本文作者：捷普綠點高級運營副總裁HH Yeo 楊喜豪
近年來，5G技術的普及已演變成一場科技的競賽，早期開始采用5G的組織或機構已然成了“贏家”，他們不僅把握住了5G技術這一巨大商機，還占領著向客戶提供新技術的先機。
縱觀5G技術的普及過程，與其說它是一場方向清楚、目標明確的馬拉松比賽，不如將它形容成一場需要一步步拼湊的“拼圖”游戲。盡管就目前而言，5G的“拼圖”尚未完成，但我們依然可以想象出所有碎片拼湊完成后的模樣。
早在2020年年中，通訊服務運營商(CSP)們便紛紛發(fā)布首批支持5G網絡的智能手機，并宣稱未來還將推出更多此類手機。大規(guī)模多輸入多輸出(mMIMO)、毫米波(MmWave)等無線基礎設施技術的開發(fā)和部署也取得了很好的進展。這兩項技術的發(fā)展極大的促進了5G技術的提速，全球的5G技術日益成熟。谷歌和亞馬遜云科技(Amazon Web Services)等科技巨頭甚至已經開始著手托管它們自己的5G虛擬網絡功能。
除了技術的進步之外，業(yè)務和商業(yè)前景的擴大也推動著5G技術的闊步前行。新的進入者不斷涌現，現有參與者——從通訊服務運營商、云網絡開發(fā)商和基礎設施供應商到天線、芯片組和模塊制造商等——都在以一種新穎而又有趣的方式進行著業(yè)務層面交流與互動?？蛻?、供應商和合作者之間的關系不斷演進。
對于5G的期待，除了更高的數據傳輸速率、更穩(wěn)定的關鍵任務可連接性、支持大規(guī)模物聯(lián)網(IoT)之外。企業(yè)也在紛紛思考5G的價值主張——包括5G技術在工業(yè)4.0中扮演的角色，以及它能為互聯(lián)設備、數據、自動化和人工智能帶來的好處。
今天，人們在5G技術開發(fā)、頻譜部署和5G網絡支持等方面已經投入了大量資金，5G在全球范圍內的部署進展也十分順利，但5G卻不像4G那樣對我們的日常生活產生實質性的影響。這是為什么呢?
在回答這個問題之前，我們需要先探討一下過去幾年中，5G技術及其生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展歷程，并從中探尋當前面臨的各種新挑戰(zhàn)，再加以克服，從而打造真正面向未來的5G技術。
5G“三角論”到5G“蜘蛛圖”，5G技術的多樣性和復雜性日益呈現
隨著5G的支持技術的愈發(fā)成熟，5G的復雜性也日益顯現。早期關于5G的著名三角論突出了5G的三大優(yōu)勢——即速度更快、延遲更低、同時支持更多的物聯(lián)網連接點。但隨著5G標準的逐漸形成，更多的功能得到了定義和添加。如今，對于5G功能的敘述需要一個11軸的“蛛網圖”才能直觀地總結。
與4G相比，5G帶來實質性改進的領域包括:
• 增強型移動寬帶
• 極高的數據速率(高達數G的峰值速率;超過百兆的用戶體驗速率)
• 超大容量(每平方公里10 Tbps )，可在小面積內處理更多設備
• 深度感知(機器學習的發(fā)現和優(yōu)化)
• 任務關鍵型控制
• 超低延遲(延遲時間低至1毫秒)
• 超高可靠性(每1毫秒10-5次)
• 強大的安全性(對醫(yī)療、政府和金融機構等尤其重要)
• 極高的用戶移動性(時速高達500公里/小時(310英里/小時)的設備/車輛仍可保持連接通暢)
• 大規(guī)模物聯(lián)網
• 超低能耗連接，助力物聯(lián)網設備電池續(xù)航時間延長至10年以上。
• 超高密度(每平方公里100萬個節(jié)點)，因而可以同時連接更多設備
• 超低復雜度(每秒十幾位)
• 深度覆蓋
從豐富性和功能來看，顯然，5G在各個領域的功能均有所增長。對運營商來說，擁有如此多樣化功能的“工具箱”無疑是個巨大的優(yōu)勢，更豐富多元的功能意味著他們可以根據客戶的需求來定制和優(yōu)化他們的網絡，甚至可以增加新的以及具創(chuàng)新性的服務。
然而，過于豐富的功能菜單選擇并不意味十全十美，功能的豐富性也會帶來困境。首先，對于開發(fā)5G產品和服務的公司而言，相較前幾代產品，它們需要開發(fā)更廣泛的功能，投入也會變得更多。其次，很多開發(fā)5G產品和服務的公司通常資源有限，因此，他們需要對其未來開發(fā)的功能集進行判斷和取舍，換言之，他們需要決定哪些功能集優(yōu)先開發(fā)，哪些功能集推遲開發(fā)。
除了自身對5G功能需要做出取舍之外，使用5G產品和功能的客戶(即運營商)也存在著某種程度的變動，他們通常在5G的部署方面也有著不同的策略，他們并非對所有的功能都感興趣，通常則是聚焦他們購買的5G功能的子集，而不同的運營商又往往會購買不同的5G功能集，這就造成了提供的5G產品與功能往往較為復雜。
此外，5G功能的廣度和高投入也可能會影響甚至放緩其推出的速度。如何在各種挑戰(zhàn)與5G“工具箱”的強大功能帶來的巨大利益之間找到一個平衡點，這是一件非常有趣且值得深思的事。
5G頻譜分配、投資和部署正在進行中，但進展緩慢
盡管5G在技術推出和產品開發(fā)投入方面都取得了很大進展，但，無處不在的高速5G服務為什么沒有對我們的日常生活產生顯著影響呢?
要回答這個問題，我們首先需要了解一個關鍵的概念——頻譜：要在廣闊的地理范圍內提供無處不在的高速覆蓋，需要提供與房地產相當的無線等價物——即頻譜，頻譜通常是由國家監(jiān)管機構進行分配，得到分配后，才可通過部署相關設備來實現應用，而這也必將是一段較為漫長的過程。
眾所周知，全球頻譜分配正在如火如荼的進行中，頻譜投資的熱度也很高，近期美國中頻頻譜拍賣拍得810億美元便證明了這一點，不同于美國采用的頻譜拍賣制度，中國的頻譜管理則是通過政府分配來實現的，早在2018年12月，中國的工信部便開始向三大運營商分配了500多MHz的5G頻譜資源。2019年，工信部又向四家運營商正式發(fā)放了5G商用牌照。頻譜分配和商用牌照發(fā)放，極大地推動了中國通信行業(yè)的發(fā)展。
而對于頻譜，主要分為三種：高頻帶/毫米波、中波段/C波段、以及低頻帶。
在美國，對于中頻段的5G頻譜(1Ghz-6Ghz)而言，頻譜經過拍賣完成后，可能還需要數月的時間來清理頻譜，并部署在該頻段運行的設備。例如，美國2021年2月拍賣中拍得的頻譜預計要到2021年12月運營商才能進行測試，而此時，挑戰(zhàn)則從頻譜的可用性問題變成了設備投資和部署的問題。而中國在中低頻段頻譜的部署方面，已領先全球率先實現了為三家運營企業(yè)至少各許可連續(xù)100MHz帶寬頻率資源，所許可的5G系統(tǒng)中低頻段頻譜資源總量為全世界最多，有力保障了各基礎電信運營企業(yè)在中國范圍開展5G系統(tǒng)組網試驗所必須使用的頻率資源。
相較中頻段頻譜，高頻段頻譜(24 GHz-40 GHz)的動態(tài)特性又有所不同，高頻段的頻譜通常很清晰，并有足夠的“空間”。但因為該頻段的無線信號的傳播距離比較有限，一個基站的平均覆蓋范圍只有數百米。因此，要實現良好的高頻帶覆蓋，就必須部署大量的毫米波基站。
毫米波基站與傳統(tǒng)的小型基站部署類似，它們在獲得租賃、站點審批、電源和站點連接等方面都需要大量的時間。同時，考慮到站點數量眾多，因此在事關基站建造運輸與物流工作也將面臨著諸多困難，并且十分耗時。
因此，無論選擇哪種頻譜，對于網絡運營商和服務商來說，頻譜許可成本和設備部署成本加起來都將是一筆巨大的投資。那么這就迫使他們不得不去考慮一個非常關鍵問題：如何產生收益來抵消這些投資呢?
答案可能在于“殺手級應用程序”。
殺手級應用程序從何而來?
盡管當前5G話題引起了廣泛的關注，但許多消費者并清楚5G到底是什么是個什么樣的技術，當5G真正擺在他們面前時，他們會猶豫到底要不要投資。因此，對5G而言，能夠為用戶帶來顛覆性體驗的“殺手級應用程序”則變得至關重要。
據愛立信近期的一項研究發(fā)現，移動設備消費者愿意為捆綁新應用和服務的5G計劃多支付20%至30%的溢價。但與此同時，另一項發(fā)現卻給我們敲響了警鐘：目前約70%的用戶對缺乏新應用程序的5G服務并不滿意。換言之，用戶能否體驗到5G帶來的益處，更多需要依賴“殺手級的應用程序”。
盡管“殺手級應用程序”是說者容易做者難。但我們仍然可以在某些潛在領域里發(fā)現一些可遇不可求的殺手級應用程序。
如何應對5G技術的最大挑戰(zhàn)?
5G技術的復雜性和多樣性、頻譜清理和部署以及殺手級應用程序的缺乏等都是5G部署面臨的難題。實際上，這些難題并非不能解決。
無論是國外的頻譜、清理、拍賣、以及相關設備部署等目前存在的部分難題，抑或是在中國獨有頻譜分配情況，只要采用恰當的方法，假以時日便可解決。
至于頻譜的部署，新的研究發(fā)現，現有商用技術可能是降低毫米波覆蓋成本的最佳方式?！耙苿訉＜?Mobile Experts)”證實，運營商通過混合使用有線和太陽能智能中繼器來擴展基站之間的覆蓋范圍，可以節(jié)省高達52%的毫米波基站的部署成本，從而減少特定區(qū)域所需的基站數量，降低成本。
去年，在中國上海舉辦的世界移動大會上，工信部副部長劉烈宏表示：“目前，中國已經累計建成5G基站超過71.8萬個，約占全球的70%，獨立組網模式的5G網絡已覆蓋全國所有地市，5G終端連接數超過兩個億，戶均移動互聯(lián)網接入流量較4G用戶高出50%?！?/p>
不斷演進5G生態(tài)系統(tǒng)將加速5G的實現
要解決5G的復雜性和多樣性問題，推動5G功能全面、快速的發(fā)展，需要更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)的深度參與。如今，更多傳統(tǒng)電信行業(yè)以外的公司和設備供應商正在開發(fā)網絡和用戶設備——如手機、無線電、小型蜂窩和客戶終端設備(可以放在家里或大樓里的“5G盒子”)等。這些努力能夠更好地滿足因5G的復雜性帶來的更廣泛的需求。
以開放式無線接入網絡(Open-RAN)為例，Open-RAN有三大關鍵要素：RAN應用程序云化、智能化和自動化、以及開放的內部RAN接口。有了開放網絡，以及一套跨行業(yè)的標準規(guī)范，通訊服務運營商就可以根據他們的5G技術部署不同的OEM的組件(無線電、數字設備等)，從而獲得極具競爭力的價格和更加豐富的功能。Open-RAN讓更廣泛、更多樣的無線電設備供應商，甚至是非傳統(tǒng)參與者也有機會參與競爭，并滿足市場對的各種5G功能的不同需求。
如今，5G生態(tài)系統(tǒng)正在形成并向小型公司、初創(chuàng)公司和典型設備制造商和通訊服務運營商之外的其他企業(yè)張開懷抱。超大規(guī)模公司和其他非傳統(tǒng)的二級公司正在使用Open RAN來托管自己的無線網絡功能并開發(fā)相關軟件，以此來突破5G功能和使用者的界限。
誰將開發(fā)出“殺手級應用程序”?
與4G功能相比，5G應用通常涉及專用網絡、固定無線互聯(lián)網和醫(yī)療保健等概念，這些功能似乎都是漸進式的。然而，殺手級的應用程序卻能夠極大地推動5G生態(tài)系統(tǒng)投資，得益于這些應用程序提供的差異化功能，高級用戶或家庭才更愿意每月額外支付10美元或20美元的費用，來更好地支撐殺手級應用的運行。
對于能夠推出真正引領5G時代的殺手級應用程序，我們須重點考慮那些需要頻繁出差的用戶，即不拘泥于一個工作地點的個人，通常為商務用戶。比如，這些飛行?？?、長途駕駛者和嚴肅的流媒體用戶需要什么產品來隨時隨地保持GPS導航，保持視頻通話清晰?答案的關鍵在于清楚如何利用5G的關鍵功能，為其提供提供穩(wěn)定可靠的高速數據連接，幫助他們提高工作效率。
因此，提供高度連接性的應用程序正是驅動5G經濟引擎的強大動力，消費者愿意為此而支付費用。
人工智能和機器學習是如今大多數的科技文章都會提及的兩大名詞。從智能家庭語音助手，到醫(yī)療保健或可再生能源等領域的應用，再到基于傳感器和氣象數據的系統(tǒng)優(yōu)化，人工智能與機器學習正緩慢而穩(wěn)步地走進我們的日常生活。
然而，在移動環(huán)境下，人工智能仍然面臨著挑戰(zhàn)：移動用戶是否充分掌握了的人工智能的處理能力，能否實時獲得大量的數據，這是最大的障礙。
但5G技術提供的真正差異化優(yōu)勢，卻能為人工智能與機器學習實現并支持移動化創(chuàng)造了可能。支持邊緣計算的先進網絡架構可以將大量的處理工作部署到移動用戶身邊，在為這些算法提供必要支持的同時，不會增加移動手持設備的耗電、發(fā)熱和成本。5G固有的超低延時和超高的連接可靠性有效降低了系統(tǒng)設計中的傳播(光速，3x108米/秒)延遲，為人工智能和機器學習算法所需的大量數據能夠集中在云存儲庫中，同時在邏輯上或架構上“貼近”執(zhí)行算法的邊緣處理器，從而實現其他通信技術無法實現的新一代移動人工智能和機器學習功能。
我們可以想象一下，某個在目前的5G生態(tài)系統(tǒng)中尚處于萌芽階段的小公司，通過將此類技術應用于某個具有“殺手”潛力的應用程序中，從而一躍成為具有顛覆實力的大公司，而這在未來完全有可能成為現實。
5G是未來，5G的步伐也正逐步加快。
規(guī)范的復雜性、頻譜的可用性和殺手級應用程序的缺乏是當前5G面臨的最主要的挑戰(zhàn)，不容小覷。至少就目前而言，5G還沒有像4G在過去十年那樣帶來實質性的經濟增長。據估計，在2011年至2019年期間，美國GDP增長的10%來自于無線行業(yè)(由4G驅動)。顯然，5G還沒有實現這一點。而據中國信通院發(fā)布了《中國無線經濟白皮書》顯示，無線經濟已成為中國國民經濟的重要組成部分，2020年規(guī)模已超3.8萬億元，占中國GDP比重約3.8%。
盡管存在任務的、技術的、經濟的復雜性，以及不確定性帶來的復雜性，但5G技術的進步是顯而易見的。這種進步不僅體現在技術和投資上，更體現在玩家生態(tài)系統(tǒng)成熟度上。傳統(tǒng)的線性商業(yè)模式在無線領域一直盛行，但現在這種情況正在改變。新的參與者不斷涌入5G領域，公司可能會發(fā)現自己既是客戶，也是供應商，同時也可能是合作伙伴。
未來，5G領域的成功參與者將不僅是優(yōu)秀的合作者，同時也是更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)的積極參與者。這是5G相對于前幾代產品的一個巨大優(yōu)勢，我們相信這一優(yōu)勢將為5G在當前的逆境中提供強大的動力。團隊合作、靈活性和強大的創(chuàng)造力將是解決5G難題的關鍵。
充滿前景的5G時代已在不遠的未來，讓我們翹首以待，見證未來。
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