2019.01.20
5G:資本逐利因汝之名

 

從技術虛假、市場需求、發展淵源、商家炒作動機、5G生存困境、運營商“嫌棄”5G等幾個方面說清楚了。

由於全球通信巨頭和媒體的無限包裝和吹捧,5G已然成為搶佔科技制高點的代名詞,不論技術是否有革命性進步,5G已經成為政治正確。因而不論是否真的有實際客觀需要,也必須把5G網路儘快建立起來。

 

在此背景下,太平洋兩岸的兩個大國都開始搞5G網路建設。也許是因為美國運營商對5G不太感冒,美國總統川普的團隊甚至策劃由政府主導5G網路建設(但隨即被堅持市場決定的無線電委員會給否定了)。類似的,中國的運營商對5G也不太感冒,很多來自運營商及設備商的真正瞭解技術的朋友就對5G嗤之以鼻。之所以出現這種情況,主要還是5G自身的原因。

 

 

 

一、5G技術供給是虛假的

 

鐵流以往的文章裡已經介紹了,現在熱炒的5G技術,很多都是疲軟的,虛假的,或非常不成熟的。

 

雖然很多媒體熱炒編碼,把聯想投票的事情大書特書,並把LDPCPolar5G編碼技術)等同於5G標準。但實際上,編碼只是5G關鍵技術之一,而且在提升傳輸效率上還稱不上最關鍵的技術。因為它的空間已經挖掘的很充分了。

 

那麼,5G關鍵技術有哪些呢?請看下圖,該圖借用自中國頂級通信研究者。

 

 

 

就調製、編碼、多址、組網、多天線等方面看,不是繼續沿用老技術,就是新技術不成熟、不可用,或者傳輸增益微乎其微。

 

業內人士指出,LDPCPolar對系統效率的提升不會超過3%。業內人士指出,Polar的這點效率提升沒啥意義,尤其是提升指令傳輸的,多一點少一點沒啥用處,只是因為它實現了一個理論極限(可以達到香濃限制)代表了人類對自然界探索的里程碑。

 

再看多址接入方面,多址是移動通信的核心技術領域,第一代到第四代移動通信分別採用了FDMATDMACDMAOFDM技術。現在5G多址技術的主流看法是NOMA(國內外設備商的各種五花八門命名的技術都是NOMA的修改版本)。

 

據業內人士介紹:

 

NOMANTT Docomo20149月首先宣導的。其思想是發射端不同的用戶分配非正交的通信資源。在正交方案當中,如果一塊資源平均分配給N個用戶,那麼受正交性的約束,每個用戶只能夠分配到1N的資源。NOMA擺脫了正交的限制,因此每個用戶分配到的資源可以大於1N。在極限情況下,每個使用者都可以分配到所有的資源,實現多個用戶的資源分享。

 

 

雖然理想很豐滿,很多商家都在吹捧NOMA,但經數學證明,NOMA路線的頻譜效率增益嚴格為零。

 

既然NOMA增益嚴格為0,為何全球通信巨頭都鼓吹呢?因為如果用OFDM4G時代的用OFDMCDMA換掉,高通的看家法寶CDMA被廢,跌落神壇),很多專利過期了,大家都可以用,而5G換成NOMA,這樣通信巨頭又可以收專利費了。

 

據估算,圍繞NOMA,幾家通信寡頭每年就可以收8億美元專利費。

 

也就是說,這些通信寡頭試圖用一個零增益的技術,甚至負增益(降低效率)收取巨額的專利費。

 

其實,類似的事情非常多,企業為了增加話語權和收專利費,工程師為了完成KPI,都拼命往標準中注水,比如在4G標準制定中,愛立信主推的SC-FDMA作為LTE的上行多址方案,該方案是OFDM的一種變體,愛立信宣稱該方案能夠降低峰均比,降低對終端功放的要求。然而,之後的研究和實踐表明,SC-FDMA所帶來的對導頻設計的負面影響,要超過它的帶來的好處,其性能還不如OFDMA 簡單的削波方案。但即便如此,愛立信通過自身影響力,將SC-FDMA納入了4G通信標準專利。這種做法雖然增加了愛立信公司在4G標準的話語權,能夠收到更多專利費,但卻拉低了整個系統的運行效率。

 

 

 

再看多天線技術。5G宣傳的是超多天線技術(mass MIMO)。MIMO(多天線技術)被炒得很火,這是最近20多年特別熱的東西,確實是有潛力的,確實是提高通信能力的一個方向,但研究了20年,還是屬於那種"看論文看數字都沒問題,但一做出來都是問題"的東西,實驗室擺拍可以,一實戰就不行了,商業應用始終不行。

 

業內人士介紹:

 

這個東西最早是從雷達領域過來的。但要用於民用會遇到特別的麻煩——雷達對著的是天空,都是視距,很乾淨。而地面上是多麼複雜的地形,這個事情一下子複雜了無限倍。而且民用不能像軍用那樣不計工本,必須把成本砍下來,這也很難......大家都在搞,就沒弄明白這個很簡單的道理......至於論文上看數學都很對,但是為什麼一做出來就不行的東西。我這麼說:這個領域的理論是有缺陷的。

就組網而言,CoMP相對於4G時代的SFR也是零增益,甚至是負增益。

 

最後說一下前段時間被熱炒的時分雙工(TDD),前段時間,有文章稱"今天全世界的5G技術都是TDD技術",然而,這種說法容易引起誤會,還是需要說明一下的。

 

5G的藍圖中,用的並不是時分雙工,而是全雙工。那麼,為何有文章稱"今天全世界的5G技術都是TDD技術"呢?

 

3G時代,中國的TD-SCDMAWCDMACDMA2000多的一個是上傳的同步資訊(時分同步資訊),但做的不好。TD-SCDMA4G時代中國移動採用的LTE-TDD中兩個TD並沒有什麼聯繫(一個是時分同步資訊,一個是時分雙工)。4G時代,TDD-LTE採用時分雙工,FDD-LTE採用頻分雙工。全雙工簡單的說就是集成了時分雙工和頻分雙工的優點,實現魚和熊掌可以兼得。只不過,現實很骨感,全雙工只能實驗室擺拍不能實戰,無法商用。既然5G藍圖中的全雙工無法商用,那麼通信寡頭只好拿老技術時分或頻分雙工湊合著用。這部分並沒有什麼進步。

 

 

 

另外,還有不少類似4G時代愛立信力推SC-FDMA,為了自身利益在技術上開倒車的例子,比如某通信巨頭力推F-ODMA,這完全就是為了自身利益瞎搞了。

 

......

 

可以說,在多址、多天線、編碼等關鍵技術上,不是不可用,就是增益微乎其微,一些專利甚至是負增益,在技術上完全是開倒車。因而現在所謂的5G的技術升級是虛假軟弱的。

 

正是因此,有人將現在的5G稱之為商用概念,而不是技術反覆運算,因而將之稱為4.9G,更有甚至非常尖銳的指出,現在所謂的5G其實是偽5G

 

二、5G覆蓋差基建成本高

 

既然5G技術供給是疲軟和虛假的,那麼,是怎麼把網速提上上去的呢?

 

答案是暴力提升,就是擴大佔用的頻段(國內由工信部劃撥),加大投資基站的密度(這個是運營商的事情),提升晶片資料處理速度(這個得益於半導體技術提升)等手段。

 

以基站來說,按照現在的情況,5G要想達到4G的覆蓋水準,基站數量至少是4G5倍。

 

以頻譜資源來說,GSM(中國移動的2G網路)整個移動才5M頻寬,3G20M頻寬,4G60M頻寬,5G則準備用一個G左右的頻寬。以此前愛立信的極限測試來說,愛立信測出高達20Gbps資料傳輸速率,但用了800Mhz頻寬。這恐怕是國內通信設備大廠在鼓吹測試出18Gbps傳輸速率的同時,卻對使用了多少頻寬,以及其他細節閉口不言的原因。

 

一位朋友表示:

 

所以那種不說細節的高速傳輸展示都是耍流氓,我用兩個互相可以看到的天線對著傳,走大頻寬頻譜,那當然很快。

由於低頻點頻譜非常珍貴,因而不可能直接劃撥800Mhz頻寬(低頻),這太奢侈——國內是工信部劃撥,運營商用著不肉痛。但在國外,黃金頻率堪稱天價,運營商對此必須三思而後行。因此,如果要部署現在所謂的5G,就必須用高頻。然而,高頻的覆蓋能力差,換言之,如果用黃金頻率建1個基站,其覆蓋範圍可以媲美用高頻建N個基建。因而對於運營商而言,黃金頻率可以大幅降低基建成本,而高頻則屬於"垃圾頻段",根本不值錢。這裡再說明一下,這種低頻率的頻端和高頻率的垃圾頻段之間的差異會差異到什麼地步,只要頻率上一個數量級,頻段天然的寬度就會多出10倍。但是,衍射性也會差的非常多。所以低頻率(2G使用的頻率段)的頻譜資源非常寶貴,它的衍射能力能夠覆蓋數平方公里,而高頻率(比如Wifi使用的頻率段)的頻譜資源可以隨便使用——因為它的衍射性不會超過一個20平米的房間。

 

實際上,美國就5G頻譜選的就是高頻——在1115日,美國聯邦通訊委員會(FCC)召開美國首次5G頻譜拍賣會,開啟28GHz毫米波5G頻譜(27.5-28.35GHz頻段,共計850MHz)拍賣。此前愛立信的測試也是在15Ghz這個點上前後開闢800M的寬度,即14.615.4Ghz之間的寬度。這些頻段資源超過了過去無線通訊已經使用過的頻段的總和——當然,過去是在中低頻率頻段,而5G只能動用高頻率頻段。

 

用高頻就會有一個問題,那就覆蓋會很差,現在5G毫米波小基站的發展路線將使最終覆蓋結構非常"感人"5G按照現在忽悠的傳輸速率的標準,要覆蓋目前全球4G覆蓋的區域,要4G基站至少乘以5倍。

 

由於羊毛出在羊身上,將來5G網路建設的高昂成本最後都要全國消費者買單。

 

我們想想,用戶會為5G支付5倍——或者至少3倍的月通信費嗎?事實上,最近推出5G試驗套餐的一個芬蘭運營商就是按照5倍的價格去定用戶月費用的!

 

正是如此高昂的基建成本,使運營商對於5G不熱衷。

 

 

 

三、現在鼓吹的5G市場需求都是偽需求

 

不僅僅5G在技術供給上是虛假的,疲弱的。就市場需求而言,也是虛假的,是人為創造出的概念。

 

前面提到了正常人用戶是不會為5G而付出3-5倍的月租費的,那麼就有說法聲稱5G主要不是給人用的,而是給""用的,也就是5G將大大超出過去20年無線通訊發展史中以大眾公共通信網路為主業的範疇。的確,目前全球鼓吹5G的政治正確理由,都是所謂萬物相連或稱為物物連接。這裡面的問題在於,所謂物物連接的所有場景,要麼不需要5G,要麼不敢信賴公眾性的無線通訊。

 

雖然很多媒體在報導中將物聯網和5G捆綁,把物聯網混同於5G。但首先,實際上物聯網並非必須用5G——現有物聯網主要是追求長壽命,放一個物聯網節點在那邊肯定不希望1-2天內就去更換一次,且大量應用都是低速、小資料量的通信連接。這樣的需求根本不需要5G,用2G3G4G就行了。

 

以目前為止全世界最大規模的物聯網應用案例,ofo自行車智慧鎖為例,其使用的NB-IOT其實就是華為和中國電信北京公司一起搞出來的簡化版、刪減版的4G,也就是各種信令的規定大大簡化,物理基礎上就用4G,而且只需要用很小的通信容量。根本就用不到5G。無獨有偶,不久前,國內運營商進行了物聯網晶片招標,中標斬獲大單的物聯網晶片用的就是2G。所以物聯網,至少當前的物聯網和所謂萬物互聯,和5G沒有必然聯繫。

 

 

 

就無人駕駛來說,我們先不提無人駕駛技術本身就不成熟,即便是穀歌搞的無人車,搞的也是"胖終端"的無人駕駛,接受信號而做出反應的過程是放在車上,而把5G和無人駕駛聯繫在一起的那種模式是"瘦終端"模式,做出決策是在遙遠的伺服器,這種做法是存在極大隱患的。用5G網路來搞無人駕駛,那就是自己給自己找麻煩,人為創造了駭客頃刻間把現代社會徹底打亂的空間,後果可以參照電影《速8》。

 

 

 

再來看無人工廠。所有工廠,尤其是高端工廠,都必須用專線來控制,內外網隔離才是普遍的做法。就很多機床的遠端操縱加工來說,機床一刀下去,多工作一毫秒,就可能報廢工件,怎麼可能用不在自己控制的公眾網路?

 

高端製造業使用公用通信網簡直就是自尋死路。前不久,台積電就因為安裝新機台的時候出了岔子,結果導致工控系統被病毒入侵,數個廠區停產的慘劇。如果讓台積電的電腦和機台全部連上5G,恐怕張忠謀整夜會睡不著覺吧。

 

遠端手術也是同理,你躺在手術臺上,就是一塊砧板上的肉,你敢讓十萬八千里外的醫生給你遠程動手術?一旦出現延遲或掉線,保不齊就是醫療事故了。你的仇敵買通駭客,或熊孩子駭客的一次惡作劇,就可以導致一起謀殺案,而且駭客技術水準足夠高的話,十有八九會變成無頭凶案。誠然,手術可以演變成手術機器人,但操縱的資訊媒介一定是近程的,專門的,不能用公用通信網。

 

至於最近一些人鼓吹的5G 電視看4K/8k視頻的說法就更加奇葩了。

 

事實上,雖然無線通訊被吹的神乎其神,但光纖通信才是資訊傳輸的大動脈,無線再怎麼神奇,都不能與光纖比。而如今中國的基建水準已經實現了光纖入戶,5G電視的鼓吹者,要求大家把已經安裝好的光纖拔掉,花幾十萬換成5G微基站,這種做法從用戶體驗和成本上來說都划不來。

 

從使用者體驗上說,光纖顯然比5G微基站強。

 

從建設成本上來說,光纖是已經建好了的,已經完成投資了,而5G微基站是要額外投入的,何況5G微基站的價格不菲。就使用成本來說,大家原本為了手機和電腦上網,已經支付了寬頻月租,因而用寬頻看電視是零成本。而5G電視流量是計費的,而且還用的是4K/8K視頻資源,流量消耗極大,而且按照運營商的做法,流量超過20G就限速,屆時看不了幾部電影,5G網路就卡成2G網路了。

 

因此,鼓吹5G電視純粹是不顧實際情況強行上5G

 

總之,一些商家和媒體鼓吹的5G需求,其實都是偽需求。

 

其實,任正非早就表示:

 

科學技術的超前研究不代表社會需求已經產生。如果社會需求沒有發展到我們想像的程度,投入的意義就沒有那麼大。我不認為現在5G有這麼大的市場空間,5G可能被炒作過熱,因為需求沒有完全產生。如果說無人駕駛需要5G,現在能有幾台汽車實現了無人駕駛?輪船、飛機如果已經實現了無人駕駛,但是飛行員不上飛機,乘客敢上飛機嗎?

 

社會如果需要更高的頻寬,4G就能做到,日本和韓國不就做得很好嗎?現在的設備沒有發揮出很好的作用來,如果期望用技術來代替,不現實,系統工程不是有一個"喇叭口"就能解決的問題。

 

這是我的個人意見,業務部門倒是希望5G更快商用,這樣他們可以多賣一些產品。

當然,任正非在20184月的這番表態,後面不知道因為什麼原因悄然被淡化了,我們看到的是全球通信廠商大力推動5G,還配合輿論把5G說成是國家和企業命運的制高點。背後發生了什麼我們不得而知。

 

四、5G面對4GWIFI競爭力有限

 

談到這一點,先要講清楚為什麼Wifi傳送速率這麼高(遠遠高於5G宣稱的速度)但無線電信運營商仍然能夠生存下來的根本原因。

 

WIFI免費的情況下,4G網路沒有死掉,反而具有很強活力,原因就在於用戶對於普遍覆蓋(任何地點任何時間都能接入)的網路是剛需。使用者在離開WIFI的情況下,必須也要有通信網路。也就是說,在任何生活角落(在中國是整個國土,在美國是大部分城市區域),都能保持資訊連接,因為在最緊要的時候這個資訊連接是能救命的。而Wifi或者此前存在的WiMax做不到這一點,他們只能覆蓋很小的領域或者試圖覆蓋整個城市但覆蓋效果是千瘡百孔。

 

 

 

為什麼漁民出海要花幾萬塊享受能發送幾個位元組的海事衛星的服務,只是為了保命,這和移動通信能存在能商業經營下去的根本理由是類似的。

 

然而,按照現在5G往毫米波小基站的方向發展下去,是去追求傳輸速率,這不是剛需,因為其技術特點決定了其覆蓋率不可能達到2G4G的水準,或者要付出非常昂貴的覆蓋成本。

 

而追求極值傳輸速率,就是走向了歧途目標,因為WIFI已經解決了極高速率的問題,而Wifi是不需要任何核心技術的,是非常簡單的,Wifi路由器也非常便宜,一兩百塊錢就一個。反觀現在5G路線的毫米波小基站能做到10美元一個站嗎?如果做不到,那麼就無法打敗WIFI

 

何況現在大家的WIFI都是已經安裝好的,你怎麼說服別人把WIFI那條線拔下來,再掏一筆錢(很可能價值是幾十萬)換上你這個5G微基站?

 

據業內人士披露:現在5G基站的成本非常貴,即便通過產量分攤降低成本,長遠目標是控制到4G基站2倍。就成本來說,5G微基站面對WIFI是缺乏競爭力的。

 

最關鍵的問題是,5G流量能不能免費,如果免費的話,運營商巨額投資成本怎麼收回?如果收費的話,WIFI流量是免費的!5G拿什麼和WIFI爭?

 

這種情況下,恐怕頭腦清醒的人都不會把WIFI換成5G微基站。

 

5G面對4G(中高速率+高覆蓋)+WIFI(高速率+家庭環境)的現存產業組合,生存空間到底在哪裡,是一個很嚴肅的問題。

 

五、為何通信寡頭熱衷於炒作5G

 

我們先來說高通。

 

高通的創始人中有一位世界級的科學家維特比,在1991年一篇論文中用半理論半數字代入的方式證明(On the capacity of a cellular CDMA systemIEEE TVT),走CDMA路線可以把性能提高18倍,全世界通信理論界都驚呆了,當然,事後大家發現被忽悠了。

 

 

 

在他的推動下,產業界相信了CDMA代表了無線通訊技術的發展方向。

 

然後高通借助在CDMA上的壟斷肆意收取高通稅(只要用了CDMA技術的整個手機或設備都要把7%最終收入交給高通),把全球通信廠商噁心的不行,犯了眾怒。

 

因而4G時代,中歐通信廠商試圖聯手把高通排擠出去,在標準制定中一個重要方略就是"去高通化",因而高通在4G時代失去了其在3G時代的地位,相對跌下神壇。但是,高通依靠2004年之後興起的智慧手機帶來的新的"手機晶片"業務,繼續維持自己的神話,防止自己在通信領域已經完全喪失根基的真相被人們所察覺。因此,高通在4G時代對一些中國企業只是降低了稅率,但高通稅還是在收的。

 

由於而4G最關鍵的技術並不在高通手中,高通其實是在利用市場地位的"慣性"徵收高通稅。但"慣性"只能維持一時,不能維持一世,高通非常迫切的需要提升自己的話語權。

 

而最好的做法就是搞一套5G,不管技術是否有革新,不管系統效率是否明顯提升,只要搞更多專利塞進所謂的5G標準中,就可以讓自己重回神壇。

 

 

 

何況,由簡入奢易,由奢入儉難,高通過慣了高通稅吸血的日子。專利授權業務銳減後,日子很不好過,股東意見很大,之前高通各種資本運作都是股東缺乏耐心的表現。因而有很強的動機,很急迫的去搞一套4.9G,並將其包裝為5G

 

此前,高通公佈了高通稅的"徵收標準"

 

使用高通的標準必要專利,並且只支援 5G 的手機,將會收取 2.275%的專利費用;

 

使用高通標準必要專利,並且支援 3G/4G/5G 的手機,將會收取 3.25% 的專利費用;

 

使用高通標準必要專利加非標準必要專利,並且只支持 5G 的手機,將會收取4% 的專利費用;

 

使用高通標準必要專利加非標準必要專利,並且支援 3G/4G/5G 的手機,將會收取5% 的專利費用。

 

此外,高通還表示,智慧手機 5G 許可費的整機銷售價上限為 400 美元。

以智慧手機市場如今的規模,大家可以算算,通過搞一套偽5G,高通可以獲得多大的利益。

 

愛立信、諾基亞,以及國內通信大廠也是類似,都是為了商業利益。在4G網路建設高峰期過去之後,全球電信設備商都迎來了低谷,大家血拼的結果就是大家日子都不好過。

 

國內通信巨頭也期盼5G,以某大廠的利潤率來看:2013年,利潤率8.7%2014年,利潤率9.6%2015年,利潤率9.3%2016年,利潤率7.1%2017年,利潤率7.9%。從中可以看出,當國內4G基建高峰期(2014-2015)過去後,利潤率立馬下跌2個百分點,這個大企業實際上在依靠手機業務的大規模增長來撐起收入增長的門面。

 

因而大家都有很強的動機,去搞一套所謂的5G網路,再賣一波所謂的5G設備,撈一筆。

 

由於技術供給上沒有革命性提高,現在只能靠選擇高頻率頻段的方法來擴充容量,高頻眾所周知傳播能力很差,所以要多布點。雖然這將會大幅提升運營商組網成本,但通信設備商可以大賺特賺。

 

六、中美運營商對5G並不熱衷

 

之前提過,5G按照現在忽悠的標準,要覆蓋目前全球4G