打通5G向上的“天梯”，直面5G困境与挑战-品玩

打通5G向上的“天梯”，直面5G困境与挑战-品玩

打通5G向上的“天梯”，直面5G困境与挑战

16小时前

本文作者：捷普绿点高级运营副总监HH Yeo 杨喜豪

近年来，5G技术的普及已演变成一场科技的竞赛，早期开始采用5G的组织或机构已然成了“赢家”，他们不仅把握住了5G技术这一巨大商机，还占领着向客户提供新技术的先机。

纵观5G技术的普及过程，与其说它是一场方向清楚、目标明确的马拉松比赛，不如将它形容成一场需要一步步拼凑的“拼图”游戏。尽管就目前而言，5G的“拼图”尚未完成，但我们依然可以想象出所有碎片拼凑完成后的模样。

早在2020年年中，通讯服务运营商（CSP）们便纷纷发布首批支持5G网络的智能手机，并宣称未来还将推出更多此类手机。大规模多输入多输出(mMIMO)、毫米波(MmWave)等无线基础设施技术的开发和部署也取得了很好的进展。这两项技术的发展极大的促进了5G技术的提速，全球的5G技术日益成熟。谷歌和亚马逊云科技（Amazon Web Services）等科技巨头甚至已经开始着手托管它们自己的5G虚拟网络功能。

除了技术的进步之外，业务和商业前景的扩大也推动着5G技术的阔步前行。新的进入者不断涌现，现有参与者——从通讯服务运营商、云网络开发商和基础设施供应商到天线、芯片组和模块制造商等——都在以一种新颖而又有趣的方式进行着业务层面交流与互动。客户、供应商和合作者之间的关系不断演进。

对于5G的期待，除了更高的数据传输速率、更稳定的关键任务可连接性、支持大规模物联网（IoT）之外。企业也在纷纷思考5G的价值主张——包括5G技术在工业4.0中扮演的角色，以及它能为互联设备、数据、自动化和人工智能带来的好处。

今天，人们在5G技术开发、频谱部署和5G网络支持等方面已经投入了大量资金，5G在全球范围内的部署进展也十分顺利，但5G却不像4G那样对我们的日常生活产生实质性的影响。这是为什么呢？

在回答这个问题之前，我们需要先探讨一下过去几年中，5G技术及其生态系统的发展历程，并从中探寻当前面临的各种新挑战，再加以克服，从而打造真正面向未来的5G技术。

5G“三角论”到5G“蜘蛛图”，5G技术的多样性和复杂性日益呈现

随着5G的支持技术的愈发成熟，5G的复杂性也日益显现。早期关于5G的著名三角论突出了5G的三大优势——即速度更快、延迟更低、同时支持更多的物联网连接点。但随着5G标准的逐渐形成，更多的功能得到了定义和添加。如今，对于5G功能的叙述需要一个11轴的“蛛网图”才能直观地总结。

与4G相比，5G带来实质性改进的领域包括:

• 增强型移动宽带

• 极高的数据速率（高达数G的峰值速率；超过百兆的用户体验速率）

• 超大容量（每平方公里10 Tbps ），可在小面积内处理更多设备

• 深度感知（机器学习的发现和优化）

• 任务关键型控制

• 超低延迟（延迟时间低至1毫秒）

• 超高可靠性（每1毫秒10-5次）

• 强大的安全性（对医疗、政府和金融机构等尤其重要）

• 极高的用户移动性（时速高达500公里/小时（310英里/小时）的设备/车辆仍可保持连接通畅）

• 大规模物联网

• 超低能耗连接，助力物联网设备电池续航时间延长至10年以上。

• 超高密度（每平方公里100万个节点），因而可以同时连接更多设备

• 超低复杂度（每秒十几位）

• 深度覆盖

从丰富性和功能来看，显然，5G在各个领域的功能均有所增长。对运营商来说，拥有如此多样化功能的“工具箱”无疑是个巨大的优势，更丰富多元的功能意味着他们可以根据客户的需求来定制和优化他们的网络，甚至可以增加新的以及具创新性的服务。

然而，过于丰富的功能菜单选择并不意味十全十美，功能的丰富性也会带来困境。首先，对于开发5G产品和服务的公司而言，相较前几代产品，它们需要开发更广泛的功能，投入也会变得更多。其次，很多开发5G产品和服务的公司通常资源有限，因此，他们需要对其未来开发的功能集进行判断和取舍，换言之，他们需要决定哪些功能集优先开发，哪些功能集推迟开发。

除了自身对5G功能需要做出取舍之外，使用5G产品和功能的客户（即运营商）也存在着某种程度的变动，他们通常在5G的部署方面也有着不同的策略，他们并非对所有的功能都感兴趣，通常则是聚焦他们购买的5G功能的子集，而不同的运营商又往往会购买不同的5G功能集，这就造成了提供的5G产品与功能往往较为复杂。

此外，5G功能的广度和高投入也可能会影响甚至放缓其推出的速度。如何在各种挑战与5G“工具箱”的强大功能带来的巨大利益之间找到一个平衡点，这是一件非常有趣且值得深思的事。

5G频谱分配、投资和部署正在进行中，但进展缓慢

尽管5G在技术推出和产品开发投入方面都取得了很大进展，但，无处不在的高速5G服务为什么没有对我们的日常生活产生显著影响呢？

要回答这个问题，我们首先需要了解一个关键的概念——频谱：要在广阔的地理范围内提供无处不在的高速覆盖，需要提供与房地产相当的无线等价物——即频谱，频谱通常是由国家监管机构进行分配，得到分配后，才可通过部署相关设备来实现应用，而这也必将是一段较为漫长的过程。

众所周知，全球频谱分配正在如火如荼的进行中，频谱投资的热度也很高，近期美国中频频谱拍卖拍得810亿美元便证明了这一点，不同于美国采用的频谱拍卖制度，中国的频谱管理则是通过政府分配来实现的，早在2018年12月，中国的工信部便开始向三大运营商分配了500多MHz的5G频谱资源。2019年，工信部又向四家运营商正式发放了5G商用牌照。频谱分配和商用牌照发放，极大地推动了中国通信行业的发展。

而对于频谱，主要分为三种：高频带/毫米波、中波段/C波段、以及低频带。

在美国，对于中频段的5G频谱（1Ghz-6Ghz）而言，频谱经过拍卖完成后，可能还需要数月的时间来清理频谱，并部署在该频段运行的设备。例如，美国2021年2月拍卖中拍得的频谱预计要到2021年12月运营商才能进行测试，而此时，挑战则从频谱的可用性问题变成了设备投资和部署的问题。而中国在中低频段频谱的部署方面，已领先全球率先实现了为三家运营企业至少各许可连续100MHz带宽频率资源，所许可的5G系统中低频段频谱资源总量为全世界最多，有力保障了各基础电信运营企业在中国范围开展5G系统组网试验所必须使用的频率资源。

相较中频段频谱，高频段频谱（24 GHz-40 GHz）的动态特性又有所不同，高频段的频谱通常很清晰，并有足够的“空间”。但因为该频段的无线信号的传播距离比较有限，一个基站的平均覆盖范围只有数百米。因此，要实现良好的高频带覆盖，就必须部署大量的毫米波基站。

毫米波基站与传统的小型基站部署类似，它们在获得租赁、站点审批、电源和站点连接等方面都需要大量的时间。同时，考虑到站点数量众多，因此在事关基站建造运输与物流工作也将面临着诸多困难，并且十分耗时。

因此，无论选择哪种频谱，对于网络运营商和服务商来说，频谱许可成本和设备部署成本加起来都将是一笔巨大的投资。那么这就迫使他们不得不去考虑一个非常关键问题：如何产生收益来抵消这些投资呢？

答案可能在于“杀手级应用程序”。

杀手级应用程序从何而来？

尽管当前5G话题引起了广泛的关注，但许多消费者并清楚5G到底是什么是个什么样的技术，当5G真正摆在他们面前时，他们会犹豫到底要不要投资。因此，对5G而言，能够为用户带来颠覆性体验的“杀手级应用程序”则变得至关重要。

据爱立信近期的一项研究发现，移动设备消费者愿意为捆绑新应用和服务的5G计划多支付20%至30%的溢价。但与此同时，另一项发现却给我们敲响了警钟：目前约70%的用户对缺乏新应用程序的5G服务并不满意。换言之，用户能否体验到5G带来的益处，更多需要依赖“杀手级的应用程序”。

尽管“杀手级应用程序”是说者容易做者难。但我们仍然可以在某些潜在领域里发现一些可遇不可求的杀手级应用程序。

如何应对5G技术的最大挑战？

5G技术的复杂性和多样性、频谱清理和部署以及杀手级应用程序的缺乏等都是5G部署面临的难题。实际上，这些难题并非不能解决。

无论是国外的频谱、清理、拍卖、以及相关设备部署等目前存在的部分难题，抑或是在中国独有频谱分配情况，只要采用恰当的方法，假以时日便可解决。

至于频谱的部署，新的研究发现，现有商用技术可能是降低毫米波覆盖成本的最佳方式。“移动专家（Mobile Experts）”证实，运营商通过混合使用有线和太阳能智能中继器来扩展基站之间的覆盖范围，可以节省高达52%的毫米波基站的部署成本，从而减少特定区域所需的基站数量，降低成本。

去年，在中国上海举办的世界移动大会上，工信部副部长刘烈宏表示：“目前，中国已经累计建成5G基站超过71.8万个，约占全球的70%，独立组网模式的5G网络已覆盖全国所有地市，5G终端连接数超过两个亿，户均移动互联网接入流量较4G用户高出50%。”

不断演进5G生态系统将加速5G的实现

要解决5G的复杂性和多样性问题，推动5G功能全面、快速的发展，需要更广泛的生态系统的深度参与。如今，更多传统电信行业以外的公司和设备供应商正在开发网络和用户设备——如手机、无线电、小型蜂窝和客户终端设备（可以放在家里或大楼里的“5G盒子”）等。这些努力能够更好地满足因5G的复杂性带来的更广泛的需求。

以开放式无线接入网络（Open-RAN）为例，Open-RAN有三大关键要素：RAN应用程序云化、智能化和自动化、以及开放的内部RAN接口。有了开放网络，以及一套跨行业的标准规范，通讯服务运营商就可以根据他们的5G技术部署不同的OEM的组件（无线电、数字设备等），从而获得极具竞争力的价格和更加丰富的功能。Open-RAN让更广泛、更多样的无线电设备供应商，甚至是非传统参与者也有机会参与竞争，并满足市场对的各种5G功能的不同需求。

如今，5G生态系统正在形成并向小型公司、初创公司和典型设备制造商和通讯服务运营商之外的其他企业张开怀抱。超大规模公司和其他非传统的二级公司正在使用Open RAN来托管自己的无线网络功能并开发相关软件，以此来突破5G功能和使用者的界限。

谁将开发出“杀手级应用程序”？

与4G功能相比，5G应用通常涉及专用网络、固定无线互联网和医疗保健等概念，这些功能似乎都是渐进式的。然而，杀手级的应用程序却能够极大地推动5G生态系统投资，得益于这些应用程序提供的差异化功能，高级用户或家庭才更愿意每月额外支付10美元或20美元的费用，来更好地支撑杀手级应用的运行。

对于能够推出真正引领5G时代的杀手级应用程序，我们须重点考虑那些需要频繁出差的用户，即不拘泥于一个工作地点的个人，通常为商务用户。比如，这些飞行常客、长途驾驶者和严肃的流媒体用户需要什么产品来随时随地保持GPS导航，保持视频通话清晰？答案的关键在于清楚如何利用5G的关键功能，为其提供提供稳定可靠的高速数据连接，帮助他们提高工作效率。

因此，提供高度连接性的应用程序正是驱动5G经济引擎的强大动力，消费者愿意为此而支付费用。

人工智能和机器学习是如今大多数的科技文章都会提及的两大名词。从智能家庭语音助手，到医疗保健或可再生能源等领域的应用，再到基于传感器和气象数据的系统优化，人工智能与机器学习正缓慢而稳步地走进我们的日常生活。

然而，在移动环境下，人工智能仍然面临着挑战：移动用户是否充分掌握了的人工智能的处理能力，能否实时获得大量的数据，这是最大的障碍。

但5G技术提供的真正差异化优势，却能为人工智能与机器学习实现并支持移动化创造了可能。支持边缘计算的先进网络架构可以将大量的处理工作部署到移动用户身边，在为这些算法提供必要支持的同时，不会增加移动手持设备的耗电、发热和成本。5G固有的超低延时和超高的连接可靠性有效降低了系统设计中的传播（光速，3x108米/秒）延迟，为人工智能和机器学习算法所需的大量数据能够集中在云存储库中，同时在逻辑上或架构上“贴近”执行算法的边缘处理器，从而实现其他通信技术无法实现的新一代移动人工智能和机器学习功能。

我们可以想象一下，某个在目前的5G生态系统中尚处于萌芽阶段的小公司，通过将此类技术应用于某个具有“杀手”潜力的应用程序中，从而一跃成为具有颠覆实力的大公司，而这在未来完全有可能成为现实。

5G是未来，5G的步伐也正逐步加快。

规范的复杂性、频谱的可用性和杀手级应用程序的缺乏是当前5G面临的最主要的挑战，不容小觑。至少就目前而言，5G还没有像4G在过去十年那样带来实质性的经济增长。据估计，在2011年至2019年期间，美国GDP增长的10%来自于无线行业（由4G驱动）。显然，5G还没有实现这一点。而据中国信通院发布了《中国无线经济白皮书》显示，无线经济已成为中国国民经济的重要组成部分，2020年规模已超3.8万亿元，占中国GDP比重约3.8%。

尽管存在任务的、技术的、经济的复杂性，以及不确定性带来的复杂性，但5G技术的进步是显而易见的。这种进步不仅体现在技术和投资上，更体现在玩家生态系统成熟度上。传统的线性商业模式在无线领域一直盛行，但现在这种情况正在改变。新的参与者不断涌入5G领域，公司可能会发现自己既是客户，也是供应商，同时也可能是合作伙伴。

未来，5G领域的成功参与者将不仅是优秀的合作者，同时也是更广泛的生态系统的积极参与者。这是5G相对于前几代产品的一个巨大优势，我们相信这一优势将为5G在当前的逆境中提供强大的动力。团队合作、灵活性和强大的创造力将是解决5G难题的关键。

充满前景的5G时代已在不远的未来，让我们翘首以待，见证未来。