5G应用85%为室内场景,5G覆盖如何从室外走向室内?

  导 读

  面向千行百业的数字化转型,5G网络覆盖就不仅仅是室外的覆盖,更需要从室外走向室内,为各行业提供优质网络,同时也需要5G室内部署更为灵活。

5G应用85%为室内场景,5G覆盖如何从室外走向室内?

  无线通信网络为人们提供随时随地接入的服务,这一服务背后是通信运营商持续进行的广度和深度网络覆盖工作。5G商用号角已经吹响,赋能万物互联成为共识,但没有网络覆盖的前提,赋能是无从谈起。面向千行百业的数字化转型,5G网络覆盖就不仅仅是室外的覆盖,更需要从室外走向室内,为各行业提供优质网络,同时也需要5G室内部署更为灵活。

  5G应用85%为室内场景,面向产业物联网的室内场景增多

  早在2016年,知名市场研究公司ABI Research就发布报告称:4G时代80%的流量场景发生在室内,从2016年到2020年,室内移动数据流量有望增长600%以上。实际上,我们可以看到过去几年中,移动数据流量的使用确实大部分发生在室内,而由于移动数据流量的激增,WiFi成为室内核心的流量卸载工具,不过近期由于4G流量资费的大幅下滑,4G承载室内流量的比例也开始上升。

  中国铁塔在一份公开演讲资料中提到:5G时代85%的应用发生在室内场景。这一数字虽然暂未得到完全证实,但从目前5G预期的各类场景中,偏室内的应用确实占据很高比例,5G室内覆盖重要性进一步提升。与4G类似,体育场馆、商场、机场、火车站、地铁等场所依然是5G室内覆盖的重点场所,这些场所高密度连接、高频度通信需求要求深度的室内覆盖才能满足消费级用户的体验。

  近日,美国运营商Verizon宣布与美国室内覆盖专业厂商Boingo无线合作,开展5G室内覆盖的部署,在机场、体育场馆、办公楼、酒店等场所建设一个超密集的网络。而早在今年年初,美国另一家运营商AT&T就在其冠名的多个大型体育场馆中开始了5G室内覆盖。尤其是在一些场馆中,VR/AR为用户提供所见即所得的观赛体验,室内5G覆盖就尤其重要。

5G应用85%为室内场景,5G覆盖如何从室外走向室内?

  当然,5G面对的这85%的室内应用场景并不仅限于这些人员密集的场馆,它们主要是4G时代室内场景的延续,而面向各行各业的产业物联网室内场景更为广阔。

  工业互联网被业界认为是5G时代典型的场景,国内外运营商已经与工业企业合作,开始了大量5G工业互联网的试点和商用。中国工程院院士邬贺铨在一次演讲中提到:工业互联网首先是工厂中的一些生产设备需要联网,一些已建成的工厂光纤很难部署进去,就需要用到无线技术。

  5G赋能工厂智能化中,5G网络在很大程度上是需要深度的室内覆盖,因为工业生产主要在室内厂房中完成,室外基站无法为厂房提供可靠的覆盖。工厂中除了固定的机器设备外,还有很多运动设备,如AGV、无人小车、机器人等,这些设备的联网也是在室内场景中进行的。目前不少工厂中已用到了VR/AR眼镜或头戴设备,大大提升工人工作效率,未来在5G和边缘计算的加持下,VR/AR可以做到毫秒级时延,更能为工业生产带来大幅度效率提升。比如,中国商飞利用5G+AR辅助飞机装配,宝武集团计划将5G用于钢铁产线远程集中操控等。其他无线网络如WiFi无法提供大容量、抗干扰和安全性的连接,而5G的特点更适合工业无线的应用,但前提是需要工业场景中可靠的5G室内覆盖。

  在医疗领域,大部分场景也是在室内进行的。目前报道的已经进行的5G医疗案例或合作形式中,除了室外急救车场景外,远程手术、远程会诊、远程示教等都是室内场景,如解放军总医院的脑起搏器手术、安医大二附院的腔镜手术都是在医院内进行,通过5G网络做到医疗设备和操作的低时延协同。

  5G赋能智慧医疗,首要的是在医院系统内做好5G的覆盖,这就要求医院重点场所如手术室中高可靠的5G网络部署就绪。虽然远程医疗有一些场景是在室外,但室外更多是应急的手段,医院内才是就诊和治疗发生的主要场所。(子午物联ziwuiot.com)试想一下,若医院内部5G室内覆盖没有做好,哪位医生或患者愿意将人命关天的手术交给远程协作的机器来完成?从这个意义上来说,没有室内覆盖,5G赋能智慧医疗就是一句空话。

  除了工业互联网、智慧医疗外,国民经济各行各业有大量生产经营活动是发生在室内,5G赋能千行百业也就意味着要为千行百业的生产经营过程做好5G室内覆盖。

  5G室内覆盖:从保障用户体验到保障可靠生产

  回顾过去3G/4G网络商用历程,商用初期主要进行的是室外覆盖,再逐步完善室内覆盖,而进行室内覆盖主要是基于手机用户普遍服务体验的提升。由于5G面对的是万物互联的各种场景,用户群体中手机用户或消费级用户只是其中一部分,室内覆盖当然需要考虑消费者群体的体验,不过除此之外,大量的产业用户可能是未来5G网络运营商新的增长点,此时的5G室内覆盖就不仅仅是保障用户体验,更要保障产业可靠生产。

  以往3G/4G网络覆盖中,室内覆盖主要考虑的是信号盲区、同频邻频干扰、话务拥塞等问题,以此来进行室内覆盖工作。5G采用中频和毫米波频段,相对于3G/4G主流频段,传输和穿透损耗都比较高,室外基站无法覆盖室内,相比3G/4G有更多的室内覆盖建设需求。

  3G/4G主要面向人与人的通信,网络覆盖提升带来的是通信体验的提升,运营商可以被动地进行网络覆盖提升,增加室内覆盖来改善手机用户体验。即使因网络覆盖问题导致个人用户无法通信影响到其工作生活,网络服务商也无需为这一影响承担责任。

  然而,5G相当大部分面向行业用户的通信,是行业用户正常生产经营因素中的一部分,因为网络的故障导致生产经营事故,可能需要承担相应的责任。举例来说,智慧消防中的独立式烟雾报警器会采用无线通信形式来传输报警信号,若某次火灾发生时,因为网络覆盖的原因,报警器没有信号,导致无法及时报警从而使火灾失控,那么网络服务商就有一定的责任。虽然类似的情况目前还在探索中,但可以肯定的是行业用户对此一定是非常谨慎。

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  因此,5G网络运营商对于行业用户不能被动进行网络覆盖提升,因为很多行业用户采用无线网络是用于核心的生产经营工作,若网络覆盖不能达到生产经营需求时,行业用户可能宁愿采用传统的通信方式甚至最原始的方式,也不愿意使用不完善覆盖的5G网络,因为生产经营的可靠性是需要首先保障的。

  这种情况下,尤其是一些有大量室内场景的行业用户,5G室内覆盖应该是更主动型的方式,为行业用户可靠生产经营真正做到网络保障服务。虽然5G有网络切片、边缘计算等相应技术来保障行业用户网络高可靠性,但若室内基础设施覆盖没有做好,这些技术也是无源之水。

  室内分布式系统(室分)是增加室内覆盖的主要方式,5G产业链中,有大量企业在室分方面做了很多工作,引入新型室分系统和形成新的室分商业模式,比如中国铁塔推行的共享室分方案,来降低5G室内覆盖的成本。

  能否做到面向业务模型的按需室内覆盖部署?

  无线通信网络在室外进行覆盖,但室外的随机性更强,比如在道路覆盖中,虽然有长期大数据的支持,但没有人能够精准预测所有时段人流量的大小,对应的就是对于无线通信网络的压力大小。为了保障用户体验,室外覆盖往往需要保留更多冗余以应对连接数和流量的突发暴增。

  在很多室内场景中,随机性相对较小,尤其是一些产业物联网场景。(子午物联ziwuiot.com)在很多情况下,各行业生产经营场所中使用无线网络,尤其是一些具体的生产场景,由于这些基本是封闭场所,所要连接的设备数量、密度和频次相对固定,在业务模型基础上规划室内网络覆盖相对精准一些,可以说是一种按需覆盖的方式。

5G应用85%为室内场景,5G覆盖如何从室外走向室内?

  举例来说,工业互联网中工厂内联网的情景,厂房中需要连接的设备数量、传感器数量基本固定,每一设备需要传输的数据包大小、频次均是根据业务需求有明确的标准,下行控制需求也相对明确固定,在这样的情况下,对工厂内进行5G室内网络覆盖就有了比较确定的业务模型,在业务模型基础上可以精细化地规划室内覆盖方案,此时就是一种以需求导向的网络部署模式,部署方式更为灵活。

  在过去几年中,对于大量物联网场景,以LoRa为代表的非授权频谱的广域网络发展速度较快,正是因为其能够做到针对用户场景快速按需部署和灵活部署。如今,由于潜在的监管压力,LoRa网络部署呈现出从室外走向室内的趋势,在大量园区、工厂、学校等室内场景中实现快速增长。

  实际上,此前NB-IoT的推广中的一大短板是网络覆盖不足且缺乏较为灵活的快速按需部署方式,少量场所中网络覆盖不足导致整个项目整体上线率不足。运营商曾推出“物联小站”等类似的小基站或其他室内覆盖方案,有方案商采用LoRa、ZETA等其他非授权频谱网关补盲,不过也有不少客户放弃NB-IoT的连接方式转而采用LoRa。

  面对行业客户,未来5G的网络部署尤其是室内网络部署应该有更为灵活的方式,努力做到为行业用户按需部署。对于运营商和设备商来说,产业应用是5G时代新的增长点,提供灵活的5G网络,做到“网络即服务”是必然的趋势,这一过程中,灵活的室内覆盖方案很有必要。

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