未来科技体验馆

作者: 汪诘

发布日期: 2019-10-18 17:33:43

本文讨论了5G技术的特点、市场需求及其对未来生活的影响,强调5G的技术飞轮已经形成闭环,并预测5G时代将逐步到来,带来一场席卷全球的大变革。

要谈未来科技,那么5G是不可能绕过去的一个话题,因为这是正在向我们走来的未来生活。在过去的几十年,普通人的生活方式有过两次巨大的改变,第一次改变大约是在2000年后,互联网走进了每一个普通人的生活,我们走进了断网就等同于放假的时代。第二次发生在大约2013年前后,智能手机和移动互联网走进了我们的生活,于是,我们走进了不怕丢钱包,就怕丢手机的时代。

下一次类似这样的巨大改变就是5G时代,或者称为“万物互联”时代的真正来临。

今天这期节目,我会跟你聊两个话题。第一个话题是,我要告诉你为什么5G的发展符合技术飞轮的特点。第二个话题是,我想预测一下半数人开始过上5G新生活方式的时间点大约会在什么时候?

在移动通讯领域,每推出新一代技术,都意味着一次革命性的技术改变。

按照一般人的理解,5G作为新一代的无线通信技术,最主要的特点可以用9个字来概括,就是“速度快”、“并发高”、“延迟低”。虽然这样的理解不能算错,但是肯定是不全面的。就拿速度来说吧,世界各国都有4G网络,但是速度却很不一样,网速最快的新加坡,可以达到46.6兆,但是印度的4G网络,平均就只有6兆左右了。因此在我后面的讲述中,不管我说的是频率还是波长,其实都是等价的。

你只需要记住一点:波长和频率成反比。

5G之所以能称得上是新一代无线通信技术,最核心的技术叫做超密集异构网络。这是一种全新的移动通信网络架构,可以允许5G在超高频的毫米波波段工作,同时可以确保以4G时代的10倍密度部署基站而不会出现频谱干扰现象。更通俗的讲,5G就是能够扩展到更高频的通信波段,能够利用好更大的网络带宽,能够把基站建设得更密,也能够把天线建设得更密集而不会产生干扰现象。

大家只要把握住“超密集”这三个字,就能理解5G的优势了。

现在的4G网络已经基本抵达瓶颈了,随着基站和天线密度的增加,同频干扰现象就会越来越严重,速度就再也上不去了,这就是4G网络在科学原理上的瓶颈。新一代移动通信网络这个称号,是5G全新的底层架构所决定的。这个架构就意味着5G突破了4G的瓶颈,在科学原理上有很大的扩容空间。

技术飞轮的第二个关键点是有没有充足的市场需求。根据2018年《中国宽带速率状况报告》中的数据,中国联通的4G平均网速达到了20.42M。很多人都觉得,4G网络还有很大的潜力可挖,即便不能更快了,现在这个速度,看个电影,听个音乐,已经是绰绰有余了,现在风风火火的建设5G,是不是个伪需求啊?这里我要告诉你,这真的不是伪需求。

5G之所以选择在这个时间点大力度推广,一方面是因为5G的技术积累已经可以满足大规模商业推广的需要了,另一方面,也是因为4G技术在应用的过程中,也真的遇到了技术瓶颈,即便升级4G也很难解决。比如说,有些经济发达地区的网友就抱怨说:“为什么4G发展了这么多年了,没见速度提升,反而还越来越慢了?”这种网速变慢的感觉,还真的不是幻觉。而且越是人口稠密的地区,这种情况就越是明显。

目前应对这种情况的唯一办法是,让移动运营商提前按照会场的人数临时部署车载移动基站,用于解决临时出现的通信拥堵问题。除了网速变慢和通信拥堵这两个很明显的民用需求以外,还有一个推动5G商用化的巨大力量,那就是万物互联的需求。实际上,普通老百姓听到5G首先想到的肯定是手机,但是5G从业人员,听到5G很可能首先想到的不是手机,而是Iot,也就是万物互联。

万物互联的低端版本名叫“物联网”,水电煤气公司可以远程查看我们家里的电表、水表和煤气表,然后在支付宝上给我们发放电子账单,这就是物联网最贴近生活的应用。现在,智能音箱、互联网电视这些家电已经非常常见了,那些可以远程开关的电灯、空调之类的设备也早已失去了新鲜感。但是大家应该也注意到了,上面提到的这些物联网应用,无一例外的只是把设备本身连入了互联网而已。

它们仍然有一个控制中心,这个中心,要么是一个人,要么是一个能暂时替代人的软件。这些设备之间其实并没有互联。

同样的,5G技术就好比允许所有的联网设备互相加个微信,或者拉一个群。联网的设备们可以凑到一起商量一下,看看怎么能把一件事儿做得更好。这个模式就是万物互联。万物互联最典型的例子莫过于自动驾驶了。想象一下,如果一辆自动驾驶汽车需要变更车道,而目标车道上又匀速排满了其他汽车,它就必须与目标车道上行驶的其他汽车打个招呼,等其他汽车给这辆想要并线的汽车匀出一块地方,这辆汽车才能开进来。

5G的基础建设需要多少钱?再来看技术飞轮的第三点,5G目前面临的主要问题是不是能用钱解决?答案是肯定的,而且制约5G发展速度最大的问题恰恰就是资金问题。因为无线通信依赖基础建设,是先投入后产出。中国工程院数字通信科学家邬贺铨院士提供过一个数据:“中国在过去的6~7年里,花在4G建设上的投资大概是7000亿元到8000亿元,相当于运营商每年投入1000多亿元。”

我国的5G网络目前是工作在3300兆赫~5000兆赫之间的频段上的。这是一个很高的频段。但是,频率越大,衰减就越厉害,所以基站与基站之间的距离就必须缩短。如果想要达到与4G相同的网络覆盖率,5G基站密度将是4G的3倍左右。也就是说,如果想要5G信号在上海市实现全覆盖,大约需要建设7.8万个5G基站才行。

虽然我们总是听到某个城市动辄就要建设几万个5G基站,听起来工程浩大的样子,但实际上的难度应该还是在三大运营商的能力范围之内。

分析至此,我们可以得出结论,5G的技术飞轮已经形成闭环,开始转动,这个飞轮也必然会越转越快,再也停不下来了。5G时代的到来不是一夜之间的突变,而是一个渐进的过程,但最终一定会引发一场席卷全球的大变革,整个过程很可能会持续20年。最初,身处于5G试点区域的人,可以体验到令人惊艳的上网速度,因为这时候与你分享带宽的人数会很少,网速自然就会相当快。

在一些公共场所,比如体育馆,火车站和飞机场等人员密集的场所,你会发现上网速度比你的家里要快上几倍甚至十几倍,这是因为毫米波5G已经在这些需求最高地方逐渐普及了。令人无限期待的自动驾驶技术很可能会在15年以后才能逐步走向实际应用。自动驾驶技术比家用电器困难的地方不仅仅是技术细节,更有两个巨大的阻碍需要突破。

一个是通信协议上的统一,只有所有的汽车厂商都遵循这个协议,自动驾驶汽车才能在路面上完成通信和协作。另一个问题是新老汽车的交替,也必然需要一个漫长的淘汰过程。关于5G,我非常喜欢邬贺铨院士的那句话:“4G改变生活,5G改变社会。”

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