5G商用是新一輪研發(fā)的開始

新冠肺炎疫情催熱了對(duì)5G的需求，國家的“新基建”戰(zhàn)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(dú)立組網(wǎng)），今年全面啟動(dòng)了全網(wǎng)的SA部署。截至當(dāng)前，中國開通5G基站60萬個(gè)，5G的連接數(shù)達(dá)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(yù)測(cè)，到今年年底中國占全球5G連接數(shù)要達(dá)到70%。最近在網(wǎng)上有觀點(diǎn)認(rèn)為“5G技術(shù)很不成熟、運(yùn)營成本極高、不易消化成本”，在此想跟大家探討一下。

5G能效顯著優(yōu)于4G

我國三大電信運(yùn)營商2018年電費(fèi)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%。我國運(yùn)營商電費(fèi)占收入的比重比全球平均要高一些。

有人說，5G用的頻段高、基站密度大，如果要完全達(dá)到4G現(xiàn)在的覆蓋水平，5G基站數(shù)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基站將來是宏站+微站，宏站數(shù)可能跟4G相當(dāng)，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(tǒng)。總的來說，5G的能耗應(yīng)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(shì)的。當(dāng)然，我們現(xiàn)在可以采用基站休眠的方案，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的話務(wù)量本身就是有潮汐效應(yīng)的，忙時(shí)和閑時(shí)差別可能達(dá)到4倍，所以在一些公共場(chǎng)所假如晚上沒有人了，我們可以智能關(guān)閉5G、降低發(fā)射功率，每天可以節(jié)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(dāng)然這種休眠方案需要技術(shù)支持，5G的基站參數(shù)組合非常多，靠人工的經(jīng)驗(yàn)根本做不了，就要通過自適應(yīng)AI技術(shù)來支持。有資料分析，采用自適應(yīng)休眠方案，在覆蓋范圍不變、運(yùn)營商的服務(wù)性能不變的情況下，可以節(jié)省15%—25%的基站電力消耗。另外，可以改變供電方式，比如說智能升壓，減少信號(hào)線損，有條件的地方也可以使用光伏供電等。

關(guān)于制冷，空調(diào)是最耗能的。把空調(diào)降溫改成液冷，可以比傳統(tǒng)方式省30%的電。而且目前基站定義的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)是18—28度，這是考慮了以前基站內(nèi)工作人員的舒適度，但現(xiàn)在基站基本上是無人值守的，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(biāo)準(zhǔn)，這樣就能降低能耗。另外，桿上AAU（有源天線單元）等設(shè)備也可以用自然冷卻的方法。

5G投資回報(bào)狀況與4G相當(dāng)

5G基站復(fù)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(shè)周期內(nèi)，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(yù)測(cè)過，說全國5G基站等基建項(xiàng)目在建設(shè)周期內(nèi)的總投資可能是1650億美元，4G用了1100億美元，也就是說5G基站投資只是比4G多了50%。我國4G建設(shè)從2013年起到現(xiàn)在7年了，目前實(shí)際用戶占全網(wǎng)移動(dòng)用戶的80%，5G要達(dá)到4G這樣的用戶規(guī)模估計(jì)要8年甚至?xí)L一些?？梢钥闯觯?G年度投資規(guī)模并非想象的那么龐大。

關(guān)于投資回報(bào)，目前韓國5G用戶ARPU值比4G增加37%，顯示在來自消費(fèi)者用戶的收入方面，5G將超過4G。事實(shí)上即便在韓國，5G的超高清視頻、VR/AR、室內(nèi)定位、車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)還未規(guī)模應(yīng)用，如果考慮這些新業(yè)務(wù)，5G消費(fèi)者業(yè)務(wù)收入將是4G的2倍以上。而且長遠(yuǎn)看，5G主要收入將來自政企客戶，其貢獻(xiàn)將是消費(fèi)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(shè)、運(yùn)維等因素，5G綜合成本是4G的4—5倍，運(yùn)營收入將超過4G的6倍。可以認(rèn)為，5G的投資回報(bào)會(huì)比4G還好一些，或者至少是相當(dāng)，不會(huì)出現(xiàn)投資無法回收的情況。

5G商用是新一輪研發(fā)的開始

中國在全球率先大規(guī)模部署5G SA，當(dāng)然有探路的風(fēng)險(xiǎn)，有產(chǎn)品成熟性、穩(wěn)定性的考驗(yàn)問題。室內(nèi)覆蓋5G也是復(fù)雜的，因?yàn)楦哳l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(tǒng)需要兼顧有源和無源，還要增加物聯(lián)網(wǎng)、定位功能及可視化運(yùn)維等智能化能力。移動(dòng)通信經(jīng)驗(yàn)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(fù)雜，需要引入人工智能的技術(shù)來適應(yīng)。另外，前幾代移動(dòng)通信主要是無線空口技術(shù)改進(jìn)的更多，而5G對(duì)前傳、城域網(wǎng)、核心網(wǎng)等都有很多改進(jìn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維提出了不少挑戰(zhàn)。

另外，5G很多能力需要跟物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能緊耦合來實(shí)現(xiàn)，需要協(xié)同開發(fā)。5G很多新業(yè)態(tài)是在網(wǎng)絡(luò)具有一定規(guī)模以后才有的，要加快這個(gè)進(jìn)程，網(wǎng)絡(luò)能力需要更好的開放。當(dāng)然，5G的軟件定義、虛擬化、云化、開放化會(huì)引入新的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以5G商用應(yīng)該意味著新一輪技術(shù)創(chuàng)新的開始。

對(duì)于5G的關(guān)鍵性能，還有待進(jìn)一步拓展它的應(yīng)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200兆帶寬支持2.7Gbps，如果用毫米波，將來還可以達(dá)到20Gbps。目前來看，5G技術(shù)可以應(yīng)用到激光掃描零件視頻5G傳輸、5G+AR眼鏡的機(jī)器視覺質(zhì)檢等，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮5G的超帶寬能力。5G的低時(shí)延、高可靠應(yīng)用可以做到空口0.5毫秒，eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）應(yīng)用場(chǎng)景也能做到4毫秒?，F(xiàn)在用5G VR培訓(xùn)高鐵司機(jī)，還能很好適應(yīng)工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)、特高壓對(duì)低時(shí)延的要求，今后也同樣需要開發(fā)更多能夠充分利用5G低時(shí)延特點(diǎn)的應(yīng)用。

另外，通過5G可以實(shí)現(xiàn)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(nèi)定位現(xiàn)在可以做到3米，而且在R17版本可以0.3米，室內(nèi)定位這是現(xiàn)在衛(wèi)星導(dǎo)航定位所做不到的。這樣的定位有什么用處呢？現(xiàn)在想到的是自動(dòng)駕駛、碼頭裝卸、室內(nèi)定位。是不是還應(yīng)該有更多的應(yīng)用可以發(fā)揮5G定位的特點(diǎn)？

還有高可靠性?，F(xiàn)在5G可以做到優(yōu)于6個(gè)9的可靠性（99.9999%），遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)泊車，可靠性要求是5個(gè)9（99.999%）。實(shí)際上，現(xiàn)在還沒有能夠完全把可靠性的特點(diǎn)充分發(fā)揮，所以說，我們期待數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型，信息化和工業(yè)化的融合，來創(chuàng)造更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

當(dāng)然，5G創(chuàng)新需要產(chǎn)業(yè)鏈更廣泛的合作。終端現(xiàn)在應(yīng)該是商用的瓶頸，目前手機(jī)可供選擇的品種還是不夠多，雖然有幾種接近4G的價(jià)位，但是一千元以下的還是很少。作為用戶，還希望更便宜的終端設(shè)備，而且目前總體上這些終端的穩(wěn)定性和待機(jī)時(shí)長還不能完全滿足期望，未來中低端的終端需求更大，需要加大開發(fā)力度。因此，這里就涉及了芯片，芯片本身換代是很快的，而我們現(xiàn)在面臨的難題是芯片代工和裝備的基礎(chǔ)缺失，凸顯了外部生態(tài)對(duì)國家5G創(chuàng)新的制約。

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(yīng)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適應(yīng)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(yīng)用個(gè)性化很明顯，需要跟垂直行業(yè)跨界合作，但是目前合作的商業(yè)模式還不清晰。

（本文根據(jù)鄔賀銓院士地最新公開演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）