5G 到底什麼時候來,以及,它究竟能給我們帶來什麼? 文字

雷鋒網於 12/06/2016 發表 收藏文章
我國5G推進組6月1日在第一屆全球5G大會上正式發佈了《5G網絡架構設計》白皮書,這體現了我國5G網絡技術研究的最新成果,這意味着我國從5G概念的研究已經進入實質推進階段——5G真的要來了。然而關於5G的幾個問題卻未必能搞清楚,本文將會來談談。


| 5G是什麼?

在3G、4G和5G等名詞中,G是英文單詞“generation”(第x代)的縮寫。因此,5G就是第五代移動通信技術。

在移動通信領域:

  • 第一代是模擬技術;
  • 第二代實現了數字化語音通信;
  • 第三代是人們熟知的3g技術,以多媒體通信為特徵;
  • 第四代是正在鋪開的4g技術,其通信速率大大提高,標誌着進入無線寬帶時代。


簡單來看,5G的速度將會更快,而功耗將低於4G,從而帶來一系列新的無線產品。中移動副總裁李正茂曾經發言要求5G時代的電信設備大幅度降價:“4G到5G時代,單位比特的傳輸成本降低了1000倍,那麼我們也希望電信設備價格也降低1000倍,成本是決定運營商在數據時代能否盈利的關鍵。”


| 5G其實並不是全新科技



  • 關於5G的兩種不同觀點

有一種觀點認為,5G將會是全新技術。這個觀點的代表者為華為無線網絡產品線CMO楊超斌,在他看來,4G再怎麼演變也不會變成5G,5G將會是一個全新技術。

5G不只是一次技術的更新,更是非常大的跳躍性發展、是一個變革,這也意味着網絡架構必須提升,5G對網路的需求將與4G截然不同;雖然現在使用的4G LTE技術仍會不斷演進,但4G再怎麼演變也不會成為5G,5G將會是全新技術。

但大多數技術專家更傾向於以下觀點:5G就是4G技術的必然演進——既要演進也要革命。

雖然任何一代技術發展,都不可能是上一代技術的重複,如果新一代的技術和上一代技術是一樣,那還什麼新一代,所以3G技術不同於2G,4G不同於3G,它的技術原理、解決問題的方式、部署的辦法,實現的能力都不同,但是沒有上一代技術的根基,或者説下一代沒有對上一代的技術傳承,實現革命性的升級也是空中樓閣。


引用5G不是橫空出世個令人驚異的新技術,5G技術是現有技術的新組合,是4G技術的再演進

為什麼要強調“再”?因為4G LTE的後三個字母就是長期演進的意思,5G應是在4G基礎上的再演進。關於技術演進的觀點,科學松鼠會會員通信專業教師奧卡姆剃刀有個通俗的雙駝峰理論,能很清晰解釋5G僅僅是一種技術演進的觀點。

  • 奧卡姆剃刀的雙駝峰理論

奧卡姆剃刀認為,一項新技術概念出現後,在業界會出現一個研究討論的高潮,這是第一個駝峰

相關的學術論文會產為熱點,成堆的博士碩士依託這項新技術完成了畢業論文,雖然很熱鬧,但這僅僅侷限在學術研討層面上,而在具體的技術實現方面還存在着很多問題,或者因成本原因而根本無法量產。

研究討論高潮逐漸降温,這是第一個駝峰的下落期,接下來是低調務實的技術攻關,這個平台期可能幾年也可能一二十年,當技術問題都解決後,就會迎來商家量產和投入市場的熱潮,這就是第二個駝峰

按照國際電信聯盟關於2020年的規劃,5年後就要全面進入5G了,而到現在核心技術體系還沒有確立。回顧3G技術發展史,國際電信聯盟於1998年6月30日接收了3G技術提案,並迎來了第一個駝峰期,直到2009年1月7日,工業和信息化部正式發放了三張3G牌照,這才進入到第二個駝峰,平台期持續了11年,特別是三張牌照之一的TD-SCDMA,直到2013年才真正成熟,平台期長達15年,可剛成熟4G時代就來臨了。按照“雙駝峰規律”,5年後將在全球推廣使用的技術,應在2010年左右就迎來第一個駝峰,而不會在2020前的兩三年橫空出世,然後迅速被國際電信聯盟確定為全球的5G標準,這違反了一般的技術發展規律,不太可能成真。

  • 沒有3G、4G技術的發展就沒有5G

實質上,在5G研究上大部分研發機構選擇的道路也是如此,兩條腿走路。

5G研發中提出兩條腿走路:一方面繼續推動基於4G技術的演進,一方面研發5G新技術,兩者兼顧。

在5G時代的千倍提速要求面前,通過4G技術的演進,只有通過大幅度的加大帶寬才有可能。加大帶寬是起點,由此而產生的毫米波、微基站、高階MIMO、波束賦型等都是順理成章的技術趨勢。5G時代對大規模天線陣列、毫米波技術、新型網絡架構、新型空口設計的關鍵技術核心也大都是基於4G網絡技術延伸而來,大都能成倍提升性能。以軟空口技術為例,這個技術結合Pre5G的硬件處理能力,讓運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力,4G到Pre5G這個階段,終端不用更換,而從Pre5G到5G,基站設備也可以繼續使用。


圖:毫米波技術下的微基站。

明白了5G就是第五代移動通信技術的基本定義就明白是從3G、4G升級而來,自然也是一種技術的積累和演進,也可以説沒有3G、4G技術的發展就沒有5G的產生。5G技術的演進一方面是技術積累的必然結果,當然也要求有革命性創新才能實現演進的目標,另一方面也是人類通信需求快速提高的必然要求。

反過來説,之前5G遲遲沒普及,一是技術達不到,二是還沒有應用的需求出現。現在有了需求,才有了5G。什麼需求?未來的網絡將會面對:1000倍的數據容量增長,10到100倍的無線設備連接,10到100倍的用户速率需求,10倍長的電池續航時間需求等等。坦白地講,可能未來五六年4G網絡或許將無法滿足這些需求,所以5G就必須提前登場。


基於技術演進的判斷,回顧我國通過3G和4G時代的艱苦奮鬥,我們有理由相信我國的產業和技術的提升也為5G佈局打下堅實的基礎,我國從以往被動接受技術變為開始輸出技術,會有機會發展成為全球5G技術、標準、產業和應用服務的領先國家之一,從跟隨到引領,中國通信業有機會在5G時代學習中國高鐵實現彎道超車。三大運營商、華為、大唐、中興等中國企業對5G研發的投入由來已久,並走在世界前列。

| 5G會改變什麼?



我先來講個故事:

清晨醒來,卧室的燈和空調自動開啟。小明來到衞生間,洗臉水已自動調至適中的温度,數碼牙刷記錄並上傳小明牙齒以及口腔的實時數據;戴上眼鏡,妻子帶着孩子正在上學的路上,通過眼鏡片上的虛擬現實顯示,孩子向小明揮手説早安。小明吃過早餐,眨了幾下眼睛,汽車帶着小明自動行駛在馬路上,小明在車上開啟了視頻會議……


這個場景描繪熟悉嗎?1998~2002年的時候,通信圈這樣描繪3G;2005~2012年的時候,通信圈這樣描繪4G;今天,這個描繪傳承給了5G。未來,還會有6G,7G,8G,估計到9G的時候,我有可能聽不到了。因為無法確保能不能活到那時候。

這也是典型代表着通信技術逐步演進的過程,革命性的體驗都是逐步實現和完善的。實質上,5G對移動互聯網的顛覆也是逐步演進的過程,它還將催生出無數新應用、新模式,產業。速100公里的汽車,在5G網絡條件下從發現障礙到啟動制動系統需要移動的距離將縮短到2.8釐米。

五特徵:“無與倫比的快”、“人多也不怕”、“什麼都能通信”、“最佳體驗如影隨形”、“超實時、超可靠”。具體提下在用户體驗方面的5個典型5G場景:

1、速度

5G將比4G快10到100倍,更快的速度也將提升網絡的容量,可以容納更多的用户在同一時間登錄網絡。

2、全景視頻:移動端也能實現

不少人一定會對體育館內的巨屏所吸引。但如果你能在遊戲或者智能手機中獲得同樣的實時畫面呢?你甚至可以切換鏡頭,即時重播,高分辨的4K視頻會讓你耳目一新。


3、自動駕駛汽車:1平方公里內可同時有100萬個網絡連接

我們目前使用的4G網絡,端到端時延的極限是50毫秒左右,還很難實現遠程實時控制,但如果在5G時代,端到端的時延只需要1毫秒,足以滿足智能交通乃至無人駕駛的要求;現在的4G網絡,並不支持這樣海量的設備同時連接網絡,它只支持數量不多的手機接入,而在5G時代,1平方公里內甚至可以同時有100萬個網絡連接,它們大多都是各種設備,獲知道路環境,提供行車信息,分析實時數據、智能預測路況……通過它們,駕駛員可以不受天氣影響地,真正360度無死角地了解自己與周邊的車輛狀況,遇到危險也可以提前預警,甚至實現無人駕駛。


4、互聯網機器人:實時反饋醫生指令

對醫生而言,機器人在手術方面將大有可為。但是它們需要對醫生髮出的指令作出實時反饋。在執行復雜的命令時,正在工作的機器人更需要與醫生實現無縫“溝通”。

5、虛擬現實:各種體感需要極速網絡傳輸

當你戴上VR頭盔後,你便進入了一個虛擬的世界,在這個世界,你可以與他人進行互動,遊戲甚至擊掌。有了5G,用户之間的相互協作將迎來新的時代。相同物理位置的兩人將可以實現相互合作。各種體感功能需要極速網絡傳輸,才能加強虛擬現實,網絡天生就是管道。

還記得這個段子嗎?去營業廳辦卡,問營業員小姑娘“這4g有啥好的?”小姑娘答“大叔,2G可以看倉井空小説,3G可以看倉井空圖片,4G可以看倉井空視頻。”姑娘你盡説些大叔聽不懂的,蒼井空是誰啊?你還是快點給我辦張4G卡吧!

這個段子實際上在3G時代就開始講了,電信和聯通的3G就可以看蒼井空了,希望不要在5G時代還聽到這樣的段子,因為5G的快可不是看普通視頻這麼簡單。

還可以這麼簡單理解5G的體驗變化——

3G、4G乾的都是人事(連接人)不是質變,5G乾的不是人事(連接物)才是質變:在4G網絡下,雲端系統無法傳輸緊急指示讓無人駕駛汽車穿過交通流;4G也達不到在遠程會議中提供即時語言翻譯的速度,更不必提在救死扶傷的手術之中遙控指揮手術刀——要知道,許多即時無線應用的最大延遲期不得超過1毫秒。

| 5G到底什麼時候來?

  • 5G推進加快

第一代移動通信,我國1987年部署,比世界主流晚了8年。

2G,1995年我國開始建設2G網絡,較歐洲晚了4年。

2009年,中國第一個3G網絡開通,比世界上第一個3G網絡開通晚了8年。

2013年中國4G牌照發放,比全球第一個4G網絡晚了約3年。

相信5G,中國的網絡部署將會和全球同步,甚至是最先部署的國家。要知道當前,5G已經成為各國都在加緊搶佔的一塊科技高地。在中國的十三五年規劃綱要中,已明確要加快信息網絡新技術開發應用,積極推進第五代移動通信(5G)和超寬帶關鍵技術研究,啟動5G商用。

關於5G的推進在國家發牌節奏上也明顯加速:2G火了15年;3G火了6年,也湊合了:2009年中國發放3G牌照,中國移動2013年12月4日獲得TD-LTE牌照率先進入4G時代,2015年2月27日,時隔一年多後,工信部公告向中國聯通和中國電信頒發FDD LTE模式4G商用牌照,也就是説國家留給4G的時間最長5年而已。

回顧這個過程,其實中國在2015這個時點上發放FDD拍照實際上也是提前為未來5年做的佈局,那時國家意識到,如果一味地給中國移動4G保護期,中國將喪失2020年5G的佈局,因此通過發放FDD牌照提前將TDD和FDD向5G的演進的限制通道打開,擺脱受制於人的尷尬。只有這樣,基於TDD和FDD技術完全演進基礎上的5G才會利於中國運營商在未來5G的佈局的選擇將更加遊刃有餘,立於不敗之地。

5G在中國,已經不再是一個未來時的概念,它已經成為一個進行時的現實。

我國的5G規劃步驟如下: 2016年準備啟動5G的標準研究,預計在2018年第一個版本的標準將完成,然後根據產品的成熟度,在2020年左右確定商業應用的起步時間。

  • 5G來了,資費會越來越貴嗎?

用户最關心的還是資費,5G的到來,是否會加大運營商、設備商的投入成本,進一步增高網絡資費呢? 真正5G到來的時候,它不僅僅是價格下降的問題。實際上,你可能花同樣的錢能夠得到以前十倍以上的服務。比如説你(花同樣的錢,以前)只能打100分鐘的電話,那麼到5G系統,你可能就能打1000分鐘的電話了。

真會是這樣嗎?是! 實質上,通信業每次技術升級無論從2G到3G還是到4G都沒有擺脱降價的命運,而且每次都能下降20%,放心吧。

不妨回顧下——

引用2G靠2個制式(GSM、CDMA)結束了上萬塊的大哥大豪價,養活移動、寬帶、尋呼機、固話四類公司六家運營商;

3G靠三個制式結束了上百塊的語音和短信高價,只能養活綜合同質化的三家運營商;

5G只能靠一個制式才能進入流量放心用的超低價,只能養活的了綜合類兩或一個通信運營商。

一句話,通信將越來越“賤”!

【作者介紹】@中國好4G,通信類分析師、艾瑞核心專家,專注通信業務研究,有態度的原創。有興趣的可移步其微信公號:“中國3G”(china_3g)。雷鋒網(搜索“雷鋒網”公眾號關注)原創文章,轉載請聯繫授權,並保留完整信息,不得刪減、修改文章。


資料來源:雷鋒網
作者/編輯:中國好4G

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