到底该如何看待5G?

ittbank 2021-07-09 17:58

从商业的角度来说,“5G”真的是一个绝佳的好名字。

短短的两个字符,简洁明了,既容易记忆,也便于传播。对于普通大众来说,他们一眼就能看出,5G是4G的升级,是更为先进的通信技术。


然而,站在技术的角度来说,“5G”这种过于简单的称谓,也带来了不少负面影响。

它掩盖技术复杂度的同时,也模糊了人们对它边界及内部结构的准确认知。换句话说,人人都知道5G,但很少有人能够真正说清楚,到底5G是什么、包括了什么。

公众对5G的模糊认知,导致了5G评价的众说纷纭。有人说5G无所不能、将要改变社会,也有人说5G就是个彻头彻尾的骗局、伪需求。

5G究竟是什么?

5G不是一个严格定义的具象化的物品,而是一个笼统的指代,是一个庞大的技术合集,是一个整合出来的系统。目前,这个世界上起码有几百种设备,被称为5G设备。也有几千种技术,被称为5G技术。5G网络的形态,每个运营商都不一样。

更重要的是,有些设备,既是5G设备,也是4G设备。有些技术,既是5G技术,也是4G技术(甚至Wi-Fi技术)。有些网络,既是5G网络,也是4G网络。

例如,像NB-IoT这个技术,本身就是一个阉割版的4G LTE技术,结果摇身一变,换个马甲,就变成了5G技术。

再例如,OFDMA和MIMO技术,5G和Wi-Fi 6都在用,4G也在用。

换句话说,5G和其它通信技术之间,并没有明确划分的边界。在很多情况下,它们处于“你中有我,我中有你”的共同发展状态。

“你中有我,我中有你”

单纯地将5G与其它通信技术进行比较,没有太大意义。各个技术有各自的特点,以及各自的用武之处。5G和它们之间,并不都是替代关系。搞清楚这一点,非常重要。

我们都知道,通信基础理论并没有突破。如今,电磁波仍然是主要的通信手段,香农公式仍然有效。这就决定了,5G的能力并没有颠覆性的变化,只能称之为“有限度的改进

也许有人会说,相比4G,5G的性能指标确实有了大幅提升呀?

4G与5G的指标对比


确实,指标是有提升的。但指标提升的背后并非全部来自技术创新,更多是资源倾斜照顾(例如更大的频谱带宽划分)、工艺正常升级以及性能重新分配

通信技术的评价指标大致包括:速率、覆盖能力、连接数、时延、容量、移动性、能耗、成本等方面。不同的使用场景,有不同的指标偏重。

以VR场景为例,5G的能效确实更高一些(每bit的用电量更低),但为了更高的速率,牺牲了能耗、覆盖、成本。这就是一种妥协平衡。

而且我们还需要注意到,5G的很多技术特性指标,并不是独有独占的。例如Wi-Fi 6/6E,在某些指标方面,就可以对5G构成威胁。

5G的很多优点,被过度包装了。5G的很多缺点,也被刻意掩盖了。非理性的宣传,让用户对5G产生了过高的期望,结果反而不利于5G的健康发展。

如果说2G是自行车,3G是拖拉机,4G是汽车,那么5G是什么呢?

网上很多媒体说5G是火箭,我觉得太离谱了。5G没有变成火箭,也没有变成飞机,甚至不是高铁,它仍然是一辆汽车。只不过,5G从桑塔纳变成了切诺基,最高时速提升了,然后还可以爬陡坡、过雪地、淌小溪。

5G的价值判断

5G的当前价值被高估,会有所回落,但随着时间的推移,应该会缓慢增长。


▉ 5G的未来演进

接下来,我们深入地看一下,5G各个组成部分的演进。

稍微懂行的读者都知道,移动通信网络有三大组成部分:接入网、承载网、核心网。


在外行眼里,三大部分都是通信。但是,在我们自己看来,三大部分就是三个完全不同的世界。

5G是通信技术标准的一个打包,它包括了移动通信网络的很多方面,但是,并不是所有细节。

三大部分中,5G标准的渗透程度,是完全不同的。

接入网部分,尤其是接入网下面的无线空中接口技术5G NR(New Radio,新空口),是5G最核心的部分,也是标准文件篇幅最大、规定最为详细的部分。

5G NR无线空口的每个参数,都有明确的定义。每一个信号或信道,也都有明确的解释。

前面我提到了定义和边界。对于空口这部分,我们完全可以说,5G是有明确定义和边界的。

核心网部分,5G规范文件也有较为明确的定义,包括网元的名称作用,网元与网元之间的信令格式和参数,都做了详细的规定。虽然5G核心网和4G核心网有一些交叉(尤其是IMS),但自身边界也还是明确的。

最后看承载网。

承载网和前两者完全不一样。承载网的技术标准并不是3GPP统一规定的,而是IEEE、ITU-T、OIF、MSA等一堆组织各自定义的。国内的三大运营商,都选择了各自的不同路线,技术有共同点,也有不同点。

所以,5G承载网是最没有明确定义和边界的(换句话说,其实不存在公认且统一的5G承载网技术)。运营商主推的技术,他们想怎么叫就怎么叫,都可以称之为5G承载网。

而且,承载网并非移动通信所专用。固网宽带通信,和移动通信共用了大量的承载网(传输网)设备。如果笼统称为5G承载网,并不准确。

我个人认为,5G之后的移动通信技术演进,不太可能整张网络以6G、7G的方式迭代发展下去。

无线空口部分,可能独立以6G NR、7G NR的方式进行迭代演进。承载网和核心网,将告别迭代演进(全网替换)的方式,转为生长演进(修修补补,少量替换,累积升级)。


承载网这个东西,一旦真正实现了彻底的全光网络,就等于说搭好了骨架。后面除非有颠覆性的技术出现(取代光纤),否则,不会有批量的设备升级替代。

承载网能力的提升,从容量能力看,是更高速光模块技术成熟,成本下降,批量替换的过程(400G→800G→1.2T→……)。此外,就是运维管理智能化的过程,引入AI,优化调度,不会动辄全网主设备替换。

核心网这边,更没有什么新花样了。

在功能上,5G核心网并没有比4G核心网多什么功能,只不过换了一个云化的平台。对于用户来说,体验没有太大差异,主要是为了方便运营商管理和降成本。多出来的切片功能网元,主要服务于工业互联网、车联网等产业互联网场景的。更大的改变发生在媒体面UPF这边,为了满足海量数据的传输及低时延的需求,大家更关注UPF的处理能力提升。

云化之后的5G核心网,将陷入更大的迷茫。目前来看,根本没有明确的发展方向。唯一能想到的,只有原生智能和原生安全。也就是说,如何将AI技术融入核心网设备,如何让核心网具有更强的安全能力。这两个方向,尚看不出代际升级(所有设备整体替换升级)的必要性。

大家都看明白了吧,除了无线空口这种相对完整的技术包存在代际替换的可能性之外,承载网和核心网几乎都不太可能发生代际替换。代际替换对于运营商来说,成本太过高昂,代价太大,每五年或十年就要换一次全套设备,谁能承受?

所以,到了6G,也许不会再有6G承载网和6G核心网的说法,只有6G无线技术(6G NR?),通过引入太赫兹、超表面、AI QAM,继续强化空口能力。

对于6G,建议大家不要期望太高。我认为,它依然是一辆汽车,不会是火箭。


▉ 结语

俗话说,屁股决定脑袋。其实,屁股也决定嘴巴。

浮躁的社会,听到的、看到的,都不一定是真相。很多人的发言表态,你都要关注他的身份,还有利益出发点。盲目吹捧5G的技术先进性,要么是无知,要么是骗钱。

5G是整个通信行业竭尽全力搞出来的东西。5G的尴尬处境,也反映出通信行业暗淡的发展前景。一方面,我们渴求基础理论的突破,另一方面,我们也希望找到新的需求,出现新的爆点,拉动行业走向新的繁荣。

这一天,究竟还要等多久呢?

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