王昕

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士别三日,当刮目相看。

2019年MWC全球移动通信大会上海展的时候,中国5G还没正式商用,1年多之后,虽然中间阻隔着疫情带来的重重困难,但中国5G早已驶上全速前进的高速公路,并牢牢占据着全球5G技术领先市场之一的地位。

成绩单上的数字是:我国已累计建成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;2020年新增5G连接超过2亿,中国5G连接数占全球5G连接数的87%。

显然,5G正在大踏步的走入中国用户的生活和工作,所有人都有必要对这个未来若干年中陪伴我们的核心技术有更新、更深入的认知,当今年的2021 MWC上海带着江南早春的生机和希望完美落幕,我们尝试在这个全球和中国5G的最佳试练场中,寻找行业、专家、市场和社会对于5G的那些“新认知”。

5G在继续演进和发展的过程中,会出现各种争议、讨论、话题,而2021 MWC上海恰恰提供了一个最新、最权威的平台,能够很好地帮助我们客观、科学地认知中国5G。

耐心看完这篇近万字的长文,你也许会成半个“民间5G专家”。

①降住“5G电老虎”

2020年8月,洛阳联通夜间休眠5G基站一事引发热议,深夜时分,没有用户使用5G的情况下,基站进入休眠模式,节省电费。此举却引发用户吐槽,斥巨资建设的5G基站沦为摆设。

2020年年底寒潮来临,全国多地突发限电,而这也将人们对5G等新基建“缺电”的担忧推至新的高度。5G基站耗电不再仅是三大运营商该为此付出多少成本的问题,而上升为中国新基建可持续性的社会问题。

那么一个5G基站到底耗电多少呢?中国铁塔数据显示,一个5G室外基站单租户平均功耗在3.8KW左右,是4G基站的3倍以上,单个5G基站单租户年综合电费约2.3~3万元/年。某省级运营商也佐证了这一数据,平均每个5G基站每天要用65度电,电价基本在1元/度左右,所以一个5G基站每天用电成本为65元。

前述数据显示,中国目前累计建成5G基站超71.8万个。假设三大运营商将所有建成的5G基站开通,而且全部5G基站由三家运营商共享的理想情况下,一年需要支付165~215亿元电费。

为了节省这笔5G建设运营中的巨大开支,基站节能早已成为通信设备商和电信运营商的重点工作。

去年,华为就与浙江铁塔公司跑出了一套“浙江模式”,利用智能错峰,闲时充电、忙时放电,很好地解决了市电不足阻碍5G建设的问题,特别适合高速、高铁、校园、工业园区等潮汐效应明显的地区。简单理解就是,华为给所有设备都连上了智能开关,当没有业务跑的时候,设备可以休眠。目前,新一代5G基站设备普遍比前代产品节能20%~30%。

除了华为,中兴、诺基亚贝尔等5G设备厂商的主流解决方案都是闲时降频关断,所以在未来很长一段时间内,5G功耗问题都将是一个长期挑战,“闲时降频关断”将成为5G网络使用的新常态,但绝不会阻碍5G覆盖和普及的全盘进度。

“5G基站功耗成本确实在5G网络运营成本中占据了较大的比例,这是一个先天问题,但能改善,而且设备厂商的行动也非常迅速。”GSMA大中华区技术总经理刘鸿说,目前单个5G架站的功耗处于下降通道,每比特功耗也快速下降。

实际上,2019年,我国5G基站耗电量在全社会用电量的占比约为0.05%,几乎可以忽略不计。在全球范围内,移动通信领域占全世界排放总量0.4%,专家希望到2050年26%的移动行业将实现近零排放。

许多人并不知道,每部5G手机一年约产生60克的碳排放足迹,相当于8个牛肉汉堡的制造过程中的碳排放。

移动通信的过去、现在、未来,都绝不是一个高能耗的行业。

②5G专网:天空“最靓的星”

可以说,“5G专网”是对“4G改变生活,5G改变社会”这句话的具体诠释。

“5G专网”对于普通消费者来说,是一个略有门槛的话题,但其也确实是一个企业级服务。如果要为2021年的2021 MWC上海展颁发一个全场大奖,也许“5G专网”就是那个最火的。华为、浪潮、中兴通讯、锐捷网络、神州泰岳等均展示了自己的“5G专网”方案。

在WMC上海展上,但凡提供企业级5G服务的企业,其中一大半都展示了自己的“5G专网”相关服务和产品。甚至可以说,如果一家专业提供全面5G企业解决方案的公司没有“5G专网”服务,那么这家公司就是“不靠谱”的。

如果5G是一条足够宽阔的高速公路,那么“5G专网”就是专门为企业开辟的、各种类型的专用车道。

事实上,普通5G消费者完全也能体会到“5G专网”的魅力,例如绝大多数游戏玩家都希望获得高速、超低时延的移动网络,如果为这些用户专门开辟一个“5G专网”,那将是游戏玩家的“必选项”。

当然,更多的“5G专网”场景仍然藏在企业端,例如网约车、外卖、制造工厂、港口、矿山等都是“5G专网”的潜在用户,“5G专网”能满足企业在高速上传、超低时延、海量连接、高可靠性等方面的苛刻要求。

“目前来看,我国的5G行业专网基本上是与5G公网完全共享或者部分共享的模式,这些与德国等国家的5G专网有些不同。”在展会现场,一位技术专家说道。

德国通信监管部门授权企业提出并获得频段使用和5G运营许可,然后企业就可以自己部署5G专网,不再依赖运营商的5G公网。

“但我国目前仍不支持企业独立部署5G行业专网,因为并没有类似政策出台,企业无法申请频段来建设专网。不过,政策有可能会松动,去年底工信部曾来广东调研,了解专网频率的使用需求。”上述技术专家说道。

刘鸿表示,“5G专网”是5G SA独立组网的一部分。中国在5G SA独立组网的标准制定、产品开发、网络商用等方面起到了全球引领作用。

刘鸿认为,运营商在商业信誉和责任担当方面拥有良好记录,在网络规划和运营优化方面有着丰富经验,在公网和专网结合、互联互通方面拥有独特优势,在设备议价、升级服务方面有着规模优势,长期以来在客户服务、驻场支持方面又有着深厚实力,从各方面来看,电信运营商都是5G专网建设者的不二选择,“GSMA一直主张避免给垂直行业分配优先频段,综合权衡下来,5G专网交给运营商建设是最佳选择”。

③毫米波:中国5G的最大变量

毫米波是中国和欧美、日韩等国5G发展的最大差异化领域之一。毫米波通过24GHz以上高频率提供最极限的5G速度,但相应的天然局限性是频段较高,覆盖面积较小。

目前,毫米波5G在我国尚未商用,我国选择了先发展sub-6G 5G的战略,让更多人先用上5G,事实也证明,我国的这一策略是符合我国国情的,它让中国快速成为全球5G领跑者,并让5G惠及了数以亿计的通信用户。

在第一阶段地市覆盖基本完成的前提下,目前工信部已发文表示要为5G毫米波技术商用做好准备,预计今年我国将展开规模化5G毫米波测试。

毫米波将是全球5G用户获得极致5G上网速率的最主流选择,毫米波技术可以提供10Gbps以上的下载速率。“毫米波小基站用于室内场馆在美国已经比较常见,如咖啡厅、体育馆等多人上网的环境下,毫米波能明显提高现场5G用户的单人和人均5G网速。”一位5G芯片厂商相关技术专家表示。

许多人都曾有过在大型体育赛事或现场会现场信号差、网速慢的经历,“所以交通枢纽、运动场馆、演唱会、写字楼、工厂园区、商场等流量需求大的场景都对5G毫米波技术有很强的需求。刘鸿表示,毫米波和中低频的5G协同组网是目前业界共识的最佳模式之一,GSMA的研究表明这样的组网方式最具经济效益。

目前5G毫米波已拥有比较丰富产品和技术生态,芯片、终端、模组、天线等产业合作伙伴都已经就绪,如iPhone 12等明星手机也都具备了毫米波功能。

在技术层面,中国试点毫米波没有任何挑战,对于我国5G发展来说,毫米波的起步更多表现为战略规划层面的策略,“中国是人口大国、流量大国、制造大国,而这些场景和痛点都与毫米波技术优势吻合度很高,我看好毫米波在中国的发展。”刘鸿说。

④700MHz频段瞄准“5G下乡”

在2021 MWC上海期间召开的2021 GTI国际产业峰会上,中国广电董事长宋起柱表示,今年中国广电将启动700MHz 5G网络的规模建设。

广电系一直是中国通信行业若即若离的参与者,从宽带、数字电视到移动通信,广电系从未缺席,但也未能建立起足够强大的消费级通信网络。

在2021 MWC上海现场,一位5G芯片厂商人士认为,5G的第一波硬件投资和建设已经初步完成,我国许多城市已经具备了全球一流的5G覆盖,下一步5G建设的重点将依然是更完善的覆盖,低线城市、乡村和室内等环境都需要更好的5G,而700MHz频段将成为一枚重要的棋子。

700MHz,是我国5G部署领域的一颗新星,700MHz优质频段是乡村甚至山区等地5G覆盖的有效手段。700MHz的优点是覆盖广,覆盖半径是2.6GHz的2倍,是3.5GHz的2.3倍,覆盖面积扩大了4~5倍,能大规模减少基站建设成本和维护费用。

从市场时机看,中国传统的三大电信运营商电信、移动、联通已在5G市场有所积累,中国广电基本从零开始。虽然其与中国移动合作可以缓解5G建设时间窗口短的问题,但中国广电还需要快速建网、尽早放号运营。

所谓兵马未动粮草先行,在700MHz相关技术的部署上,中国企业也走在前列。700MHz 5G网速世界纪录目前是由中国5G芯片厂商保持的。紫光展锐通过2×30MHz大带宽网络实现下载平均速率673Mbps,上传平均速率352Mbps,这刷新了5G低频段终端的网络速率业界记录。如果700MHz网络也想实现千兆级的超级网速,那么就需要配合其他中频段5G资源来实现,中兴通讯在业界率先完成700MHz+2.6GHz载波聚合验证,系统下行数据吞吐率达到1.849Gbps。

从5G最珍贵的频谱资源来看,700MHz将是中国广电手中的一把好牌,但其市场策略、技术路线细节、投资规划等都将影响700MHz 5G网络在中国的覆盖拓展速度。

⑤“企业级5G没有杀手应用”

在5G时代,“杀手应用”可能是一个伪命题。

从2G、3G到4G,业界其实从没准确预测过下一代通信技术的“杀手应用”,通信技术的变革总是以意想不到的方式推动世界的变革。

5G杀手级应用是什么?“测速、截屏、发朋友圈”,一键三连式的回答,虽然这仅是一个有关5G的笑话和段子,但这也从侧面反应出市场和业界对5G应用规模化喷涌的迫切期待。

“从3G到4G,我们每一G起步的时候,我们都自问什么是杀手级应用?”GSMA大中华区创新与生态合作总经理常洁认为,就像每个人心中都有一个哈姆雷特,对于5G杀手级应用,100个人也可能会有100个解读。

“在消费市场上,我们会期待杀手级的终端和应用,但在企业级市场上不能有这样的一个期待。我认为企业级市场没有所谓的‘杀手级业务’,行业应该踏踏实实将5G相关应用融入到企业中,成为企业的一部分,这才是5G的成功。”常洁说。

“5G应用更多是2B的,个性化很强,所以杀手级应用就会显得少。”和常洁观点类似,浪潮软件集团运营商事业本部副总经理秦念彬认为,预计未来1~2年仍是5G导入期,“成本高和产业链成熟度仍是5G应用规模化发展面临的挑战,比如5G通信模块目前价格在千元以上,是4G的10倍。”

秦念彬表示,随着5G与云网融合的发展,如浪潮、联想、新华三等IT企业也参与到5G企业级应用中来,该领域以前主要由华为、中兴等通信企业来完成。

常洁提醒,虽然5G专网、超级上行、机器视觉、定制化工业模组、低延时等5G相关应用场景越来越丰富,但在5G走向千行百业的过程中,“碎片化”始终是一个值得关注的话题,在5G行业应用走向规模化的过程中,“要标准,也需要行业的合作,更需要创新,既需要短跑的爆发力,更需要长跑的毅力跟恒心”。

⑥5G消息、5G电话,运营商级5G应用会受欢迎吗?

准确的说,5G消息和5G电话算不上一种“新应用”,但其却是电话和短信两大核心基础电信业务的一次重大升级。

由于这次升级由电信运营商主导,产业链厂商参与,所以对于我国的亿万5G用户来说,需要做的事情很简单,一方面,享受5G消息和5G电话带来的全新体验和更便利的生活;另一方面,用脚投票根据自己亲身感受来评判新服务的优劣和尚待改进的地方。

2020年4月,国内三大运营商发布《5G消息白皮书》,推动传统手机短信升级为RCS(富媒体消息),并将共建全球5G消息生态,5G消息被称为“5G时代最先落地的杀手级应用”。如果电信运营商真能撬动数亿规模的用户,那么5G消息从用户规模来说,是一种得天独厚的普惠级5G服务。

作为5G时代可能出现的、运营商推动的超大规模5G应用,今年MWC大会还专门设立了5G消息专区并召开了5G消息高峰论坛。

WMC上海现场,一位中兴通讯工程师解释道,作为手机原生应用,5G消息集图片、音频、视频、位置、联系人等多种形式的富媒体、交互式、智能化的应用于一身。比如,现在收到带有链接的短信,用户往往需要点击链接跳转浏览,而5G消息则可以直接打开;此外,当需要查询银行账户信息时,用户可以在5G消息内直接操作,体验类似于在微信公号或者银行App,不需要专门下载相应App或关注微信公号。

值得一提的是,5G消息不必强绑定5G手机,但5G手机体验更佳。面对蓄势待发的5G消息,截至目前,主流手机厂商已发布逾60款能支持5G消息的手机终端。

中国通信标准化协会副理事长、常务副秘书长代晓慧在大会的5G消息高峰论坛上表态,将与GSMA、相关通信企业一起,共同推动5G消息行业标准工作。

国金证券通信行业首席分析师罗露认为,5G消息将是运营商业务互联网化运营的再一次尝试,更需要建立合理的利益共享机制,构建产业生态实现多方共赢。

作为5G消息的潜在政企应用平台,浙江省气象服务中心主任沈雪峰表示5G气象消息,通过定制化的信息推送和智能化的人机交互,对个人,推行私人定制;对企业,实现趋利避害的增值。亚洲金融合作联盟专职副主席王少钦也表示,5G消息在金融行业应用前景广阔,“能助力金融机构的数字化转型,推动其在金融行业构建新生态”。

除了“5G消息”,一种新型通话模式“5G新通话”也在此次大会的华为展区亮相。和现有通话界面不同的是,5G电话除了展示呼叫号码外,还能显示简介、图片、视频、位置信息。比如,你接到房产中介的电话,呼叫界面不仅能显示置业顾问的信息,还可以发送所推荐的房产图片、位置以及视频等信息。

在拨打客服电话时,用户通常需要被迫听一大段的拨号介绍,然后选择数字序号,但是在5G新通话下,呼叫界面直接把服务及序号展示出来,用户只需按下对应数字键即可。

5G电话与5G消息一样,也无需强绑定5G手机,除了地产经纪外,华为还展示了网约车、快递、外卖、保险、金融等应用场景。一位运营商人士分析,5G消息和5G电话本质上有相通的地方,都是基础电信业务的互联网化升级,都会为用户带来全新的体验,让丰富多彩的互联网应用直接落地到底层的基础通信服务上,甚至不再完全依赖App。

⑦5G比4G安全得多

“如果我们将5G公认为一种新型基础设施,那么我们就要将安全提升到足够的高度。”刘鸿表示,安全是所有基础设施的共性,无论水、电、煤气,还是高速公路,都必须要足够安全、足够可靠。

然而,随着5G连接数量的爆发式增长,网络速度的大幅度提高,网络结构的革命性变化,以及业务形态的多样化升级,5G安全面临前所未有的挑战。

在2021 MWC上海的5G技术峰会上,中国移动信息安全管理与运行中心总经理张滨表示,5G技术促使各方安全主体和安全思维发生了深刻变化,安全不仅是确保5G健康发展的“底线”,更是影响5G发展高度的“天花板”。

张滨建议,针对5G安全的课题,业界应强化标准引领,完善5G安全标准体系,国际标准重点突破,国内标准全面领先,解决安全合规关切,满足安全应用需求,提升安全市场价值,解决用户“不敢用、不能用、不想用”三大难点。

“去年,GSMA中国成立了AI in Security(AI安全)特别工作组。”刘鸿说,《人工智能赋能安全应用案例集》是工作组的第一个重要工作成果,这份报告全面阐述了人工智能在通信网络安全、内容安全、数据安全,以及业务安全和终端安全等方面18个子领域整整30篇应用案例,是业界第一份聚焦5G和AI安全的专业研究报告。

刘鸿强调,5G通过双向认证、标识隐藏等技术大大增强了5G网络的安全性,“5G比4G安全很多,能够攻击的点已经非常少。对于5G安全问题的担忧,来源于攻击者对AI等技术的采用,安全应对必须同步升级和应对”。

5G安全虽然是一个未雨绸缪的话题,但在即将蓬勃发展的5G时代,5G安全将是极其重要的关键,是5G消费和行业应用发展的压舱石。

⑧当北京冬奥会遇上5G

2022年北京冬奥会,是我国近期举办的最重要的国际体育赛事。有幸,在这次2021 MWC上海,观展者也能提前一窥北京冬奥会的通信技术储备。

北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会技术部部长喻红表示,2022年冬奥会将是5G重要的示范营运场景之一,利用5G毫米波可以实现赛事随时回放、实时沉浸显示、运动员位置精准定位等功能。

中国联通副总经理买彦州表示:“作为冬奥会唯一运营商合作伙伴,中国联通正致力于开展冬奥场景5G毫米波试点试验。”据悉,中国联通正在加快北京市内、延庆、张家口等冬奥场馆的5G全面覆盖。

在位于张家口崇礼区东南侧山谷的国家越野滑雪中心,5G毫米波基站已经架设完成,高高的5G基站矗立于白雪覆盖的山谷之中。据悉,中国联通、中兴通讯、高通、中兴手机、OPPO、vivo等厂商已联合在国家越野滑雪中心完成5G毫米波测试。国家越野滑雪中心现场的毫米波专网带宽高达800M,是4G LTE网络带宽的40倍,5G 3.5GNR(目前我国通信用户使用的现有5G网络)带宽的8倍。

更为难能可贵的是,该高达4Gbps以上的超级下载速率“绝不是作秀”,这将是适用于普通冬奥观众的普遍服务。在近期的美国超级碗比赛中,比赛场地内也部署了5G毫米波网络,峰值速率超过2.5Gbps,明显低于北京冬奥场地目前的5G网速水平。

“同一信道可以容纳七八个运动员头戴摄像机传回来的视频,不会出现卡顿。”中国联通研究院无线技术研究中心教授级高工张忠皓表示,明年北京冬奥会的观赛体验非常值得期待。

对于不能到现场观赛的冬奥观众来说,在5G多视角赛场直播展项中,通过毫米波5G多视角赛场直播方案,媒体记者可直接取景张家口国际越野滑雪中心外场,将无人机、头戴摄像机、专业摄影相机通过无线网络与基站通信相连,多角度实时回传运动员在国家越野滑雪中心赛场上的飒爽英姿,实现多角度赛场直播,为观赛者提供多样化的观赛体验。

据一位转播设备供应商技术专家表示,未来冬奥会等大型体育赛事转播将越来越少地使用卫星等手段,取而代之,5G是当之无愧的选择,“目前冬奥会的主要转播机构奥林匹克转播服务公司和央视都基本确定采用5G设备进行户外转播,以实现4K、8K、VR、多机位等超级转播效果”。据介绍,5G多网聚合设备最多可接入6路5G网络,实现最高3Gbps的超级上传效果,以保障北京冬奥会视频转播的最高水准。

⑨飞机上真的能打《王者荣耀》了!

在2021 MWC上海展中,五花八门的5G应用成百上千,但中兴通讯带来的世界首个5G ATG(地空宽带网络)解决方案却依然是那个能够让人一下子就兴奋起来的应用点。

该5G应用令人咋舌的地方在于,相比于传统卫星通信使用的共享带宽,单机只有2G时代网速,使用5G ATG方案可达800M下载速率。

目前,虽然中国飞机乘客已经能在部分线路飞行过程中高空上网,但网速非常有限,一般仅能支持简单的网页浏览、文字消息等,至于观看视频等较大流量应用则远远无法实现。

如今5G ATG的800M带宽意味着,在万米的高空,飞行乘客不仅可以刷微信,也能打《王者荣耀》、看高清视频,甚至还可以看直播带货、万米“血拼”!

中兴通讯虚拟化产品首席科学家屠嘉顺介绍,该方案采用中兴通讯自研的航空级CPE、芯片、核心算法,解决高速移动下的多普勒频偏。支持1200千米/小时的超速度飞行以及300千米的超广覆盖半径,100MHz的带宽下,单机最高下行速率达 800Mbps。这意味着,飞机上网甚至也许比地铁上都快。

据悉,采用Massive MIMO技术,每架飞机独占一个波束,单小区支持8架,单站支持24架飞机同时接入,达峰值速率。机载相控阵天线与地面定制AAU配合,实现智能波束双向跟踪及360度全方位、无死角接入。

去年,该5G ATG方案已由中国商飞和中兴通讯成功合作完成试飞,今年有望在京沪、京广、京蓉(北京至成都)、沪蓉四条航线投入使用。

此外很重要的一点是,5G ATG还能实现前舱数据安全。有了黑匣子飞行数据实时回传,类似马航MH370的失联事件将不再发生。

值得关注的是,我国地空宽带网络的发展还有赖于国家相关部门在频段等资源上的支持和批准,而中兴通讯提供的信息是,今年年内试点行业就可以开通。

⑩5G网络开放是必然趋势

“虚拟化架构和开放性接口是5G网络结构发展的必然趋势。”刘鸿认为,5G网络“开放”本身不仅符合电信运营商利益,也符合用户、垂直行业和通信行业利益,同时也有益于国家5G的健康长远发展。即便对通信行业中的产业链厂商来说,开放架构也同样符合绝大多数厂商的利益,能对通信设备行业的充分竞争和创新带来正面影响。

在2021 MWC上海的“5G圆桌派”论坛上,Strategy Analytics高级分析师杨光也认为,开放性是5G网络的一个重要特征,无论是运营商还是行业需求,都要求RAN向着开放化和虚拟化进行演进。

“回顾移动通信发展的历史,整个移动通信发展的历史就是逐渐走向开放的历史,从1G到现在的4G、5G,整个网络架构就是走向开放的。这个过程当中会有一个性能和效率以及市场竞争、市场活跃度的平衡,开放性对整个产业的可持续发展至关重要。”杨光说。

GSMA成立了Open Networking工作组,不遗余力地推动相关标准的成熟,技术的研发、产品的推出和产业的形成。刘鸿坦率地表示,在中国市场推动虚拟化架构和开放性接口的技术主张得到了GSMA董事会的支持,“电信运营商的需求很明确,并已经意识到其长远战略意义,混搭、灵活、即插即用的组网模式受到欢迎,会在更多共建共享场景下发挥价值”。

杨光补充,企业希望能像部署WiFi一样实现5G的部署,此外运行维护也要灵活,这可以解决工程师驻点维护成本太高的难题,“未来的网络需要集合虚拟化、云化、智能化就才能做到真正的灵活”。

“目前运营商所关注的业务场景主要分为混搭、即插即用和共建共享三大类。”刘鸿表示,共建共享场景也是网络开放能够带来很大好处的领域,为此GSMA从安全和知识产权问题入手推动网络开放的进一步落地。

不可否认,“开放”的背面一定是“安全”,GSMA已经推出相应报告,研究开放网络架构下怎么保证安全。而知识产权方面,业界期待该领域的知识产权保护能找到“最佳平衡点”,既要保护现有专利拥有者的合理利益,又要避免出现技术壁垒,阻碍创新。

目前,5G的核心网已经基本走向了虚拟化,但在技术成熟度和解决方案可落地性方面仍存在挑战,不同产业联盟在技术、产业链、生态等领域展开竞争,而由此引发的无线通信产业化的生产组织模式变革,非一朝一夕可实现,5G网络开放也将是一个长期的过程。