解讀5G時(shí)代(3):何為5G&中國(guó)領(lǐng)航
上篇文章,我們一起感受了人類歷史上已經(jīng)發(fā)生和正在上演的七次信息技術(shù)革命。今天,就讓我們來(lái)到本書的核心篇幅,一起看一下,究竟什么是真正的5G,以及為什么說(shuō),中國(guó)必將引領(lǐng)5G時(shí)代!
何為5G
談到5G,自然離不開場(chǎng)景,也就是5G究竟用到什么地方。對(duì)此,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP定義了5G的三大場(chǎng)景。我們這里暫且先掉一下大家的胃口,我們先來(lái)談?wù)?G的六大特點(diǎn)。我相信,等我們談完這些之后,5G的場(chǎng)景,也許就不言而喻了。
特點(diǎn)一:高速度
每一代移動(dòng)通信技術(shù)的更迭,用戶最直接的感受就是速度的提升。我們來(lái)對(duì)比感受一下,速度二字,在1G-5G的短短數(shù)十載,究竟發(fā)生了怎樣的變化。
1G的最高速度為2.4Kbps。1G時(shí)代僅支持語(yǔ)音呼叫,并且手機(jī)通話質(zhì)量欠佳,常常需要對(duì)著手機(jī)大聲說(shuō)話。1G為語(yǔ)音時(shí)代,“大哥大”是這個(gè)時(shí)代的標(biāo)志性產(chǎn)物。
2G的網(wǎng)速達(dá)到9.6Kbps,最大速率為50Kbps。2G時(shí)代,一個(gè)2M的問(wèn)候視頻,則需要花費(fèi)好幾個(gè)小時(shí)來(lái)下載。2G為文本時(shí)代,短信和彩信是這個(gè)時(shí)代的主體。
3G的最低速度384Kbps,最高可達(dá)7.2Mbps。3G時(shí)代,應(yīng)用(例如微博)中的圖片都是被默認(rèn)為縮略圖,想看的時(shí)候需要點(diǎn)擊一下才能打開。3G為圖片時(shí)代,數(shù)字通信向數(shù)據(jù)通信發(fā)展,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代正在到來(lái)。
4G的上傳速度可達(dá)到6Mbps,下載速度為50Mpbs。人們?cè)谝苿?dòng)手機(jī)上傳輸文件、觀看視頻完全不會(huì)再卡殼,下載一部高清電影只需要幾分鐘。4G為視頻時(shí)代,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)全面爆發(fā),中國(guó)真正進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代,移動(dòng)電子商務(wù)、移動(dòng)支付、共享服務(wù),這些我們?cè)偈煜げ贿^(guò)了。
5G的上傳速度達(dá)到100Mpbs,下載速度高達(dá)1Gbps,最快可達(dá)10Gbps,下載一部超清電影只需要幾秒,甚至1秒不到。直播業(yè)務(wù)不再卡頓,VR產(chǎn)品完全可期,遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育等將從概念轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用,5G為智能互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
特點(diǎn)二:泛在網(wǎng)
泛在網(wǎng)即廣泛存在的網(wǎng)絡(luò),只有這樣,才能支撐日趨豐富的業(yè)務(wù)和復(fù)雜的場(chǎng)景。泛在網(wǎng)有兩個(gè)層面:一個(gè)是廣泛覆蓋,一個(gè)是縱深覆蓋。
廣泛覆蓋,是指人類足跡延伸到的地方,都需要被覆蓋到,比如高山、峽谷。
縱深覆蓋是指人們的生活中已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)部署,但需要進(jìn)入更高品質(zhì)的深度覆蓋。5G時(shí)代,以前網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)不好的衛(wèi)生間、沒(méi)有信號(hào)的地下車庫(kù)等特殊場(chǎng)所,都能夠而且需要被高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
3G和4G時(shí)代,我們使用的是宏基站,宏基站功率很大,但體積也很大,不能夠進(jìn)行密集部署。而5G時(shí)代,微基站將會(huì)逐步建立。2G時(shí)代只有幾萬(wàn)個(gè)基站,3G時(shí)代有幾十萬(wàn)個(gè)基站,4G時(shí)代有500多萬(wàn)個(gè)基站,5G時(shí)代將會(huì)有1000~2000萬(wàn)個(gè)基站都是有可能的。
特點(diǎn)三:低功耗
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)速度變得越來(lái)越快,同時(shí)設(shè)備功耗也變得越來(lái)越高。5G終端節(jié)能,顯得至關(guān)重要。
我們的智能手機(jī)每天充一次電,普通用戶還能夠接受,畢竟我們大部分時(shí)間,都可以隨處接入電源。但是,如果把這個(gè)場(chǎng)景放到河流的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中,對(duì)于大量的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn),如果需要頻繁地為其解決電源問(wèn)題,這就根本無(wú)法接受了。
5G時(shí)代,大部分物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)一周充一次電,或者一個(gè)月充一次電,用戶體驗(yàn)將大大改變!
需要指出的是,低功耗主要采用兩種技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn),一個(gè)是美國(guó)高通等主導(dǎo)的eMEC,另外一個(gè)則是我們?nèi)A為主導(dǎo)的NB-IoT!
特點(diǎn)四:低時(shí)延
正常情況下,人與人之間進(jìn)行信息交流,140毫秒的時(shí)延是不會(huì)影響交流效果的。3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延約100毫秒,4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延約20~80毫秒,到了5G時(shí)代,時(shí)延將會(huì)逐步下降至1~10毫秒。
低時(shí)延特點(diǎn),在智慧交通與工業(yè)控制領(lǐng)域的作用是顯而易見的。無(wú)人駕駛汽車,在高速行駛中,一旦需要制動(dòng),則需要瞬間把信息傳送到車上。不然100毫秒左右的時(shí)間,車會(huì)向前沖出幾米的距離,后果則有可能不堪設(shè)想。對(duì)于高精密的零件生產(chǎn),低時(shí)延的作用,我們更是無(wú)需多言。
特點(diǎn)五:萬(wàn)物互聯(lián)
我們預(yù)測(cè),到2025年,中國(guó)會(huì)有100億個(gè)移動(dòng)通信終端。
為何這樣說(shuō)呢?主要包括兩方面的原因:
- 第一個(gè)原因是,到了5G時(shí)代,終端不再按人來(lái)定義,而是每個(gè)人都可能擁有數(shù)個(gè)終端,每個(gè)家庭擁有數(shù)個(gè)終端。每個(gè)人的眼鏡、筆、皮包、腰帶、鞋子等都有可能接入網(wǎng)絡(luò),成為智能產(chǎn)品;而每個(gè)家庭中的門窗、門鎖、空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等也都有可能接入5G網(wǎng)絡(luò),相互之間進(jìn)行信息傳遞。
- 第二個(gè)原因是,社會(huì)生活中以前不可能聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備也會(huì)聯(lián)網(wǎng),變得更加智能。比如井蓋、電線桿、垃圾桶等公共設(shè)施,5G將賦予這些設(shè)備新的功能,成為智能設(shè)備。5G改變社會(huì),其要義就在于此。
未來(lái)的所有設(shè)施,甚至穿戴產(chǎn)品,都有可能連接到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),形成無(wú)比強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù),虛擬和現(xiàn)實(shí)無(wú)縫對(duì)接,帶來(lái)全新的智能時(shí)代。
特點(diǎn)六:重構(gòu)安全體系
傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)建立在一個(gè)信息傳輸不夠暢通的時(shí)代,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的體系,打破信息傳輸?shù)南拗疲@得高效率的信息傳輸,這是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的信仰與基本理念。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基本精神是自由、開放、共享。
為此,普通用戶似乎也默許了犧牲自己的數(shù)據(jù)價(jià)值,用以換取信息的便捷性傳輸。然而用戶的數(shù)據(jù)安全意識(shí),也是在不斷地覺(jué)醒當(dāng)中。例如之前微信與抖音展開的用戶頭像與昵稱之爭(zhēng),讓用戶產(chǎn)生了這樣的疑惑:難道頭像和昵稱不應(yīng)該是屬于我們用戶自己?jiǎn)幔繛楹问莾蓚€(gè)應(yīng)用在爭(zhēng)奪所有權(quán)?前段時(shí)間“ZAO”的換臉風(fēng)波,更是將用戶數(shù)據(jù)安全這個(gè)話題,推向了輿論的風(fēng)口浪尖。
正因如此,5G時(shí)代,智能互聯(lián)網(wǎng)的精神也將定義為安全、管理、高效、方便。其中,安全更是首位要求。
在5G的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中,在底層就應(yīng)該解決安全問(wèn)題。從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初,應(yīng)該加入安全機(jī)制,信息應(yīng)該加密,網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)該是開放的,對(duì)于特殊的服務(wù)需要建立起專門的安全機(jī)制。
5G的三大場(chǎng)景
好了,5G的六大特點(diǎn)我們說(shuō)完了,回到文章開始的話題,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的三大場(chǎng)景,我們來(lái)看一下,你會(huì)不會(huì)覺(jué)得很熟悉呢?
- 場(chǎng)景一:增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)。即對(duì)應(yīng)我們所說(shuō)的高速度的特點(diǎn)。直播、高清視頻、高清視頻轉(zhuǎn)播、VR體驗(yàn)等是這個(gè)場(chǎng)景的直接體現(xiàn)。
- 場(chǎng)景二:大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)。5G的最主要價(jià)值之一,就是突破了人與人之間的通信,使得人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器的通信成為可能。低功耗與泛在網(wǎng)是這個(gè)場(chǎng)景的基本要求。
- 場(chǎng)景三:超高可靠超低時(shí)延通信(uRLLC)。所謂高可靠,就是網(wǎng)絡(luò)必須保持穩(wěn)定性,不會(huì)經(jīng)常受到外界的影響。我們可以預(yù)見,智慧交通和工業(yè)控制等領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)大爆發(fā)。
中國(guó)領(lǐng)航
通過(guò)以上的內(nèi)容,相信大家對(duì)于5G已經(jīng)有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)了。那接下來(lái)我們談一下,為什么說(shuō)中國(guó)必將引領(lǐng)5G時(shí)代。
彩蛋
談起這個(gè)話題,我想先將這句話送與大家:“時(shí)間講述的不僅是故事,里面還藏著無(wú)數(shù)的彩蛋。”我們就從這個(gè)彩蛋說(shuō)起吧。
1998年中國(guó)召開香山會(huì)議,探討3G標(biāo)準(zhǔn)制定的問(wèn)題,當(dāng)時(shí)多數(shù)專家持懷疑態(tài)度,因?yàn)橐苿?dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的建立,不但成本非常高,難度也大,中國(guó)能否玩得起這個(gè)游戲猶未可知。面對(duì)爭(zhēng)議,時(shí)任郵電部科技委主任宋直元為TD-SCDMA一錘定音。
我們先來(lái)科普一下移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)雙向工作的兩大技術(shù)思路。一個(gè)是FDD,就是用兩根管子來(lái)傳輸信息,一根管子往上發(fā)數(shù)據(jù),一根管子向下收數(shù)據(jù)。這個(gè)辦法品質(zhì)好,效率高,但占用資源多。另一個(gè)是TDD,即用一根管子來(lái)傳輸數(shù)據(jù),一會(huì)往上傳,一會(huì)向下收。它的傳輸速度比不上兩根管子,好處是占用的資源少。
3G時(shí)代來(lái)臨之前,ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)向全世界征集第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時(shí)提交的主要是美國(guó)的CDMAEVDO、歐洲的WCDMA以及中國(guó)的TD-SCDMA。在確立標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中,歐、美兩大派互不相讓,而歐洲以國(guó)家多、得票率高而占據(jù)優(yōu)勢(shì)。美國(guó)不能夠接受歐洲的“一家獨(dú)大”,于是主動(dòng)與中國(guó)聯(lián)合起來(lái),互相支持。最終3G時(shí)代的通信標(biāo)準(zhǔn),確定了中國(guó)、歐洲、美國(guó)的“三足鼎立”局面。
然而TD-SCDMA發(fā)展之路極為艱難,但中國(guó)政府還是決心支持它,把網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的任務(wù)交給中國(guó)移動(dòng)這個(gè)最有實(shí)力的電信運(yùn)營(yíng)商。中國(guó)移動(dòng)最初也不想接,但因是國(guó)家任務(wù),又不能不接。
由于中國(guó)移動(dòng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是自主研發(fā)的,很多方面存在明顯劣勢(shì),同2G時(shí)代的輝煌相反,中國(guó)移動(dòng)在整個(gè)3G時(shí)代都被聯(lián)通和電信強(qiáng)勢(shì)壓制。在4G時(shí)代,中國(guó)提出了TD-LTE這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),全世界都看清了中國(guó)的決心,從芯片廠商到設(shè)備制造商都開始支持TD-LTE,可以說(shuō)中國(guó)移動(dòng)在4G上大獲全勝。
3G時(shí)代,全世界的技術(shù)主流主要是FDD,4G時(shí)代,中國(guó)的TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)開始被多個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商采用,漸漸成為TDD技術(shù)的領(lǐng)頭羊。到了5G時(shí)代,因?yàn)榇髮拵枰嗟念l譜資源,而頻譜資源又非常有限,于是很多國(guó)家放棄FDD,轉(zhuǎn)向頻譜利用率更高的TDD技術(shù)。對(duì)于TDD有著十多年積累的中國(guó)移動(dòng),自然在5G時(shí)代中扮演了重要角色。
中國(guó)引領(lǐng)5G時(shí)代
怎么樣,歷史就是如此有趣,用事實(shí)向我們證明,只要足夠努力,總會(huì)有那么一個(gè)時(shí)刻來(lái)臨,讓我們站在風(fēng)口翱翔。當(dāng)然5G實(shí)力是一個(gè)綜合體系,不是一兩項(xiàng)指標(biāo)能夠確定的。
5G實(shí)力可以從六個(gè)維度來(lái)綜合衡量:
(1)標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)能力:中國(guó)21項(xiàng);美國(guó)9項(xiàng);歐洲14項(xiàng);日本4項(xiàng);韓國(guó)2項(xiàng)。中國(guó)能夠主導(dǎo)這么多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),也正是得益于對(duì)于TDD的深刻理解。
(2)芯片的研發(fā)與制造能力:美國(guó)占據(jù)較大優(yōu)勢(shì);歐洲出現(xiàn)一定衰落;而中國(guó)正在發(fā)力尋求突破。華為已經(jīng)在旗艦產(chǎn)品上進(jìn)行抗衡,而在中低端產(chǎn)品上,展銳也有所作為。
(3)系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)與部署能力:第一集團(tuán)是中國(guó);第二集團(tuán)是歐洲;韓國(guó)也有一定的市場(chǎng)。如今,在全世界通信系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域,綜合實(shí)力最強(qiáng)的還是中國(guó)的華為、中興、信科。
(4)手機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)能力:世界十大手機(jī)品牌,中國(guó)占據(jù)7位。第一集團(tuán)無(wú)疑是中國(guó),美國(guó)的蘋果和韓國(guó)的三星也擁有強(qiáng)大實(shí)力,但比拼綜合能力,美國(guó)和韓國(guó)均難敵中國(guó)。
(5)業(yè)務(wù)的開發(fā)與運(yùn)營(yíng)能力:中國(guó)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的創(chuàng)新力,資金和人才的積累,智能硬件的研發(fā)、生產(chǎn)能力,是其他國(guó)家難以企及的。
(6)運(yùn)營(yíng)商的能力:今天中國(guó)的4G基站已經(jīng)覆蓋99%的用戶,4G基站數(shù)超過(guò)350萬(wàn)個(gè),總基站數(shù)640萬(wàn)個(gè)。美國(guó)4G基站數(shù)不超過(guò)30萬(wàn)個(gè),印度的總基站數(shù)不超過(guò)70萬(wàn)個(gè)。中國(guó)三家運(yùn)營(yíng)商,可以說(shuō)是世界上實(shí)力最強(qiáng)的電信運(yùn)營(yíng)商。
中國(guó)的移動(dòng)通信發(fā)展史,可以概括為:1G落后,2G追隨,3G突破,4G同步,5G中國(guó)必將引領(lǐng)時(shí)代潮流。
結(jié)語(yǔ)
5G不是一項(xiàng)技術(shù),而是由大量技術(shù)形成的一個(gè)綜合體系,這些技術(shù)將在5G建設(shè)過(guò)程中不斷完善。移動(dòng)云計(jì)算,情景感知技術(shù),邊緣計(jì)算,以及網(wǎng)絡(luò)切片等名詞,將會(huì)不斷地進(jìn)入人們的視野,并被大家所熟知。在互聯(lián)網(wǎng)的助力下,“世界正在變平。”
下面的一章,我們將討論與我們生活緊密相關(guān)的內(nèi)容,智能交通、醫(yī)療健康、智能家居、電子商務(wù)與電子支付、工業(yè)與物流業(yè)變革以及工業(yè)革命,這些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將隨著5G時(shí)代的來(lái)臨,發(fā)生哪些變化呢?
我們下期不見不散!
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曉莊同學(xué);公眾號(hào):曉莊同學(xué)產(chǎn)品筆記,人人都是產(chǎn)品經(jīng)理專欄作家。智慧校園領(lǐng)域的B端產(chǎn)品經(jīng)理。
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努力的話,天才也可以超越