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    鄔賀銓院士演講權威發布:5G商用一周年 產業創新再出發

    來源:融合網|dwrh.net 作者:張華 責任編輯:方向 發表時間:2020-10-17 22:44 
    核心提示:疫情催熱了對5G的需求,國家的新基建戰略也加快了5G網絡部署的力度。中國在5G商用之初就部署了SA(獨立組網),今年全面啟動了全網的SA部署。到現在這個時間,中國開通5G基站60萬個,5G的連接數達到1.5億,位居全球之首。實際上在今年3月份的時候,GSMA預測,

    (鄔賀銓院士于2020年10月15日在“IMT-2020(5G)大會—5G 創新發展高峰論壇”上的主題演講實錄)

    從2019年10月31號正式啟動5G的商用,到現在還不到一年。去年商用的時候,距3GPP R15 SA標準凍結只有一個月的時間。中國緊跟R15進程,在全球首批啟動了商用。

    疫情催熱了對5G的需求,國家的新基建戰略也加快了5G網絡部署的力度。中國在5G商用之初就部署了SA(獨立組網),今年全面啟動了全網的SA部署。到現在這個時間,中國開通5G基站60萬個,5G的連接數達到1.5億,位居全球之首。實際上在今年3月份的時候,GSMA預測,到今年年底中國占全球5G連接數要達到70%。最近在網上有觀點認為“5G技術很不成熟、運營成本極高、不易消化成本”,在此想跟大家探討一下。

    5G技術成熟度符合移動通信產業發展規律。移動通信基本上十年一代,每一代開始前幾年都是一個成熟的過程,而且每一代期間也有很多版本升級,可以說技術是不斷完善的,在剛開始商用的時候不成熟是顯然的,尤其是5G。

    1G時,中國比國際最早商用晚了6年,2G晚了3年,3G晚了6年,4G晚了3年,5G是同步的。所以說,過去我們前幾代都是晚了發達國家好幾年以后才開始商用,而且基本都是用國外產品,到了3G開始有部分國產的品牌,4G以來一直有很大的改進?梢哉f,前幾代我們是少了試錯的風險,因為人家走在前邊了。不過由于晚于發達國家商用,我們不僅付出了市場的代價,也不得不承受因自有專利滯后而增加的產品成本,產業鏈失去了領先的機會。

    2G國際標準完成是1987年,商用是1991年,中間有將近4年的時間。3G時,3GPP標準完成是1999年,ITU是2000年,商用最早是2001年,也有一年多甚至兩年的時間,4G的標準完成與最早商用分別是2009與2010年,間隔也有一年的時間?墒,5G商用幾乎與國際標準同步推進。所以從這個意義上,5G的不夠成熟是顯然的,國外也如此。

    5G能效顯著優于4G。我國三個電信運營商2018年電費占收入的比例,有的占3%左右、有的占4%左右,歐洲國家是占1.5%,發展中國家是4~5%,全球平均是2%。我們運營商電費占收入的比重比全球平均要高一些,在5G之前就是這樣。

    有人說:5G用的頻段高、基站密度大,如果要完全達到4G現在的覆蓋水平,5G基站數可能是4G的2~3倍,每個基站的能耗也可能是4G的2~3倍,這樣來算整個5G的基站總能耗可能是4G的4~9倍。實際上,5G基站將來是宏站+微站,宏站數可能跟4G相當,微站更密一點,但是能耗也不會是4G微站的3倍。另外,有WIFI的地方用WIFI,可以省去布放室分系統?偟膩碚f,5G的能耗應該比4G高,但是不是有4~9倍這么高還是值得商榷的。

    另外從能效看,雖然5G能耗高,但支持的速率更高容量更大。例如,64T64R的5G基站可支持10Gbps/810W,換算可得能效為0.18W/GB,而4T4R的4G基站的能效為5W/GB,所以從能效的角度,5G是更有優勢的。當然,我們現在可以采用基站休眠的方案,因為網絡的話務量本身就是有潮汐效應的,忙時和閑時差別可能達到4倍,所以在一些公共場所假如晚上沒有人了,我們可以智能關閉5G、降低發射功率,每天可以節能大概13.45%。也可以不關掉整個基站,只關掉其中的毫米波頻段,就像普通的6GHZ以下的頻段也可以關掉部分載頻。當然這種休眠方案需要技術支持,5G的基站參數組合非常多,靠人工的經驗根本做不了,就要通過自適應AI的技術來支持。有資料分析,采用自適應休眠方案,在覆蓋范圍不變、運營商的服務性能不變的情況下,可以節省15%~25%的基站電力消耗。另外,可以改變供電方式,比如說智能升壓,減少信號線損,有條件的地方使用光伏供電等。

    關于致冷,空調是最耗能的。把空調降溫改成液冷,可以比傳統方式省30%的電。而且目前基站定義的環境溫度標準是18~28度,這是考慮了以前基站內工作人員的舒適度,但現在基站基本上是無人值守的,不需要考慮人在里面工作的舒適度。而且電路板有散熱措施,我建議提高基站的環境溫度標準,這樣就能節省能耗。另外,桿上AAU(有源天線單元)等設備,也可以用自然冷卻的方法。

    5G投資回報狀況與4G相當。5G基站復雜,成本比4G高,但將5G商用一年的基站價格與已經商用7年的4G基站價格直接相比是不合理的,在5G建設周期內,基站成本會下降很快。5G基站比4G密集,投資肯定要高。招商證券預測過,說5G基站等基建項目在建設周期內的總投資可能是1650億美元,4G用了1100億美元,也就是說5G基站投資只是比4G多了50%。我們國家4G建設從2013年起到現在7年了,目前實際用戶占全網移動用戶的80%,5G要達到4G這樣的用戶規模估計要8年甚至會更長一些?梢钥闯,5G年度投資規模并非想象的那么龐大。

     關于投資回報,目前韓國5G用戶ARPU值比4G增加37%,顯示在來自消費者用戶的收入方面,5G將超過4G。事實上即便在韓國,5G的超高清視頻、VR/AR、室內定位、車聯網等業務還未規模應用,如果考慮這些新業務,5G消費者業務收入將是4G的2倍以上。而且長遠看,5G主要收入將來自政企客戶,其貢獻將是消費者業務的3倍以上。因此,綜合考慮宏站和密集微站的建設、運維等因素,5G綜合成本是4G的4~5倍,運營收入將超過4G的6倍?梢哉J為,5G的投資回報會比4G還好一些,或者至少是相當,不會出現投資無法回收的情況。

    5G商用是新一輪研發的開始。中國在全球率先大規模部署5G SA,當然有探路的風險,有產品成熟性、穩定性的考驗問題。室內覆蓋5G也是復雜的,因為高頻電磁波的穿墻能力差了,覆蓋成本高了,深度覆蓋需要比較各種各樣的覆蓋方案,室分系統需要兼顧有源和無源,還要增加物聯網、定位功能及可視化運維等智能化能力。移動通信經驗表明,網絡是需要不斷優化的,5G頻段更高,網優工作更復雜,需要引入人工智能的技術來適應。另外,前幾代移動通信主要是無線空口技術改進的更多,而5G對前傳、城域網、核心網等都有很多改進,對網絡建設運維提出了不少挑戰。

    另外,5G很多能力需要跟物聯網、云計算、人工智能緊耦合來實現,需要協同開發。5G很多新業態是在網絡具有一定規模以后才有的,要加快這個進程,網絡能力需要更好的開放。當然,5G的軟件定義、虛擬化、云化、開放化會引入新的安全風險,所以5G商用應該意味著新一輪技術創新的開始。

    對于5G的關鍵性能,還有待進一步拓展它的應用場景,比如超寬帶,電信和聯通共建一張網,可以通過200兆帶寬支持2.7Gbps,如果用毫米波,將來還可以達到20Gbps。有什么應用呢?目前來看,激光掃描零件視頻5G傳輸、5G+AR眼鏡的機器視覺質檢,但這還遠遠沒有發揮5G的超寬帶能力。5G的低時延、高可靠應用可以做到空口0.5毫秒,eMBB(增強移動寬帶)應用場景也能做到4毫秒,F在用5G VR培訓高鐵司機,還有能很好適應工業、車聯網、特高壓對低時延的要求,今后也同樣需要開發更多能夠充分利用5G低時延特點的應用。

    另外,通過5G可以實現室外水平和垂直分別10米到3米精度的定位,尤其是5G室內定位現在可以做到3米,而且在R17版本可以0.3米,室內定位這是現在衛星導航定位所做不到的。這樣的定位有什么用處呢?現在想到的是自動駕駛、碼頭裝卸、室內定位。是不是還應該有更多的應用可以發揮5G定位的特點?

    還有高可靠,F在5G可以做到優于6個9的可靠性(99.9999%),遠程駕駛、自動泊車,要求是5個9(99.999%),特高壓要求是10-6。實際上,現在還沒有能夠完全把可靠性的特點充分發揮,所以說,我們期待數字化、智能化的轉型,信息化和工業化的融合,來創造更多的應用場景。

    當然,5G創新需要產業鏈更廣泛的合作。終端現在應該是商用的瓶頸,目前手機可供選擇的品種還是不夠多,雖然有幾種接近4G的價位,但是針對一千元以下的還是很少。所以作為用戶,還希望有進一步更便宜的終端,而且目前總體上這些終端的穩定性和待機時長還不能完全滿足大家的期望值,未來中低端的終端需求更大,需要加大開發力度。這里就涉及到了芯片,芯片本身換代是很快的,而我們現在面臨的難題,芯片代工和裝備的基礎缺失,凸顯了外部生態對我們國家5G創新的制約,整個5G的技術成熟性以及能耗的解決涉及到我國工業基礎的補強和再造。

    關于行業終端,基于5G CPE的方式很難真正意義上發揮5G應用效果,需要有更多更豐富的行業模組和芯片,并且以中間件的方式來適應多場景的需要,這方面需要跟行業更緊密的合作。5G本身的行業應用個性化很明顯,需要跟垂直行業跨界合作,但是目前這種合作的商業模式還不清晰。而從運營商和通信行業來講,我們所想到的應用不一定是垂直行業的剛需。

    5G產業創新需要政策來支持,政策法規是不可替代的。整個5G網絡建設時間很長,耗電比較高,希望能得到優惠電價。另外,用戶希望降低流量資費,運營商本身也面臨很大的壓力,期待新基建政策能幫助解困。通信基站選址比較難,需要城市規劃來配合。另外,大量垂直行業應用也超出了現有法規的范圍,涉及到產業安全,人身安全,而且會用到人工智能和深度數據挖掘,這里面又涉及到企業商業秘密和個人信息安全問題,需要有法可依。

    移動通信是在網絡能力具備之后才催生出新業態。2G、3G、4G等前幾代移動通信所比較突出的一些業態,都是商用一段時間后出現的,有些是一年,有些甚至是幾年以后,像微信是在中國3G商用4年以后才出來的。所以,我們有理由相信,5G的很多新業態將會在幾年以后出現,應該是現在我們還想象不到的業態?傊,5G在垂直行業的應用還將會激發出更多更大規模的新業態。

    最后,5G商用一周年取得了預期的成績,交出了全球矚目的年檢答卷。我國5G發展面臨的挑戰和前幾代相比更為嚴峻,尤其是在國際形勢不確定性加劇的環境下,5G仍然需要長期的負重前行。運營商對5G的投資回報壓力很大,需要適度超前穩步推進5G網絡的部署,培育生態,形成“以建促用”的良性模式,同時,5G商用貢獻遠遠超出了通信行業本身。從國家長遠利益看,5G作為數字經濟新引擎責無旁貸。新基建加快5G網絡的部署并開拓更大的應用空間,5G發展前景廣闊,但需要持續創新去實現。

    (備注:相關圖片為中國國際信息通信展組委會提供給融合網&呼麥網所用,未得到相關版權方許可,請勿轉載。相關權益等歸中國國際信息通信展組委會所有。)

    (責任編輯:方向)
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