5G技术将开创万物互联新时代

(-11-19日作)

今天,只要是A股的投资者,人人都在谈论5G。好像不买点5G产业链相关的股票,出门都不好意思跟人打招呼。但是大多数人由于对5G认知的局限性,要么没有买到真正5G受益公司,要么就是提前下了车。目前,大家伙最纠结的事情是,好的5G股票都涨了好多了,还能不能买?5G概念会持续多久?还有没有新的5G的机会,暂时还没涨起来的有没有?

想要得到答案,我觉得要对5G有一个全面的认知,从而才能理清思路。最近刚刚学习了吴军老师的《信息论》,《科技前沿吴军讲5G》2门课程,让我对5G有了一个全面的认识,所以我将会将吴军老师的课程捡重点跟大家介绍,带大家先来搞清楚以下这些问题,并且在讲述的过程中,逐步回答上面的问题。

5G技术目前是什么阶段?

5G是不是伪需求,会不会哑火?

我国5G的建设是个什么规模,会持续多久?

5G与4G最大的区别是什么?

1、5G目前技术成熟了吗?目前是什么阶段

5G的设想最早在年就由美国提出来了,但是当时4G还没有建设好,因此各国真正坐下来讨论5G的标准其实是在年前后。

(主管标准制定的机构叫做3GPP(第三代合作伙伴计划),它成立于年,最初只是为各国协调3G通信标准的组织,后来就负责其历代移动通信标准的制定了。今天世界上主要的通信厂家,包括中国的华为等企业,都在其中。)

标准的制定过程和我们编写软件,或者写书很相像。参与者各自提供自己的想法,大家讨论、修改,形成共同的意见。由于技术不断发展,大家的想法也在改变,运营商的需求也不断增加,因此总有新的东西加进来。

于是,主管标准制定的机构也就是3GPP,在某一个阶段,就必须冻结所有的需求,然后发布一个版本,叫做一个Release,中文常常把它简写成R。

关于5G的标准,目前大家讨论的是15版(3GPP-R15)。在这个标准中,将5G的建设分为了两步走,这两步走得都很艰辛。第一步经过78次开会,无数的讨价还价和妥协,最后在去年底总算是确定下来了。第二步,在年6月份才确定。

第一步是所谓的非独立组网模式NSA,即采用现有4G作为核心网,4G为主,5G为辅,对应的标准则是3GPP-R15-NSA,这是设想的前期做法。

第二步是独立组网模式SA,5G作为核心网,只有5G基站工作,对应的标准是3GPP-R15-SA。这部分标准年6月份在高通所在地圣地亚哥才正式确定。

通常,大家制定好标准后才开始实施,这样比较稳妥。但是这一次,由于国际政治等特殊原因,大家比较急,很多细节还没有考虑周全,有些企业就开始实施了,于是,又不得不搞了两个其它的版本,这也是前所未有的。也就是目前大家都说5G有三个版本的原因。

当然,在目前R15标准中,不管有几个版本,大家至少确认了5G的三个根本性原则,就是增强型移动宽带(eMBB),超可靠低时延(uRLLC),海量机器类通信(mMTC)。其实,第一个是今天人们常说的高速,第二个是稳定性和实时性,第三个是专门为万物互联准备的。

从严格意义上来说,今天各家所推出的基于非独立组网上的5G服务,都是过渡性的。等到了独立组网时才是真正的5G网络,能实现5G的全部特性。从非独立,到独立这个过渡阶段会比较长,这样做是为了保障运营商的利润,给它们比较多的时间逐步进行投资。

按照邬贺铨院士(负责我国5G战略的资深专家)的估计,如果5G用户占整个移动通信的比例要达到85%,即目前3G、4G用户的比例,需要的时间肯定比4G的时间长,而4G的发展中国花了大约6、7年的时间,5G需要的时间肯定比这个长。

按照他的设想,中国会在今后以现有的4G接入网以及核心网覆盖作为锚点,新增5G无线组网接入标准,每年投资亿建设5G,这样一边钱能够收回,一边能够再投入进行网络建设。顺便说一句,从3G到4G,新基站的建设并不多,而5G新基站的建设要多很多。

邬贺铨院士估计,中国完成5G的建设,至少需要10年的时间,投入1万亿以上的资金。当然,如果中国真能够在未来新增的4万亿美元的市场中获得20%的市场份额,即每年亿美元的营业额,产生的利润会远比每年亿的投入要高得多。

需要说明的是,在目前的第15版R15中,很多技术细节还没有细化。3GPP还正在讨论第16版标准R16的内容,R16可以看作5G最终版本标准,等到它完成并冻结之后,5G最终的标准才完全确定,预计时间是年3月。

好,也就是说,我们还没有真正进入5G时代,马上就要迈进这个门槛儿了。

那么4G和5G的标准有什么不同呢?我们在这里省略所有的细节,就从信息论的原理出发,讨论一下它的三大特征,即高速、低时延和海量设备。

5G怎么就提高了移动通信的速度呢?我们用4G时,如果附近人多,速度也会跟不上,因为带宽不够了。必须增加无线通信的带宽,而无线通信带宽的频率是无法向下扩展的,一来那些频率已经被占用了,二来能够扩展的范围有限,因此它只能向上扩展。

目前全世界4G通信的频率大约是在多兆赫到多兆赫的范围内。在5G的方案中,有两个阵营,分别以华为和高通为代表。

华为提出的5G方案是在兆赫,也就是Wi-Fi之上。它的好处是技术简单,能较好地利用4G资源,绕过障碍物的能力强,但是带宽窄,速度受限。华为这个阵营里唱主角的还有英特尔和诺基亚。目前华为在中国试验的5GNSA,就是基于兆赫频率,和4G相结合的过渡型5G。

而高通提出的方案则比较跃进,直接上到28千兆赫的频率,这样的好处是和目前所有的无线通信都不可能打架,而且带宽可以扩得非常宽。但是技术复杂,特别是要考虑无线电波的反射效应,而且传输距离短。但是传输距离短又有距离短的好处,那就是基站可以建设得很小,很密集,辐射反而小,美国的一些城市决定采用这种方案。

邬贺铨院士也承认,未来中国5G还要采用28千兆赫(即所谓的毫米波)频段,当然,这里面有很多利益要协调,特别是那个频段上的频率已经预先分配给其他用途,里边有些部门利益等问题,需要政府来解决。

今天,谈论谁的方案更好,其实意义不大,因为标准中很多细节没有确定,需要等到明年标准确定了再说。因此,说得不客气一点,今天实施5G建设的,都是抢跑者,如果你真买了一个5G手机,可能明年你得把它扔掉。因为新的标准出来之后它可能不兼容。目前全世界真正决定建设5G的电信强国,只有中国、美国和韩国。至于比北京一个区还小的摩纳哥建设了5G,你当新闻看看就可以了。

接下来的问题是,这几个电信强国该不该在标准没有出来之前就开始实施工程。吴军老师的看法是,如果有条件,资金不是问题,这么做完全可以。打个简单的比方,这就如同无人驾驶汽车技术还没有%成熟之前,你总要先在一些城市进行试运行。

目前中国在5G上所取得的一些先机,不仅仅是因为华为在早期开始了研发,还在于中国有较强的工程能力,能够更快地建设5G网络,别的国家还在纸上时,我们已经做足了试验。当然,这种做法有成本,有风险,但是以今天中国的国力,是能够承担这个成本和风险的。

事实上,这种做法的本质是以金钱换时间,而在当今技术发展很快的社会,有了先机就可能挣到钱,而当守财奴其实是没有出路的。在4G之前,中国一直是等到标准确定之后才开始建设,那样就吃了很多亏。

在5G时代,世界领先的相关大企业都有什么优势呢?我们先说说华为,它的优势是全面的,首先在于通信设备制造、基站建设、手机和芯片制造上,其次才是在标准上。相比3G时代,中国企业在标准上已经有了很大的话语权,但是,5G的标准不是中国一国说了算,更不是华为单独拥有一整套标准,这一点我们在前面介绍3GPP制定标准的过程中已经说了。

华为的同盟军是诺基亚和英特尔,作为利益交换,它也需要分给它们足够的利益。华为在标准上的优势是,它拥有很多5G要用到的技术的专利,并且在制定标准时,让标准中的很多方案必须用到它的技术。

5G时代另一个主要的技术贡献者是高通,高通这家公司对专利特别看重,在3G之后,高通从来没有在移动通信上落伍。另外,高通公司在半导体设计上的经验要超过华为,在移动互联网刚刚爆发的年,它的市值还一度超越英特尔公司,成为全球最值钱的半导体企业。应该承认,目前在5G手机芯片上,高通并不比华为落后。

目前第三个明确要启动5G移动通信的国家是韩国。年6月,三星公司和运营商SKT在三星水原产业园进行了3.5GHz频段的5G新标准原型测试,采用的是三星制造的芯片。据报道,它的下载速度超过1Gbps,说明在5G芯片制造上领先于世界。当然这次测试的象征意义大于实际意义,因为毕竟真正的5G不会工作在那个频段上。

顺便说几句,高通虽然设计芯片,但是本身没有生产线,5G芯片的制造还要依赖于三星或者台积电,而三星在5G技术上依赖于高通。它们在5G时代是否会联合,还不得而知。

当然一些朋友关心,在5G时代是否会有新的制造电信设备的大公司诞生,比如过去诞生了思科和华为。说实话,这个可能性不大,因为掌握新一代通信协议的企业就是历次产业升级最大的受益者,但它们通常是现有的大公司。如果在电信设备领域创业,最好的结果也就是卖给思科和华为。

为什么不太可能再诞生一个华为呢?因为全世界的运营商都比较保守,它们接受一个新产品,从论证、测试到商业谈判,至少要18个月,因此,一家初创企业如果一开始的目标就是电信运营商,哪怕东西做得再好,大概率的结果也是还没赚到第一笔钱,融资就花光了。因此,我们可以把


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