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为什么5G标准制定,非得“你死我活”?

造就 CSDN 2020-10-16

作者 | 孙松林

本文经授权转载自造就(ID:xingshu100)

2019年是5G商用元年,但是通过新闻报道我们知道,6G的研发已经提上了日程。为什么5G还没有大范围铺开,6G的研发就已经开始了呢?

移动通信最权威的组织国际电信联(ITU)在2018年时就已经成立了Network2030焦点组,2019年10月17日,对6G的三大场景达成了共识。提前12年进行6G布局是不是有点太早了?

6G已瞄准2030年

我们可以回顾一下移动通信标准制定的历程,一般来讲它分为三个阶段,第一个阶段我们称为海选期,像我们这些高校、研究院所、运营商、设备商都会进行头脑风暴,根据我们各自的基础和诉求,提出各种idea;

第二阶段就是选边站队,我们会加入各种标准化组织,例如IEEE、3GPP、3GPP2等等,然后在里面求同存异,最终形成提案;

最终进入第三阶段,由国际电联一锤定音,看哪一家的提案是最优秀的。

整个“三步走”,一般来讲需要经历十年时间,所以说提前十二年进行6G的布局其实并不是太早。

值得注意的是第二步,在进行提案求同存异的过程中,各个利益方都会进行博弈,在这里我们会将拥有各自专利的技术尽量写到移动通信标准当中去,这里面的“厮杀”是非常惨烈的。

移动通信标准

你可能也听过各种新闻报道,5G的通信标准竞争非常激烈,原因是什么呢?我们先回顾一下从2G、3G、4G到5G的发展历程。IEEE是一个民间的、“草根”的标准化组织,它提出来的这两项标准是一个非主流的标准。

而3GPP和3GPP2提出来的是我们主流的移动通信标准,比方说在2G里面,中国移动使用的是GSM标准,老的中国联通使用的是GSM、IS-95两项标准。到了3G,中国三大运营商运营了三个不同制式的移动通信标准。4G时代,中国移动使用的是TD,中国电信和中国联通使用的是FD。

在这么多制式里面,各个机构有众多的选择,比方说我们提出一项技术,如果这个制式不选择我,我可以想办法变通,有可能在别的制式中寻找出路。但是5G只有一个出口,也就意味着我们的技术如果不能被采纳,肯定就销声匿迹了。所以到了5G时代,统一标准是一个“你死我活”的竞争。

在移动产业链发展过程中,每个手机的生产商,也就是终端厂商,它们是最终用户的到达者。手机里面的APP是业务运营商,而每个手机都要与一家电信运营商进行签约。这三者,即通信运营商、终端厂商、业务运营商,共同构成了移动通信产业链的中下游。它们与上游的芯片生产商和设备商构成了移动通信全产业链。

移动通信产业链

这个全产业链不是静态的,它会随着移动通信标准的演进而动态的变化、分裂、合并。

在2G时代,即GSM时代,可能有人知道有一个职业群体叫做短信段子手,逢年过节,他们就会发出来很喜庆、很有意思的短信。他们就属于业务运营商下面的CP,叫内容提供者。那么,他们能够把短信直接发给用户吗?不可以,他们要经过SP(服务提供商),再通过通信运营商传到用户手机里面。

所以在GSM时代,整个产业链中最重要的核心是通信运营商,因为它掌握着用户的唯一资源——手机号码,而用户也是通过唯一的资源接入到网络中去。

腾讯与中国移动、中国电信、中国联通是一个很明显的例子。在1999年和2000年的时候,腾讯是作为SP,即服务提供商接入到了中国电信、中国移动和中国联通,互联网泡沫破灭时期,腾讯曾经想把自己给卖掉。卖给谁?卖给中国电信或者中国移动,但是这两个运营商根本就不理它。为什么?因为通信运营商有那么多的SP,腾讯只是其中一家,而且当年腾讯的营收仅仅是它们的一个小零头而已。

这是2000年发生的事,而到了2016年,腾讯的市值超过了中国移动。2016年是什么年代——4G时代,这是今天我们非常熟知的业务运营商发达的时代,也就是说,通信产业链的重心发生了迁移,迁移到业务运营商。

手机上的APP,吃穿住用行都是属于业务运营商,为什么用户会迁移到业务运营商呢?因为我们可以抛开通信运营商,通过网络唯一的虚拟标识来进行各种业务的提供。这时,通信运营商沦为了数据通道。而且,这两年中国一直在推行提速降费,又进一步打压了通讯运营商的利润空间。因此使得整个产业链重心发生了迁移。

我们北邮号称是“信息黄埔”,培养了ICT行业最顶尖的人才。然而,我们的毕业生也都不太愿意去通信运营商工作了,工资比较低。从这一点我们也能看得出来,产业链确实已经产生了迁移。

但是,我特别要强调一点,作为一个产业来讲,我们并不在乎谁是重心,谁是重点,我们在乎的是整个产业链的健康发展。比方说通讯运营商的钱少了,利润低了,优秀人才不愿意去了。那么它没有钱支付给中兴、华为、大唐,那么我们也就没有力量再研发出优秀的设备,也没有力量去提出更好的专利和标准,没有力量去竞争了。所以产业链的平衡发展是我们追求的,这是整个通信产业和谐发展的一个重要前提。

产业链中有一个最厉害的角色——专利拥有者,它是整个产业链的收割者。

在3G和4G时代,全球移动通信的收割者是高通公司,在3G时代依靠CDMA技术,在4G时代依靠OFDMA技术通吃了两个时代,长达20年,而且它还设立了交叉专利平台。

2013年中国在发布4G牌照之前,中国发改委对高通进行了反垄断调查,高通非常痛快地承认了自己垄断,然后向发改委交了高达60.88亿的罚款。为什么高通会如此痛快交了罚款?60.88亿,对于高通来说,只是2013年在华市场销售额的8%而已。

可以毫不客气地说,我们每个人都会购买的3G、4G手机,某些生产厂家在生产的时候都要交“高通税”,也就是说给高通公司付的费用。甚至有时候会高于手机生产商自己的利润,所以“专利拥有者”才是一个真正的王者。

大家可能会觉得不公平,但是纵观人类历史来看,我们所有的经济都有它背后的规则。刚才提到的高通的例子,其实就是数字经济一个重要规则——专利为王。

每一个经济体的规则是由它背后的规律来决定的,而规律有很多因素决定,今天我们主要谈技术,而技术里面我们只谈一个——网络。

人类经济发展进程

从农业经济,工业经济一直到今天的数字经济,网络的支撑作用是独一无二的。在农业经济时代,水网是最重要的,所以拥有全世界最强大水网能力的中国一骑绝尘;

到了工业经济时代,交通网和能源网成了最重要的网络。工业经济虽然发明于英国,却发达于美国;

到了今天,数字经济什么网络最重要?毫无疑问是信息通信网络。

那么,为什么中国的4G移动通信网络这么发达?

美国和中国的国土面积差不多大,美国一共有30万个4G基站,而中国有519万个,是美国4G基站的17倍!如果中国再把2G、3G、4G基站都加起来,一共有808万个,这已经是全世界最大规模的移动通信网络了。

在网络中有一个梅特卡夫定律——网络的价值与网络节点数量的平方成正比。808万个基站的平方与30万个基站的平方相比,我们可以想象中国网络的价值到底有多少。

5G是一个全新的信息网络基础设施,它与之前几代完全不同。

第一点,4G、3G、2G以及1G都是以连接为主,连接人或连接物体。但是5G不是单纯的线性延伸,它的任务是“融合”。

它会夹裹着ABC,也就是人工智能、大数据、云计算、边缘计算和区块链等等,将这些数字科技一起推送给我们的终端用户,它的重要使命就是完成这些融合。

第二点,在移动通信的一、三、五这些奇数代,它有一个重要的历史使命——培养用户使用习惯。

比方说第一代培养的是在移动中完成语音通信,第三代是在移动中完成数据通信。偶数代二、四、六是进行收割,让它完成这种大爆发。在第二代,我们每个人都会有一个手机,习惯于打电话发短信;第四代,中国是移动互联网大爆发的见证者。

5G和6G之间的关系也是这样。

5G主要是培养我们的习惯,不仅仅是与人连接,更多的是与物连接。我们不再是一个无差别的网络,收费也会按照有差别的场景来进行有差别的收费,实现真正的流量经营。这种培养用户习惯,以及对市场的认知是在5G时代完成的,它是一个全新的网络基础设施。

第三点,产业链里的业务运营商会更加分化。

在5G和6G时代,可能会出现新的金融运营商、能源运营商、制造业运营商等等。这种分化会越来越多,越来越快。而通信运营商会因为这种多场景的收费再次焕发青春。

5G三大场景

与此同时,5G提供了三大技术场景——增强移动宽带,海量机器通信和超高可靠低延时。

今天,在全世界商用的5G只应用了第一个技术场景,也就是增强移动宽带。我们可以认为它是4G的延续,它最大的特点就是带宽比较大,速率比较高;第二个海量机器通信,它对应的场景是物联网;第三个超高可靠低延时通信对应的是车联网,工业互联网,远程医疗等等。

运营商在5G时代也会采取与之前完全不同的策略,比方说在硬件上的部署,当给用户提供这些服务的时候,我们以切面的技术形态来服务,而不需要再更改基站的硬件,这极大节约了运营商成本。但是我们不能认为简单的切换切面就没有成本,这背后巨大的知识产权和业务逻辑是非常耗资本的。

4G爆发的是短视频业务,到了5G我们称之为大视频,作为大视频而言,超高清、沉浸式视频是它的典型应用。尤其需要关注的一点,就是多路的交互式视频。

我们可以设想一个场景,比方说你在看一场球赛,一场演出,它有50个机位,意味着同时有50个视频出来。而当前用户只能看到一个画面,是由导播来决定50路视频中哪一路是最适合你看的。

5G的到来使得我们的技术完全有能力让你可以在同一个时刻看到50个视频的所有画面,然后用户自主的去选择。当我们的把主动权交给用户,业务链发生改变的时候,整个产业形态和规则绝对会发生改变,这是由技术引发的巨大转变。

5G将带来大视频时代

而5G中,我们最关注的业务之一是AR或VR。谈到AR或VR不得不提韩国,韩国是全球第一个正式宣布5G应用的国家,AR、VR在韩国是一个爆发式的业务,在它的5G流量中占到了20%以上,而这个业务在4G中只占了5%。

为什么AR、VR产业在韩国会爆发呢?

2015年谷歌开发者大会上,三星手机推出了一款低价格的VR显示设备,用三星手机加上几个纸壳,就完成了VR的显示;

而韩国文化娱乐产业非常发达,它的造星运动甚至都影响到了中国,所以它的内容素材非常丰富;

在5G推广过程中,韩国三大运营商非常廉价、甚至免费地送给用户AR、VR显示设备。

基于这三点,用户习惯有了,市场有了,内容有了,所以AR、VR才能够在韩国大爆发。这样的经验在中国或者其他国家能不能有效发挥作用,我们拭目以待。

车联网是5G关注的重要产业之一,但大家可能会有一个疑问,4G中也有车联网,也有网联车,那么为什么5G还要再继续关注4G可以完成的工作?

比如高精度实时地图信息,也就是我们平时所说的路况信息。我们现在养成一种习惯,在出门前一般会查一下地图,看看道路状况是拥堵还是通畅。但是我们也经常有这样的体验——出门前看到的是通畅的道路,到了现场一看非常拥堵,出门前很拥堵的地方,到现场一看却非常通畅。为什么会出现这种现象?延时。

在4G网络中采集道路信息,无论是通过GPS也好,还是北斗、路面摄像等等,采集完之后反馈到云端的计算机来进行收集,处理,分析,再给到用户终端,这个时间差不多有十分钟左右。十分钟之内,道路状况千变万化。

但是到了5G,我们的延时大幅度缩短,而且引入了边缘计算,能够在小范围内快速完成。这种分析和计算能够快速地推送给每一个用户车辆信息,把延时降到一分钟之内,所以在5G中我们会获得更加准确、更加及时的路况信息,与4G相比,是完全碾压式的一种体验。

5G还有一个重要特点,就是它已经逼近我们人类的生理极限。

用户面延时是指手机到基站打一个来回,在5G中,这个时间是多久呢?在人类的生理感官中,听觉是100毫秒,视觉是10毫秒,最灵敏的是触觉,1毫秒。5G的用户面延时达到了1毫秒,这已经达到了我们生物体的极限。

正是因为有了这些可能性,5G对于数字经济的助推作用是毋庸置疑的。

数字经济的第一步是要完成数字化,而我们正处于数字化的征途上;

第二步是通过IT(互联网技术)、 CT(通信技术)的共同努力进行网络化,以5G为主的信息通信网络,正在完成网络化;

网络化的作用就是让数据流动起来,进而完成价值的流动,而价值流动可以带动经济和社会整体的价值提升,最终的目标是实现智能化。

在智能化的世界里,有一个物理世界的智能与数字世界之间的对比。

数字经济战场

最典型的例子就是AlphaGo。2016年,第一代AlphaGo以4:1击败了李世石,2017年又击败了柯洁,这个时候,人类在围棋方面已经完全“臣服”于它了。而在2017年10月,AlphaGo Zero经过49天的训练就击败了Alpha Master。非常重要的一点是AlphaGo Zero运用的是强化学习,不依赖于人类几千年的围棋经验,完全靠自主学习。这是一个来源于数字世界的真正的智能,不同于我们今天所说的人工智能——“有多少人工就有多少智能”,它是完全根植于数字世界的智能。

可以想象,在未来,当底层逻辑发生转变的时候,一切都将被颠覆。而在这个过程中,5G将是颠覆的最重要的推手之一

说明:上述内容,系孙松林教授近期演讲,在不改变讲者原意的前提下,文字略有修改。另,本文经授权转载自造就(ID:xingshu100),版权归原作者所有。

最后,向大家推荐中信出版社的孙松林教授的新书《5G时代:经济增长新引擎》。

本书简介:《5G时代:经济增长新引擎》是中国电信、中国移动、中国联通技术指导专家,北京邮电大学教授孙松林老师所著图书。从技术创新、产业链重构、融合应用等维度,对5G在做大、做强产业、推动经济增长方面的支撑作用进行了深入解读,对关键信息给出了独到而准确的阐述。

《5G时代:经济增长新引擎》 孙松林著 中信出版社

作者简介:北京邮电大学教授,IEEE高级会员,中国移动、中国联通、中国电信技术指导专家

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