
孫松林
北京郵電大學教授
IEEE進階會員
中國移動、中國聯通、中國電信技術指導專家
2019年是5G商用元年,但是通過新聞報道我們知道,6G的研發已經提上了日程。為什麼5G還沒有大範圍鋪開,6G的研發就已經開始了呢?
移動通信最權威的組織國際電信聯(ITU)在2018年時就已經成立了Network2030焦點組,2019年10月17日,對6G的三大場景達成了共識。提前12年進行6G布局是不是有點太早了?
6G已瞄準2030年
我們可以回顧一下移動通信标準制定的曆程,一般來講它分為三個階段,第一個階段我們稱為海選期,像我們這些高校、研究院所、營運商、裝置商都會進行頭腦風暴,根據我們各自的基礎和訴求,提出各種idea;
第二階段就是選邊站隊,我們會加入各種标準化組織,例如IEEE、3GPP、3GPP2等等,然後在裡面求同存異,最終形成提案;
最終進入第三階段,由國際電聯一錘定音,看哪一家的提案是最優秀的。
整個“三步走”,一般來講需要經曆十年時間,是以說提前十二年進行6G的布局其實并不是太早。
值得注意的是第二步,在進行提案求同存異的過程中,各個利益方都會進行博弈,在這裡我們會将擁有各自專利的技術盡量寫到移動通信标準當中去,這裡面的“厮殺”是非常慘烈的。
移動通信标準
你可能也聽過各種新聞報道,5G的通信标準競争非常激烈,原因是什麼呢?我們先回顧一下從2G、3G、4G到5G的發展曆程。IEEE是一個民間的、“草根”的标準化組織,它提出來的這兩項标準是一個非主流的标準。
而3GPP和3GPP2提出來的是我們主流的移動通信标準,比方說在2G裡面,中國移動使用的是GSM标準,老的中國聯通使用的是GSM、IS-95兩項标準。到了3G,中國三大營運商營運了三個不同制式的移動通信标準。4G時代,中國移動使用的是TD,中國電信和中國聯通使用的是FD。
在這麼多制式裡面,各個機構有衆多的選擇,比方說我們提出一項技術,如果這個制式不選擇我,我可以想辦法變通,有可能在别的制式中尋找出路。但是5G隻有一個出口,也就意味着我們的技術如果不能被采納,肯定就銷聲匿迹了。是以到了5G時代,統一标準是一個“你死我活”的競争。
在移動産業鍊發展過程中,每個手機的生産商,也就是終端廠商,它們是最終使用者的到達者。手機裡面的APP是業務營運商,而每個手機都要與一家電信營運商進行簽約。這三者,即通信營運商、終端廠商、業務營運商,共同構成了移動通信産業鍊的中下遊。它們與上遊的晶片生産商和裝置商構成了移動通信全産業鍊。
移動通信産業鍊
這個全産業鍊不是靜态的,它會随着移動通信标準的演進而動态的變化、分裂、合并。
在2G時代,即GSM時代,可能有人知道有一個職業群體叫做短信段子手,逢年過節,他們就會發出來很喜慶、很有意思的短信。他們就屬于業務營運商下面的CP,叫内容提供者。那麼,他們能夠把短信直接發給使用者嗎?不可以,他們要經過SP(服務提供商),再通過通信營運商傳到使用者手機裡面。
是以在GSM時代,整個産業鍊中最重要的核心是通信營運商,因為它掌握着使用者的唯一資源——手機号碼,而使用者也是通過唯一的資源接入到網絡中去。
騰訊與中國移動、中國電信、中國聯通是一個很明顯的例子。在1999年和2000年的時候,騰訊是作為SP,即服務提供商接入到了中國電信、中國移動和中國聯通,網際網路泡沫破滅時期,騰訊曾經想把自己給賣掉。賣給誰?賣給中國電信或者中國移動,但是這兩個營運商根本就不理它。為什麼?因為通信營運商有那麼多的SP,騰訊隻是其中一家,而且當年騰訊的營收僅僅是它們的一個小零頭而已。
中國移動推出的移動夢網曾救了QQ一命
這是2000年發生的事,而到了2016年,騰訊的市值超過了中國移動。2016年是什麼年代——4G時代,這是今天我們非常熟知的業務營運商發達的時代,也就是說,通信産業鍊的重心發生了遷移,遷移到業務營運商。
手機上的APP,吃穿住用行都是屬于業務營運商,為什麼使用者會遷移到業務營運商呢?因為我們可以抛開通信營運商,通過網絡唯一的虛拟辨別來進行各種業務的提供。這時,通信營運商淪為了資料通道。而且,這兩年中國一直在推行提速降費,又進一步打壓了通訊營運商的利潤空間。是以使得整個産業鍊重心發生了遷移。
我們北郵号稱是“資訊黃埔”,培養了ICT行業最頂尖的人才。然而,我們的畢業生也都不太願意去通信營運商工作了,工資比較低。從這一點我們也能看得出來,産業鍊确實已經産生了遷移。
但是,我特别要強調一點,作為一個産業來講,我們并不在乎誰是重心,誰是重點,我們在乎的是整個産業鍊的健康發展。比方說通訊營運商的錢少了,利潤低了,優秀人才不願意去了。那麼它沒有錢支付給中興、華為、大唐,那麼我們也就沒有力量再研發出優秀的裝置,也沒有力量去提出更好的專利和标準,沒有力量去競争了。是以産業鍊的平衡發展是我們追求的,這是整個通信産業和諧發展的一個重要前提。
産業鍊中有一個最厲害的角色——專利擁有者,它是整個産業鍊的收割者。
專利為王
在3G和4G時代,全球移動通信的收割者是高通公司,在3G時代依靠CDMA技術,在4G時代依靠OFDMA技術通吃了兩個時代,長達20年,而且它還設立了交叉專利平台。
2013年中國在釋出4G牌照之前,中國發改委對高通進行了反壟斷調查,高通非常痛快地承認了自己壟斷,然後向發改委交了高達60.88億的罰款。為什麼高通會如此痛快交了罰款?60.88億,對于高通來說,隻是2013年在華市場銷售額的8%而已。
可以毫不客氣地說,我們每個人都會購買的3G、4G手機,某些生産廠家在生産的時候都要交“高通稅”,也就是說給高通公司付的費用。甚至有時候會高于手機生産商自己的利潤,是以“專利擁有者”才是一個真正的王者。
大家可能會覺得不公平,但是縱觀人類曆史來看,我們所有的經濟都有它背後的規則。剛才提到的高通的例子,其實就是數字經濟一個重要規則——專利為王。
每一個經濟體的規則是由它背後的規律來決定的,而規律有很多因素決定,今天我們主要談技術,而技術裡面我們隻談一個——網絡。
人類經濟發展程序
從農業經濟,工業經濟一直到今天的數字經濟,網絡的支撐作用是獨一無二的。在農業經濟時代,水網是最重要的,是以擁有全世界最強大水網能力的中國一騎絕塵;
到了工業經濟時代,交通網和能源網成了最重要的網絡。工業經濟雖然發明于英國,卻發達于美國;
到了今天,數字經濟什麼網絡最重要?毫無疑問是資訊通信網絡。
那麼,為什麼中國的4G移動通信網絡這麼發達?
美國和中國的國土面積差不多大,美國一共有30萬個4G基站,而中國有519萬個,是美國4G基站的17倍!如果中國再把2G、3G、4G基站都加起來,一共有808萬個,這已經是全世界最大規模的移動通信網絡了。
在網絡中有一個梅特卡夫定律——網絡的價值與網絡節點數量的平方成正比。808萬個基站的平方與30萬個基站的平方相比,我們可以想象中國網絡的價值到底有多少。
5G是一個全新的資訊網絡基礎設施,它與之前幾代完全不同。
5G是全新的基礎設施
第一點,4G、3G、2G以及1G都是以連接配接為主,連接配接人或連接配接物體。但是5G不是單純的線性延伸,它的任務是“融合”。
它會夾裹着ABC,也就是人工智能、大資料、雲計算、邊緣計算和區塊鍊等等,将這些數字科技一起推送給我們的終端使用者,它的重要使命就是完成這些融合。
第二點,在移動通信的一、三、五這些奇數代,它有一個重要的曆史使命——培養使用者使用習慣。
比方說第一代培養的是在移動中完成語音通信,第三代是在移動中完成資料通信。偶數代二、四、六是進行收割,讓它完成這種大爆發。在第二代,我們每個人都會有一個手機,習慣于打電話發短信;第四代,中國是移動網際網路大爆發的見證者。
5G和6G之間的關系也是這樣。
5G主要是培養我們的習慣,不僅僅是與人連接配接,更多的是與物連接配接。我們不再是一個無差别的網絡,收費也會按照有差别的場景來進行有差别的收費,實作真正的流量經營。這種培養使用者習慣,以及對市場的認知是在5G時代完成的,它是一個全新的網絡基礎設施。
第三點,産業鍊裡的業務營運商會更加分化。
在5G和6G時代,可能會出現新的金融營運商、能源營運商、制造業營運商等等。這種分化會越來越多,越來越快。而通信營運商會因為這種多場景的收費再次煥發青春。
5G三大場景
與此同時,5G提供了三大技術場景——增強移動寬帶,海量機器通信和超高可靠低延時。
今天,在全世界商用的5G隻應用了第一個技術場景,也就是增強移動寬帶。我們可以認為它是4G的延續,它最大的特點就是帶寬比較大,速率比較高;第二個海量機器通信,它對應的場景是物聯網;第三個超高可靠低延時通信對應的是車聯網,工業網際網路,遠端醫療等等。
營運商在5G時代也會采取與之前完全不同的政策,比方說在硬體上的部署,當給使用者提供這些服務的時候,我們以切面的技術形态來服務,而不需要再更改基站的硬體,這極大節約了營運商成本。但是我們不能認為簡單的切換切面就沒有成本,這背後巨大的知識産權和業務邏輯是非常耗資本的。
4G爆發的是短視訊業務,到了5G我們稱之為大視訊,作為大視訊而言,超高清、沉浸式視訊是它的典型應用。尤其需要關注的一點,就是多路的互動式視訊。
我們可以設想一個場景,比方說你在看一場球賽,一場演出,它有50個機位,意味着同時有50個視訊出來。而目前使用者隻能看到一個畫面,是由導播來決定50路視訊中哪一路是最适合你看的。
5G的到來使得我們的技術完全有能力讓你可以在同一個時刻看到50個視訊的所有畫面,然後使用者自主的去選擇。當我們的把主動權交給使用者,業務鍊發生改變的時候,整個産業形态和規則絕對會發生改變,這是由技術引發的巨大轉變。
5G将帶來大視訊時代
而5G中,我們最關注的業務之一是AR或VR。談到AR或VR不得不提南韓,南韓是全球第一個正式宣布5G應用的國家,AR、VR在南韓是一個爆發式的業務,在它的5G流量中占到了20%以上,而這個業務在4G中隻占了5%。
為什麼AR、VR産業在南韓會爆發呢?
2015年谷歌開發者大會上,三星手機推出了一款低價格的VR顯示裝置,用三星手機加上幾個紙殼,就完成了VR的顯示;
而南韓文化娛樂産業非常發達,它的造星運動甚至都影響到了中國,是以它的内容素材非常豐富;
在5G推廣過程中,南韓三大營運商非常廉價、甚至免費地送給使用者AR、VR顯示裝置。
基于這三點,使用者習慣有了,市場有了,内容有了,是以AR、VR才能夠在南韓大爆發。這樣的經驗在中國或者其他國家能不能有效發揮作用,我們拭目以待
車聯網是5G關注的重要産業之一,但大家可能會有一個疑問,4G中也有車聯網,也有網聯車,那麼為什麼5G還要再繼續關注4G可以完成的工作?
比如高精度實時地圖資訊,也就是我們平時所說的路況資訊。我們現在養成一種習慣,在出門前一般會查一下地圖,看看道路狀況是擁堵還是通暢。但是我們也經常有這樣的體驗——出門前看到的是通暢的道路,到了現場一看非常擁堵,出門前很擁堵的地方,到現場一看卻非常通暢。為什麼會出現這種現象?延時。
導航已經成為日常生活必不可少的工具
在4G網絡中采集道路資訊,無論是通過GPS也好,還是北鬥、路面攝像等等,采集完之後回報到雲端的計算機來進行收集,處理,分析,再給到使用者終端,這個時間差不多有十分鐘左右。十分鐘之内,道路狀況千變萬化。
但是到了5G,我們的延時大幅度縮短,而且引入了邊緣計算,能夠在小範圍内快速完成。這種分析和計算能夠快速地推送給每一個使用者車輛資訊,把延時降到一分鐘之内,是以在5G中我們會獲得更加準确、更加及時的路況資訊,與4G相比,是完全碾壓式的一種體驗。
5G還有一個重要特點,就是它已經逼近我們人類的生理極限。
使用者面延時是指手機到基站打一個來回,在5G中,這個時間是多久呢?在人類的生理感官中,聽覺是100毫秒,視覺是10毫秒,最靈敏的是觸覺,1毫秒。5G的使用者面延時達到了1毫秒,這已經達到了我們生物體的極限。
人類生理感官反應時間
正是因為有了這些可能性,5G對于數字經濟的助推作用是毋庸置疑的。
數字經濟的第一步是要完成數字化,而我們正處于數字化的征途上;
第二步是通過IT(網際網路技術)、 CT(通信技術)的共同努力進行網絡化,以5G為主的資訊通信網絡,正在完成網絡化;
網絡化的作用就是讓資料流動起來,進而完成價值的流動,而價值流動可以帶動經濟和社會整體的價值提升,最終的目标是實作智能化。
在智能化的世界裡,有一個實體世界的智能與數字世界之間的對比。
數字經濟戰場
最典型的例子就是AlphaGo。2016年,第一代AlphaGo以4:1擊敗了李世石,2017年又擊敗了柯潔,這個時候,人類在圍棋方面已經完全“臣服”于它了。而在2017年10月,AlphaGo Zero經過49天的訓練就擊敗了Alpha Master。非常重要的一點是AlphaGo Zero運用的是強化學習,不依賴于人類幾千年的圍棋經驗,完全靠自主學習。這是一個來源于數字世界的真正的智能,不同于我們今天所說的人工智能——“有多少人工就有多少智能”,它是完全根植于數字世界的智能。
可以想象,在未來,當底層邏輯發生轉變的時候,一切都将被颠覆。而在這個過程中,5G将是颠覆的最重要的推手之一。
(在不改變講者原意的前提下,文字略有修改)
《5G時代:經濟增長新引擎》 孫松林著
文字 | 王銳;視訊 | 黃烨
版面 | 田曉娜