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關(guān)于5G的這些事

2021-07-09 10:47 作者:鮮棗課堂  | 我要投稿

從商業(yè)的角度來(lái)說(shuō),“5G”真的是一個(gè)絕佳的好名字。

短短的兩個(gè)字符,簡(jiǎn)潔明了,既容易記憶,也便于傳播。對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō),他們一眼就能看出,5G是4G的升級(jí),是更為先進(jìn)的通信技術(shù)。


然而,站在技術(shù)的角度來(lái)說(shuō),“5G”這種過(guò)于簡(jiǎn)單的稱謂,也帶來(lái)了不少負(fù)面影響。

它掩蓋技術(shù)復(fù)雜度的同時(shí),也模糊了人們對(duì)它邊界及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確認(rèn)知。換句話說(shuō),人人都知道5G,但很少有人能夠真正說(shuō)清楚,到底5G是什么、包括了什么。

公眾對(duì)5G的模糊認(rèn)知,導(dǎo)致了5G評(píng)價(jià)的眾說(shuō)紛紜。有人說(shuō)5G無(wú)所不能、將要改變社會(huì),也有人說(shuō)5G就是個(gè)徹頭徹尾的騙局、偽需求。


5G究竟是什么?

5G不是一個(gè)嚴(yán)格定義的具象化的物品,而是一個(gè)籠統(tǒng)的指代,是一個(gè)龐大的技術(shù)合集,是一個(gè)整合出來(lái)的系統(tǒng)。目前,這個(gè)世界上起碼有幾百種設(shè)備,被稱為5G設(shè)備。也有幾千種技術(shù),被稱為5G技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)的形態(tài),每個(gè)運(yùn)營(yíng)商都不一樣。

更重要的是,有些設(shè)備,既是5G設(shè)備,也是4G設(shè)備。有些技術(shù),既是5G技術(shù),也是4G技術(shù)(甚至Wi-Fi技術(shù))。有些網(wǎng)絡(luò),既是5G網(wǎng)絡(luò),也是4G網(wǎng)絡(luò)。

例如,像NB-IoT這個(gè)技術(shù),本身就是一個(gè)閹割版的4G LTE技術(shù),結(jié)果搖身一變,換個(gè)馬甲,就變成了5G技術(shù)。

再例如,OFDMA和MIMO技術(shù),5G和Wi-Fi 6都在用,4G也在用。

換句話說(shuō),5G和其它通信技術(shù)之間,并沒(méi)有明確劃分的邊界。在很多情況下,它們處于“你中有我,我中有你”的共同發(fā)展?fàn)顟B(tài)。


“你中有我,我中有你”

單純地將5G與其它通信技術(shù)進(jìn)行比較,沒(méi)有太大意義。各個(gè)技術(shù)有各自的特點(diǎn),以及各自的用武之處。5G和它們之間,并不都是替代關(guān)系。搞清楚這一點(diǎn),非常重要。

我們都知道,通信基礎(chǔ)理論并沒(méi)有突破。如今,電磁波仍然是主要的通信手段,香農(nóng)公式仍然有效。這就決定了,5G的能力并沒(méi)有顛覆性的變化,只能稱之為“有限度的改進(jìn)”。

也許有人會(huì)說(shuō),相比4G,5G的性能指標(biāo)確實(shí)有了大幅提升呀?


4G與5G的指標(biāo)對(duì)比

確實(shí),指標(biāo)是有提升的。但指標(biāo)提升的背后,并非全部來(lái)自技術(shù)創(chuàng)新,更多是資源傾斜照顧(例如更大的頻譜帶寬劃分)、工藝正常升級(jí)以及性能重新分配

通信技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)大致包括:速率、覆蓋能力、連接數(shù)、時(shí)延、容量、移動(dòng)性、能耗、成本等方面。不同的使用場(chǎng)景,有不同的指標(biāo)偏重。

以VR場(chǎng)景為例,5G的能效確實(shí)更高一些(每bit的用電量更低),但為了更高的速率,犧牲了能耗、覆蓋、成本。這就是一種妥協(xié)平衡。

而且我們還需要注意到,5G的很多技術(shù)特性指標(biāo),并不是獨(dú)有獨(dú)占的。例如Wi-Fi 6/6E,在某些指標(biāo)方面,就可以對(duì)5G構(gòu)成威脅。

5G的很多優(yōu)點(diǎn),被過(guò)度包裝了。5G的很多缺點(diǎn),也被刻意掩蓋了。非理性的宣傳,讓用戶對(duì)5G產(chǎn)生了過(guò)高的期望,結(jié)果反而不利于5G的健康發(fā)展。

如果說(shuō)2G是自行車,3G是拖拉機(jī),4G是汽車,那么5G是什么呢?

網(wǎng)上很多媒體說(shuō)5G是火箭,我覺(jué)得太離譜了。5G沒(méi)有變成火箭,也沒(méi)有變成飛機(jī),甚至不是高鐵,它仍然是一輛汽車。只不過(guò),5G從桑塔納變成了切諾基,最高時(shí)速提升了,然后還可以爬陡坡、過(guò)雪地、淌小溪。

5G的價(jià)值判斷

5G的當(dāng)前價(jià)值被高估,會(huì)有所回落,但隨著時(shí)間的推移,應(yīng)該會(huì)緩慢增長(zhǎng)。


5G的未來(lái)演進(jìn)

接下來(lái),我們深入地看一下,5G各個(gè)組成部分的演進(jìn)。

稍微懂行的讀者都知道,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有三大組成部分:接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)。


在外行眼里,三大部分都是通信。但是,在我們行業(yè)人看來(lái),三大部分就是三個(gè)完全不同的世界。

5G是通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)打包,它包括了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的很多方面,但是,并不是所有細(xì)節(jié)。

三大部分中,5G標(biāo)準(zhǔn)的滲透程度,是完全不同的。

接入網(wǎng)部分,尤其是接入網(wǎng)下面的無(wú)線空中接口技術(shù)5G NR(New Radio,新空口),是5G最核心的部分,也是標(biāo)準(zhǔn)文件篇幅最大、規(guī)定最為詳細(xì)的部分。

5G NR無(wú)線空口的每個(gè)參數(shù),都有明確的定義。每一個(gè)信號(hào)或信道,也都有明確的解釋。

前面我提到了定義和邊界。對(duì)于空口這部分,我們完全可以說(shuō),5G是有明確定義和邊界的。

核心網(wǎng)部分,5G規(guī)范文件也有較為明確的定義,包括網(wǎng)元的名稱作用,網(wǎng)元與網(wǎng)元之間的信令格式和參數(shù),都做了詳細(xì)的規(guī)定。雖然5G核心網(wǎng)和4G核心網(wǎng)有一些交叉(尤其是IMS),但自身邊界也還是明確的。

最后看承載網(wǎng)。

承載網(wǎng)和前兩者完全不一樣。承載網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并不是3GPP統(tǒng)一規(guī)定的,而是IEEE、ITU-T、OIF、MSA等一堆組織各自定義的。國(guó)內(nèi)的三大運(yùn)營(yíng)商,都選擇了各自的不同路線,技術(shù)有共同點(diǎn),也有不同點(diǎn)。

所以,5G承載網(wǎng)是最沒(méi)有明確定義和邊界的(換句話說(shuō),其實(shí)不存在公認(rèn)且統(tǒng)一的5G承載網(wǎng)技術(shù))。運(yùn)營(yíng)商主推的技術(shù),他們想怎么叫就怎么叫,都可以稱之為5G承載網(wǎng)。

而且,承載網(wǎng)并非移動(dòng)通信所專用。固網(wǎng)寬帶通信,和移動(dòng)通信共用了大量的承載網(wǎng)(傳輸網(wǎng))設(shè)備。如果籠統(tǒng)稱為5G承載網(wǎng),并不準(zhǔn)確。

我個(gè)人認(rèn)為,5G之后的移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn),不太可能整張網(wǎng)絡(luò)以6G、7G的方式迭代發(fā)展下去。

無(wú)線空口部分,可能獨(dú)立以6G NR、7G NR的方式進(jìn)行迭代演進(jìn)。承載網(wǎng)和核心網(wǎng),將告別迭代演進(jìn)(全網(wǎng)替換)的方式,轉(zhuǎn)為生長(zhǎng)演進(jìn)(修修補(bǔ)補(bǔ),少量替換,累積升級(jí))。


承載網(wǎng)這個(gè)東西,一旦真正實(shí)現(xiàn)了徹底的全光網(wǎng)絡(luò),就等于說(shuō)搭好了骨架。后面除非有顛覆性的技術(shù)出現(xiàn)(取代光纖),否則,不會(huì)有批量的設(shè)備升級(jí)替代。

承載網(wǎng)能力的提升,從容量能力看,是更高速光模塊技術(shù)成熟,成本下降,批量替換的過(guò)程(400G→800G→1.2T→……)。此外,就是運(yùn)維管理智能化的過(guò)程,引入AI,優(yōu)化調(diào)度,不會(huì)動(dòng)輒全網(wǎng)主設(shè)備替換。

核心網(wǎng)這邊,更沒(méi)有什么新花樣了。

在功能上,5G核心網(wǎng)并沒(méi)有比4G核心網(wǎng)多什么功能,只不過(guò)換了一個(gè)云化的平臺(tái)。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),體驗(yàn)沒(méi)有太大差異,主要是為了方便運(yùn)營(yíng)商管理和降成本。多出來(lái)的切片功能網(wǎng)元,主要服務(wù)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的。更大的改變發(fā)生在媒體面UPF這邊,為了滿足海量數(shù)據(jù)的傳輸及低時(shí)延的需求,大家更關(guān)注UPF的處理能力提升。

云化之后的5G核心網(wǎng),將陷入更大的迷茫。目前來(lái)看,根本沒(méi)有明確的發(fā)展方向。唯一能想到的,只有原生智能和原生安全。也就是說(shuō),如何將AI技術(shù)融入核心網(wǎng)設(shè)備,如何讓核心網(wǎng)具有更強(qiáng)的安全能力。這兩個(gè)方向,尚看不出代際升級(jí)(所有設(shè)備整體替換升級(jí))的必要性。

大家都看明白了吧,除了無(wú)線空口這種相對(duì)完整的技術(shù)包存在代際替換的可能性之外,承載網(wǎng)和核心網(wǎng)幾乎都不太可能發(fā)生代際替換。代際替換對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),成本太過(guò)高昂,代價(jià)太大,每五年或十年就要換一次全套設(shè)備,誰(shuí)能承受?

所以,到了6G,也許不會(huì)再有6G承載網(wǎng)和6G核心網(wǎng)的說(shuō)法,只有6G無(wú)線技術(shù)(6G NR?),通過(guò)引入太赫茲、超表面、AI QAM,繼續(xù)強(qiáng)化空口能力。

對(duì)于6G,建議大家不要期望太高。我認(rèn)為,它依然是一輛汽車,不會(huì)是火箭。


結(jié)語(yǔ)

俗話說(shuō),屁股決定腦袋。其實(shí),屁股也決定嘴巴。

浮躁的社會(huì),聽(tīng)到的、看到的,都不一定是真相。很多人的發(fā)言表態(tài),你都要關(guān)注他的身份,還有利益出發(fā)點(diǎn)。盲目吹捧5G的技術(shù)先進(jìn)性,要么是無(wú)知,要么是騙錢。

5G是整個(gè)通信行業(yè)竭盡全力搞出來(lái)的東西。5G的尷尬處境,也反映出通信行業(yè)暗淡的發(fā)展前景。一方面,我們渴求基礎(chǔ)理論的突破,另一方面,我們也希望找到新的需求,出現(xiàn)新的爆點(diǎn),拉動(dòng)行業(yè)走向新的繁榮。

這一天,究竟還要等多久呢?

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