎng)絡的壓力，進一步提升無線網(wǎng)絡帶寬，eMBB是核心場景。中國將率先大規(guī)模部署5G網(wǎng)絡，成為全球最大的5G市場。

2022年以后，5G商用持續(xù)深入和拓展：這個階段的主旋律是通信業(yè)與垂直行業(yè)的跨界融合。5G作為未來數(shù)字經(jīng)濟時代的關鍵使能技術和基礎設施，uRLLC和mMTC場景將快速發(fā)展，支撐垂直行業(yè)的數(shù)字化轉型，如智慧城市、環(huán)境檢測、工業(yè)自動化、無人駕駛、智能機器人等，新的場景應用將層出不窮。

5G商用，蓄勢待發(fā)！