(鄔賀銓院士于2020年10月15日在"IMT-2020(5G)大會(huì )-5G 創(chuàng )新發(fā)展高峰論壇"上的主題演講實(shí)錄)
從2019年10月31號正式啟動(dòng)5G的商用,到現在還不到一年。去年商用的時(shí)候,距3GPP R15 SA標準凍結只有一個(gè)月的時(shí)間。中國緊跟R15進(jìn)程,在全球首批啟動(dòng)了商用。
疫情催熱了對5G的需求,國家的新基建戰略也加快了5G網(wǎng)絡(luò )部署的力度。中國在5G商用之初就部署了SA(獨立組網(wǎng)),今年全面啟動(dòng)了全網(wǎng)的SA部署。到現在這個(gè)時(shí)間,中國開(kāi)通5G基站60萬(wàn)個(gè),5G的連接數達到1.5億,位居全球之首。實(shí)際上在今年3月份的時(shí)候,GSMA預測,到今年年底中國占全球5G連接數要達到70%。最近在網(wǎng)上有觀(guān)點(diǎn)認為"5G技術(shù)很不成熟、運營(yíng)成本極高、不易消化成本",在此想跟大家探討一下。
5G技術(shù)成熟度符合移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律。移動(dòng)通信基本上十年一代,每一代開(kāi)始前幾年都是一個(gè)成熟的過(guò)程,而且每一代期間也有很多版本升級,可以說(shuō)技術(shù)是不斷完善的,在剛開(kāi)始商用的時(shí)候不成熟是顯然的,尤其是5G。
1G時(shí),中國比國際最早商用晚了6年,2G晚了3年,3G晚了6年,4G晚了3年,5G是同步的。所以說(shuō),過(guò)去我們前幾代都是晚了發(fā)達國家好幾年以后才開(kāi)始商用,而且基本都是用國外產(chǎn)品,到了3G開(kāi)始有部分國產(chǎn)的品牌,4G以來(lái)一直有很大的改進(jìn)。可以說(shuō),前幾代我們是少了試錯的風(fēng)險,因為人家走在前邊了。不過(guò)由于晚于發(fā)達國家商用,我們不僅付出了市場(chǎng)的代價(jià),也不得不承受因自有專(zhuān)利滯后而增加的產(chǎn)品成本,產(chǎn)業(yè)鏈失去了領(lǐng)先的機會(huì )。
2G國際標準完成是1987年,商用是1991年,中間有將近4年的時(shí)間。3G時(shí),3GPP標準完成是1999年,ITU是2000年,商用最早是2001年,也有一年多甚至兩年的時(shí)間,4G的標準完成與最早商用分別是2009與2010年,間隔也有一年的時(shí)間。可是,5G商用幾乎與國際標準同步推進(jìn)。所以從這個(gè)意義上,5G的不夠成熟是顯然的,國外也如此。
5G能效顯著(zhù)優(yōu)于4G。我國三個(gè)電信運營(yíng)商2018年電費占收入的比例,有的占3%左右、有的占4%左右,歐洲國家是占1.5%,發(fā)展中國家是4~5%,全球平均是2%。我們運營(yíng)商電費占收入的比重比全球平均要高一些,在5G之前就是這樣。
有人說(shuō):5G用的頻段高、基站密度大,如果要完全達到4G現在的覆蓋水平,5G基站數可能是4G的2~3倍,每個(gè)基站的能耗也可能是4G的2~3倍,這樣來(lái)算整個(gè)5G的基站總能耗可能是4G的4~9倍。實(shí)際上,5G基站將來(lái)是宏站+微站,宏站數可能跟4G相當,微站更密一點(diǎn),但是能耗也不會(huì )是4G微站的3倍。另外,有WIFI的地方用WIFI,可以省去布放室分系統。總的來(lái)說(shuō),5G的能耗應該比4G高,但是不是有4~9倍這么高還是值得商榷的。
另外從能效看,雖然5G能耗高,但支持的速率更高容量更大。例如,64T64R的5G基站可支持10Gbps/810W,換算可得能效為0.18W/GB,而4T4R的4G基站的能效為5W/GB,所以從能效的角度,5G是更有優(yōu)勢的。當然,我們現在可以采用基站休眠的方案,因為網(wǎng)絡(luò )的話(huà)務(wù)量本身就是有潮汐效應的,忙時(shí)和閑時(shí)差別可能達到4倍,所以在一些公共場(chǎng)所假如晚上沒(méi)有人了,我們可以智能關(guān)閉5G、降低發(fā)射功率,每天可以節能大概13.45%。也可以不關(guān)掉整個(gè)基站,只關(guān)掉其中的毫米波頻段,就像普通的6GHZ以下的頻段也可以關(guān)掉部分載頻。當然這種休眠方案需要技術(shù)支持,5G的基站參數組合非常多,靠人工的經(jīng)驗根本做不了,就要通過(guò)自適應AI的技術(shù)來(lái)支持。有資料分析,采用自適應休眠方案,在覆蓋范圍不變、運營(yíng)商的服務(wù)性能不變的情況下,可以節省15%~25%的基站電力消耗。另外,可以改變供電方式,比如說(shuō)智能升壓,減少信號線(xiàn)損,有條件的地方使用光伏供電等。
關(guān)于致冷,空調是最耗能的。把空調降溫改成液冷,可以比傳統方式省30%的電。而且目前基站定義的環(huán)境溫度標準是18~28度,這是考慮了以前基站內工作人員的舒適度,但現在基站基本上是無(wú)人值守的,不需要考慮人在里面工作的舒適度。而且電路板有散熱措施,我建議提高基站的環(huán)境溫度標準,這樣就能節省能耗。另外,桿上AAU(有源天線(xiàn)單元)等設備,也可以用自然冷卻的方法。
5G投資回報狀況與4G相當。5G基站復雜,成本比4G高,但將5G商用一年的基站價(jià)格與已經(jīng)商用7年的4G基站價(jià)格直接相比是不合理的,在5G建設周期內,基站成本會(huì )下降很快。5G基站比4G密集,投資肯定要高。招商證券預測過(guò),說(shuō)5G基站等基建項目在建設周期內的總投資可能是1650億美元,4G用了1100億美元,也就是說(shuō)5G基站投資只是比4G多了50%。我們國家4G建設從2013年起到現在7年了,目前實(shí)際用戶(hù)占全網(wǎng)移動(dòng)用戶(hù)的80%,5G要達到4G這樣的用戶(hù)規模估計要8年甚至會(huì )更長(cháng)一些。可以看出,5G年度投資規模并非想象的那么龐大。
關(guān)于投資回報,目前韓國5G用戶(hù)ARPU值比4G增加37%,顯示在來(lái)自消費者用戶(hù)的收入方面,5G將超過(guò)4G。事實(shí)上即便在韓國,5G的超高清視頻、VR/AR、室內定位、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)還未規模應用,如果考慮這些新業(yè)務(wù),5G消費者業(yè)務(wù)收入將是4G的2倍以上。而且長(cháng)遠看,5G主要收入將來(lái)自政企客戶(hù),其貢獻將是消費者業(yè)務(wù)的3倍以上。因此,綜合考慮宏站和密集微站的建設、運維等因素,5G綜合成本是4G的4~5倍,運營(yíng)收入將超過(guò)4G的6倍。可以認為,5G的投資回報會(huì )比4G還好一些,或者至少是相當,不會(huì )出現投資無(wú)法回收的情況。
5G商用是新一輪研發(fā)的開(kāi)始。中國在全球率先大規模部署5G SA,當然有探路的風(fēng)險,有產(chǎn)品成熟性、穩定性的考驗問(wèn)題。室內覆蓋5G也是復雜的,因為高頻電磁波的穿墻能力差了,覆蓋成本高了,深度覆蓋需要比較各種各樣的覆蓋方案,室分系統需要兼顧有源和無(wú)源,還要增加物聯(lián)網(wǎng)、定位功能及可視化運維等智能化能力。移動(dòng)通信經(jīng)驗表明,網(wǎng)絡(luò )是需要不斷優(yōu)化的,5G頻段更高,網(wǎng)優(yōu)工作更復雜,需要引入人工智能的技術(shù)來(lái)適應。另外,前幾代移動(dòng)通信主要是無(wú)線(xiàn)空口技術(shù)改進(jìn)的更多,而5G對前傳、城域網(wǎng)、核心網(wǎng)等都有很多改進(jìn),對網(wǎng)絡(luò )建設運維提出了不少挑戰。
另外,5G很多能力需要跟物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能緊耦合來(lái)實(shí)現,需要協(xié)同開(kāi)發(fā)。5G很多新業(yè)態(tài)是在網(wǎng)絡(luò )具有一定規模以后才有的,要加快這個(gè)進(jìn)程,網(wǎng)絡(luò )能力需要更好的開(kāi)放。當然,5G的軟件定義、虛擬化、云化、開(kāi)放化會(huì )引入新的安全風(fēng)險,所以5G商用應該意味著(zhù)新一輪技術(shù)創(chuàng )新的開(kāi)始。
對于5G的關(guān)鍵性能,還有待進(jìn)一步拓展它的應用場(chǎng)景,比如超寬帶,電信和聯(lián)通共建一張網(wǎng),可以通過(guò)200兆帶寬支持2.7Gbps,如果用毫米波,將來(lái)還可以達到20Gbps。有什么應用呢?目前來(lái)看,激光掃描零件視頻5G傳輸、5G+AR眼鏡的機器視覺(jué)質(zhì)檢,但這還遠遠沒(méi)有發(fā)揮5G的超寬帶能力。5G的低時(shí)延、高可靠應用可以做到空口0.5毫秒,eMBB(增強移動(dòng)寬帶)應用場(chǎng)景也能做到4毫秒。現在用5G VR培訓高鐵司機,還有能很好適應工業(yè)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、特高壓對低時(shí)延的要求,今后也同樣需要開(kāi)發(fā)更多能夠充分利用5G低時(shí)延特點(diǎn)的應用。
另外,通過(guò)5G可以實(shí)現室外水平和垂直分別10米到3米精度的定位,尤其是5G室內定位現在可以做到3米,而且在R17版本可以0.3米,室內定位這是現在衛星導航定位所做不到的。這樣的定位有什么用處呢?現在想到的是自動(dòng)駕駛、碼頭裝卸、室內定位。是不是還應該有更多的應用可以發(fā)揮5G定位的特點(diǎn)?
還有高可靠。現在5G可以做到優(yōu)于6個(gè)9的可靠性(99.9999%),遠程駕駛、自動(dòng)泊車(chē),要求是5個(gè)9(99.999%),特高壓要求是10-6。實(shí)際上,現在還沒(méi)有能夠完全把可靠性的特點(diǎn)充分發(fā)揮,所以說(shuō),我們期待數字化、智能化的轉型,信息化和工業(yè)化的融合,來(lái)創(chuàng )造更多的應用場(chǎng)景。
當然,5G創(chuàng )新需要產(chǎn)業(yè)鏈更廣泛的合作。終端現在應該是商用的瓶頸,目前手機可供選擇的品種還是不夠多,雖然有幾種接近4G的價(jià)位,但是針對一千元以下的還是很少。所以作為用戶(hù),還希望有進(jìn)一步更便宜的終端,而且目前總體上這些終端的穩定性和待機時(shí)長(cháng)還不能完全滿(mǎn)足大家的期望值,未來(lái)中低端的終端需求更大,需要加大開(kāi)發(fā)力度。這里就涉及到了芯片,芯片本身?yè)Q代是很快的,而我們現在面臨的難題,芯片代工和裝備的基礎缺失,凸顯了外部生態(tài)對我們國家5G創(chuàng )新的制約,整個(gè)5G的技術(shù)成熟性以及能耗的解決涉及到我國工業(yè)基礎的補強和再造。
關(guān)于行業(yè)終端,基于5G CPE的方式很難真正意義上發(fā)揮5G應用效果,需要有更多更豐富的行業(yè)模組和芯片,并且以中間件的方式來(lái)適應多場(chǎng)景的需要,這方面需要跟行業(yè)更緊密的合作。5G本身的行業(yè)應用個(gè)性化很明顯,需要跟垂直行業(yè)跨界合作,但是目前這種合作的商業(yè)模式還不清晰。而從運營(yíng)商和通信行業(yè)來(lái)講,我們所想到的應用不一定是垂直行業(yè)的剛需。
5G產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新需要政策來(lái)支持,政策法規是不可替代的。整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò )建設時(shí)間很長(cháng),耗電比較高,希望能得到優(yōu)惠電價(jià)。另外,用戶(hù)希望降低流量資費,運營(yíng)商本身也面臨很大的壓力,期待新基建政策能幫助解困。通信基站選址比較難,需要城市規劃來(lái)配合。另外,大量垂直行業(yè)應用也超出了現有法規的范圍,涉及到產(chǎn)業(yè)安全,人身安全,而且會(huì )用到人工智能和深度數據挖掘,這里面又涉及到企業(yè)商業(yè)秘密和個(gè)人信息安全問(wèn)題,需要有法可依。
移動(dòng)通信是在網(wǎng)絡(luò )能力具備之后才催生出新業(yè)態(tài)。2G、3G、4G等前幾代移動(dòng)通信所比較突出的一些業(yè)態(tài),都是商用一段時(shí)間后出現的,有些是一年,有些甚至是幾年以后,像微信是在中國3G商用4年以后才出來(lái)的。所以,我們有理由相信,5G的很多新業(yè)態(tài)將會(huì )在幾年以后出現,應該是現在我們還想象不到的業(yè)態(tài)。總之,5G在垂直行業(yè)的應用還將會(huì )激發(fā)出更多更大規模的新業(yè)態(tài)。
最后,5G商用一周年取得了預期的成績(jì),交出了全球矚目的年檢答卷。我國5G發(fā)展面臨的挑戰和前幾代相比更為嚴峻,尤其是在國際形勢不確定性加劇的環(huán)境下,5G仍然需要長(cháng)期的負重前行。運營(yíng)商對5G的投資回報壓力很大,需要適度超前穩步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò )的部署,培育生態(tài),形成"以建促用"的良性模式,同時(shí),5G商用貢獻遠遠超出了通信行業(yè)本身。從國家長(cháng)遠利益看,5G作為數字經(jīng)濟新引擎責無(wú)旁貸。新基建加快5G網(wǎng)絡(luò )的部署并開(kāi)拓更大的應用空間,5G發(fā)展前景廣闊,但需要持續創(chuàng )新去實(shí)現。