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5G技術將開創萬物互聯新時代

由 鑫哥stock 發表于 娛樂2022-04-28
簡介4G網路在IoT時代就會遇到這個問題,因為在制定4G標準時,就沒有打算讓那麼多裝置同時上網

裸寬資費收費是什麼意思

(2019-11-19日作)

5G技術將開創萬物互聯新時代

今天,只要是A股的投資者,人人都在談論5G。好像不買點5G產業鏈相關的股票,出門都不好意思跟人打招呼。但是大多數人由於對5G認知的侷限性,要麼沒有買到真正5G受益公司,要麼就是提前下了車。目前,大傢伙最糾結的事情是,好的5G股票都漲了好多了,還能不能買?5G概念會持續多久?還有沒有新的5G的機會,暫時還沒漲起來的有沒有?

想要得到答案,我覺得要對5G有一個全面的認知,從而才能理清思路。最近剛剛學習了吳軍老師的《資訊理論》,《科技前沿吳軍講5G》2門課程,讓我對5G有了一個全面的認識,所以我將會將吳軍老師的課程撿重點跟大家介紹,帶大家先來搞清楚以下這些問題,並且在講述的過程中,逐步回答上面的問題。

5G技術目前是什麼階段?

5G是不是偽需求,會不會啞火?

我國5G的建設是個什麼規模,會持續多久?

5G與4G最大的區別是什麼?

1、5G目前技術成熟了嗎?目前是什麼階段

5G的設想最早在2008年就由美國提出來了,但是當時4G還沒有建設好,因此各國真正坐下來討論5G的標準其實是在2012年前後。

(主管標準制定的機構叫做3GPP(第三代合作伙伴計劃),它成立於1998年,最初只是為各國協調3G通訊標準的組織,後來就負責其歷代行動通訊標準的制定了。今天世界上主要的通訊廠家,包括中國的華為等企業,都在其中。 )

標準的制定過程和我們編寫軟體,或者寫書很相像。參與者各自提供自己的想法,大家討論、修改,形成共同的意見。由於技術不斷髮展,大家的想法也在改變,運營商的需求也不斷增加,因此總有新的東西加進來。

於是,主管標準制定的機構也就是3GPP,在某一個階段,就必須凍結所有的需求,然後釋出一個版本,叫做一個Release,中文常常把它簡寫成R。

關於5G的標準,目前大家討論的是15版(3GPP-R15)。在這個標準中,將5G的建設分為了兩步走,這兩步走得都很艱辛。第一步經過78次開會,無數的討價還價和妥協,最後在去年底總算是確定下來了。第二步,在2019年6月份才確定。

第一步是所謂的非獨立組網模式NSA,即採用現有4G作為核心網,4G為主,5G為輔,對應的標準則是3GPP-R15-NSA,這是設想的前期做法。

第二步是獨立組網模式SA,5G作為核心網,只有5G基站工作,對應的標準是3GPP-R15-SA。這部分標準2019年6月份在高通所在地聖地亞哥才正式確定。

通常,大家制定好標準後才開始實施,這樣比較穩妥。但是這一次,由於國際政治等特殊原因,大家比較急,很多細節還沒有考慮周全,有些企業就開始實施了,於是,又不得不搞了兩個其它的版本,這也是前所未有的。也就是目前大家都說5G有三個版本的原因。

當然,在目前R15標準中,不管有幾個版本,大家至少確認了5G的三個根本性原則,就是增強型移動寬頻(eMBB),超可靠低時延(uRLLC),海量機器類通訊(mMTC)。其實,第一個是今天人們常說的高速,第二個是穩定性和實時性,第三個是專門為萬物互聯準備的。

從嚴格意義上來說,今天各家所推出的基於非獨立組網上的5G服務,都是過渡性的。等到了獨立組網時才是真正的5G網路,能實現5G的全部特性。從非獨立,到獨立這個過渡階段會比較長,這樣做是為了保障運營商的利潤,給它們比較多的時間逐步進行投資。

按照鄔賀銓院士(負責我國5G戰略的資深專家)的估計,如果5G使用者佔整個行動通訊的比例要達到85%,即目前3G、4G使用者的比例,需要的時間肯定比4G的時間長,而4G的發展中國花了大約6、7年的時間,5G需要的時間肯定比這個長。

按照他的設想,中國會在今後以現有的4G接入網以及核心網覆蓋作為錨點,新增5G無線組網接入標準,每年投資1000億建設5G,這樣一邊錢能夠收回,一邊能夠再投入進行網路建設。順便說一句,從3G到4G,新基站的建設並不多,而5G新基站的建設要多很多。

鄔賀銓院士估計,中國完成5G的建設,至少需要10年的時間,投入1萬億以上的資金。當然,如果中國真能夠在未來新增的4萬億美元的市場中獲得20%的市場份額,即每年8000億美元的營業額,產生的利潤會遠比每年1000億的投入要高得多。

需要說明的是,在目前的第15版R15中,很多技術細節還沒有細化。3GPP還正在討論第16版標準R16的內容,R16可以看作5G最終版本標準,等到它完成並凍結之後,5G最終的標準才完全確定,預計時間是2020年3月。

好,也就是說,我們還沒有真正進入5G時代,馬上就要邁進這個門檻兒了。

那麼4G和5G的標準有什麼不同呢?我們在這裡省略所有的細節,就從資訊理論的原理出發,討論一下它的三大特徵,即高速、低時延和海量裝置。

5G怎麼就提高了行動通訊的速度呢?我們用4G時,如果附近人多,速度也會跟不上,因為頻寬不夠了。必須增加無線通訊的頻寬,而無線通訊頻寬的頻率是無法向下擴充套件的,一來那些頻率已經被佔用了,二來能夠擴充套件的範圍有限,因此它只能向上擴充套件。

目前全世界4G通訊的頻率大約是在1000多兆赫到2000多兆赫的範圍內。在5G的方案中,有兩個陣營,分別以華為和高通為代表。

華為提出的5G方案是在6000兆赫,也就是Wi-Fi之上。它的好處是技術簡單,能較好地利用4G資源,繞過障礙物的能力強,但是頻寬窄,速度受限。華為這個陣營裡唱主角的還有英特爾和諾基亞。目前華為在中國試驗的5G NSA,就是基於6000兆赫頻率,和4G相結合的過渡型5G。

而高通提出的方案則比較躍進,直接上到28千兆赫的頻率,這樣的好處是和目前所有的無線通訊都不可能打架,而且頻寬可以擴得非常寬。但是技術複雜,特別是要考慮無線電波的反射效應,而且傳輸距離短。但是傳輸距離短又有距離短的好處,那就是基站可以建設得很小,很密集,輻射反而小,美國的一些城市決定採用這種方案。

鄔賀銓院士也承認,未來中國5G還要採用28千兆赫(即所謂的毫米波)頻段,當然,這裡面有很多利益要協調,特別是那個頻段上的頻率已經預先分配給其他用途,裡邊有些部門利益等問題,需要政府來解決。

今天,談論誰的方案更好,其實意義不大,因為標準中很多細節沒有確定,需要等到明年標準確定了再說。因此,說得不客氣一點,今天實施5G建設的,都是搶跑者,如果你真買了一個5G手機,可能明年你得把它扔掉。因為新的標準出來之後它可能不相容。目前全世界真正決定建設5G的電信強國,只有中國、美國和韓國。至於比北京一個區還小的摩納哥建設了5G,你當新聞看看就可以了。

接下來的問題是,這幾個電信強國該不該在標準沒有出來之前就開始實施工程。吳軍老師的看法是,如果有條件,資金不是問題,這麼做完全可以。打個簡單的比方,這就如同無人駕駛汽車技術還沒有100%成熟之前,你總要先在一些城市進行試執行。

目前中國在5G上所取得的一些先機,不僅僅是因為華為在早期開始了研發,還在於中國有較強的工程能力,能夠更快地建設5G網路,別的國家還在紙上時,我們已經做足了試驗。當然,這種做法有成本,有風險,但是以今天中國的國力,是能夠承擔這個成本和風險的。

事實上,這種做法的本質是以金錢換時間,而在當今技術發展很快的社會,有了先機就可能掙到錢,而當守財奴其實是沒有出路的。在4G之前,中國一直是等到標準確定之後才開始建設,那樣就吃了很多虧。

在5G時代,世界領先的相關大企業都有什麼優勢呢?我們先說說華為,它的優勢是全面的,首先在於通訊裝置製造、基站建設、手機和晶片製造上,其次才是在標準上。相比3G時代,中國企業在標準上已經有了很大的話語權,但是,5G的標準不是中國一國說了算,更不是華為單獨擁有一整套標準,這一點我們在前面介紹3GPP制定標準的過程中已經說了。

華為的同盟軍是諾基亞和英特爾,作為利益交換,它也需要分給它們足夠的利益。華為在標準上的優勢是,它擁有很多5G要用到的技術的專利,並且在制定標準時,讓標準中的很多方案必須用到它的技術。

5G時代另一個主要的技術貢獻者是高通,高通這家公司對專利特別看重,在3G之後,高通從來沒有在行動通訊上落伍。另外,高通公司在半導體設計上的經驗要超過華為,在移動網際網路剛剛爆發的2010年,它的市值還一度超越英特爾公司,成為全球最值錢的半導體企業。應該承認,目前在5G手機晶片上,高通並不比華為落後。

目前第三個明確要啟動5G行動通訊的國家是韓國。2018年6月,三星公司和運營商SKT在三星水原產業園進行了3。5GHz頻段的5G新標準原型測試,採用的是三星製造的晶片。據報道,它的下載速度超過1Gbps,說明在5G晶片製造上領先於世界。當然這次測試的象徵意義大於實際意義,因為畢竟真正的5G不會工作在那個頻段上。

順便說幾句,高通雖然設計晶片,但是本身沒有生產線,5G晶片的製造還要依賴於三星或者臺積電,而三星在5G技術上依賴於高通。它們在5G時代是否會聯合,還不得而知。

當然一些朋友關心,在5G時代是否會有新的製造電信裝置的大公司誕生,比如過去誕生了思科和華為。說實話,這個可能性不大,因為掌握新一代通訊協議的企業就是歷次產業升級最大的受益者,但它們通常是現有的大公司。如果在電信裝置領域創業,最好的結果也就是賣給思科和華為。

為什麼不太可能再誕生一個華為呢?因為全世界的運營商都比較保守,它們接受一個新產品,從論證、測試到商業談判,至少要18個月,因此,一家初創企業如果一開始的目標就是電信運營商,哪怕東西做得再好,大機率的結果也是還沒賺到第一筆錢,融資就花光了。因此,我們可以把關注度都放在現有的電信企業上。

在5G時代,哪一家裝置製造商最後能獲得更多的市場份額,還要看運營商的態度,畢竟它們是出錢的人。全世界使用者超過5000萬的運營商有24家之多。

今天很多媒體報道,某某運營商願意和某某公司在5G上合作,好像某家公司就獲得了一個大市場。其實運營商通常同時和幾家裝置製造商合作,就如同航空公司會同時買波音和空客的飛機一樣,稀鬆平常。更何況,願意合作這種說法,和真正掏錢,完全是兩回事,我們不能聽風就是雨。至於在5G時代誰能夠引領風騷,現在下結論還為時尚早。

這是第一部分內容,明白了這些,我們就會有一定的思路了。

1、我國5G建設才開開開始,現在才是第一步,非獨立組網,後面還有獨立組網,建設週期有10年之久,每年投入會有1000億的規模,如果算上別的國家的訂單,這個規模還會更大。所以我認為目前投資5G相關產業一點都不晚,而且後面相關公司的增速會更快。

2、由於5G會改造很多4G的基站,並且會新建很多支援SA的新基站,還有大量的支援毫米波的微基站,所以最先受益的肯定是5G基站建設產業鏈的相關公司,中興通訊無疑是除了華為以外,最有實力的電信裝置製造公司。

3、然後就是5G基站相關產業鏈上游公司。例如天線、射頻器件、濾波器、pcb高頻多層通訊板、基站之間用的光纖光纜、光模組等。

5G技術將開創萬物互聯新時代

二、5G是不是偽需求

這個問題可能很多人在心裡都問過自己,當我們並沒有感受到4G不夠用時,5G是否是偽需求?我們接下來就用需求這把鑰匙,來回答這個問題。介紹完這些,希望能幫助你提高判斷一個技術是否是偽需求的水平。

認為5G是偽需求的一個重要論據是,到目前為止,5G只是網速更快,而4G其實可以滿足我們今天所有的對網速的需求,包括上傳圖片和影片,以及收看高畫質影片等等。至於線上支付,所需的網速連上傳影片的千分之一都不到。

這種看法確實有道理,因為幾乎所有的媒體對5G好處的報道都集中在網速上,比如一分鐘能下載一個高畫質電影,等等。那麼,5G真的僅僅是網速更快嗎?我們平時並不覺得慢的4G,在什麼情況下才會有痛點呢?

公平地講,4G明顯的痛點還真不多,不過我們偶爾還會遇到。例如在一個很大的會場,有上萬人的時候,你會發現4G根本就沒用了,照片都很難發出去。這是因為1萬多人在這個小範圍裡,無論是Wi-Fi還是4G,都不可能上網,因為資訊的流通量超過了網路的頻寬。

當然,像我剛才描述的情況今天不太多。但是如果將來類似的場景隨處可見,那麼4G顯然就不夠用了。那麼什麼情況會讓上述情況變成常態呢?比如要同時無線上網的裝置數量增加一到兩個數量級(也就是10~100倍),4G的頻寬和併發能力就不夠了。

從理論上講,4G每平方公里只能支援10萬個裝置。如果萬物互聯(IoT)普遍發展,這種多裝置同時上網的情況,4G是難以滿足的。而萬物互聯是未來的必然,具體原因,我們在下一個部分會講。

接下來我想說的是,一項技術能否被應用,並且在商業上獲得成功,不僅取決於當下和近期可預見的需求,吳軍老師告訴我們,取決於它能否符合用更少的能量傳遞、處理和儲存更多資訊這個商業發展的軸心趨勢,如果符合,需求甚至會被創造出來。

在上個世紀50年代初,IBM,也就是讓計算機進入千家萬戶的那個公司,它的第二代掌門人小沃森,看到了這個趨勢,但是當時還沒有退休的總經理老沃森卻不認可小沃森的看法,他認為,全世界要計算的那點事情,只要5臺計算機就夠用了。

事實證明老沃森錯了,因為一旦計算機實現了量產,原本透過手工或者機械裝置能夠進行的計算、規劃和統計,就可以用計算機來完成了,這使得單位能夠傳輸和處理資訊的效率大增。

比如,1959,美國航空公司(今天的American Airlines)率先使用了IBM計算機開發訂票處理系統(第二年開始服務),當時全行業都在想,花幾百萬美元(50年代幾百萬美元可是很多錢)引進這樣一個龐然大物,真的需要麼,是不是偽需求?

但是,僅僅一年後,整個西方的航空業都普遍採用了計算機訂票,因為計算機在處理和傳輸資訊上的高效率,使得不採用該技術的公司根本無法競爭。也就是說,新的技術,如果滿足我們說的那個中心軸線,它會創造出新的需求。

當然,有了市場的需求,還要看技術是否成熟,產業是否配套。不同技術之間彼此是相互依賴性,一些技術是另一些技術的先決條件,如果它們沒有完成,後面我所關心的新的技術就不會產生。而且,如果預先技術沒成熟,很難真正做出產品,就容易被認為是偽需求甚至是炒作,在通訊發展史上,3G就曾經被視為偽需求。

從1G到2G是從類比電路到數位電路的過程,這是一個巨大的技術進步,在2G發展的同時,網際網路技術也在突飛猛進地發展。

在上個世紀90年代,世界上大部分地區2G的行動通訊都夠用了,大家不過是打打電話,發個簡訊。因此,雖然早在上個世紀90年代,高通公司已經開發出基於CDMA的3G技術,但是一直找不到很好的應用。

那麼能否,透過先上3G網路,再想辦法開發適當的應用呢?日本和英國都想到了這一點。日本的KDDI公司早在2003年就率先實現了3G商業運營,並且2005年達到了2千萬的使用者,但是,當時普及3G的預先要求其實沒有達到,配套的產業也沒有成熟,因此它在移動網際網路真正普及的3G、4G時代並不亮眼。

比如說當時的處理器耗電量極高,電池的壽命極短,KDDI的3G手機,如果真的上網,當時主要是音樂下載服務,只能待機四小時,而且當時流量費極貴。這就是預先要求沒有滿足的後果。

2003年Google專門派了十多個人去考察日本市場,發現年輕人每月要花掉大約200美元在流量費上。那麼為什麼當時KDDI急於開通3G服務呢?因為當時有個痛點2G無法滿足,就是音樂的下載。KDDI希望因為開通3G服務其它應用能夠跟上,但是它顯然過於樂觀了。

在英國,沃達豐在2000年就花巨資拍下了3G的無線電頻帶,但是因為和KDDI遇到同樣的原因,業務完全沒有做起來,再加上隨後網際網路泡沫破碎後全球IT產業不景氣,沃達豐出現鉅虧,因此人們當時都在講,3G或許是一個偽需求。就如同今天不少人覺得5G是偽需求一樣。

當然,我們今天知道,後來因為有了低功耗的ARM處理器,有了很省電的安卓作業系統,有了容量密度翻番的電池,有了能夠容量大的儲存器,有了雲計算提供服務,3G手機普及的預先要求才滿足。

隨後,3G手機的出現反過頭來讓各種基於移動終端的應用得到了發展,也完成了雲計算+移動網際網路的閉環。這就是技術創造市場很好的例子,和IBM小沃森的成功如出一轍。

至於5G,它今天所處的時間點其實和當初計算機剛出現時,或者基於CDMA的3G標準剛誕生時,非常相似。一方面,確實有一些應用場景4G不能滿足,但是目前這種場景並不多,關鍵是和5G相關的很多事情還沒有完全準備好。

另一方面,技術的發展有時要比我們想的快得多,比如從1952年IBM第一臺商用計算機誕生,到1959年計算機用於飛機訂票,只有7年的時間間隔,而從2003年KDDI推出3G服務,到2007年—2008年蘋果和Google讓移動網際網路普及,只有4、5年的時間。

那麼5G在今天這個時間點成為熱門話題,是不是說明預先技術成熟了,或者需求已經被激發出來了呢?確實是這樣,那麼我們距離真正5G的普及以及大量應用的出現,還有多遠呢?

從今天算起,時間不會太長,比如經過4、5年的時間,這樣可以比較快地收回成本,讓產業像滾雪球似的繼續發展,而不要像2000年沃達豐那樣過早揹負巨大的債務。

當然,對於很多人關於5G成本的質疑,我們也不能迴避,尤其是關於“4G部署的成本還沒收回,現在又要部署5G,是否在燒錢”這種說法,我們要有清醒的認識和客觀的評判,畢竟沒有一種可持續發展的商業是靠燒錢維持的。對這個問題的回答,鄔賀銓院士給出的一些資料,根據鄔院士的資料,中國在4G建設上花了大概是7000億元到8000億元的建設投資,6、7年才完成建設,相當於運營商每年投入1000多億元。4G是否收回了成本,這要看怎麼計算。單純從中國移動運營商的利潤來看,4G網路至今的回報不算高,但是也不至於賠本。

僅中移動一家,2018年的利潤大約就有1200億人民幣,遠比投入建設4G網路的錢要多多了。這幾年,移動運營商利潤不高的主要原因在於,移動網際網路的單位流量資費是3G時代的大約1/10左右,也就是說,如果運營商不降價,應該早就大賺特賺了。

但是正是因為運營商收的流量費比較低(大約是美國的1/3),才讓整個國家的移動網際網路產業發展起來了。作為國企,運營商是有義務發揮社會責任,一方面增強國家的科技競爭力,另一方面讓利於民。

到了5G時代,大家不免要問一個問題,它的速度是快,但是消耗流量也太快,按照這個流量計算,一個月要好幾千塊錢的上網費。對此鄔院士表示,在5G時代,運營商依然必須考慮整體的社會效益,以便社會能夠加速資訊化,產業能夠實現數字化,因此收費標準會進一步下降。

這是第二部分內容,總結一下

1、5G不是偽需求。雖然很多人在炒5G的概念,但是它確實是技術和商業發展到今天的需要。判斷一個技術是不是偽需求,需要看它是不是符合“更少的能量傳遞、處理和儲存更多資訊這個商業發展的軸心趨勢”。

2、從歷史上看,技術的成熟可以創造出原本想不到的市場。5G也是如此。

3、判斷一個技術爆發的時間點是否到來了,要看它的預先要求是否滿足,以及潛在的市場是否足夠大。

4、明白了這些,就會聯想到5G下游的需求是肯定會被激發出來的,所以5G終端裝置,5G手機將會爆發,這個時間點會在2020年,樂觀一點是3月份開始,晚一點也會在6月份以後。所以和5G手機相關的關鍵部件公司,也將會爆發。

5G技術將開創萬物互聯新時代

三、5G是第三代網際網路,也就是IOT

對於同一個事物,不同的人從不同的角度來看,看到的東西是不一樣的。這就如同對於光這種現象,牛頓等人看到的是粒子的特性,他們認為光是一束粒子,而惠更斯等人,則看到的是波動性,他們覺得光是一種波。

今天對於移動網際網路,其實搞計算機的,和搞通訊這兩類人,由於視角不同,所看到的現象也不同,他們都覺得自己看到了本質,都強調各自不同的一面,並且在自己看到的那一面開展自己的工作。

對於5G和IoT,也是如此,它們原本應該是一個不可分割的整體,但是搞通訊的人會強調新的通訊標準這一面,強調它的快,他們相當於看到了波動的一面,就成了5G;而搞計算機的人,會強調它的廣泛性,它的無所不在,它所連線的節點數量多,這相當於看到了粒子的一面,就成了IoT。

我們先分別從這兩個不同的視角來解讀IoT和5G,然後再說明它們為何是一個整體,要談5G就繞不開IoT。更重要的是,我們需要學會透過溯源,找出一個事物的基因,然後再觀察它的演化,瞭解它們的發展規律,理解它們為什麼現在是這樣的,才能更容易看清它們未來的發展。

我們先從計算機人士的角度來解讀IoT。對於這部分人來講,網路的通訊在早期是計算機和計算機之間的通訊。遠端的,跨過不同區域甚至國家的計算機連上網,就形成了網際網路。

因此,早期網際網路的基因就是計算機和計算機的聯網。雖然到了上個世紀末,全世界的網際網路已經比較發達了,這個性質依然沒有改變。那時候,人並不直接和網際網路相聯,人可以透過某一臺計算機,訪問網際網路的資訊,或者使用遠端的伺服器。但是當人一旦離開計算機,就和網際網路無關了。

早期網際網路這種基因,決定了從業者所關心的焦點集中在這樣兩方面:

如何快速地在伺服器之間傳遞資訊,這符合我們所說的“利用更少的能量傳遞更多的資訊”這個中心軸。比如思科公司和華為研發越來越快的路由器和交換機,就是為了解決這個問題。

如何讓網路相容不同的計算機和作業系統,比如原先太陽公司提出Java語言,就是為了解決不同計算機的相容問題。

我們通常把那個時代的網際網路稱為第一代網際網路,連線它們的主要媒介是各種訊號線(網路線)。由於計算機很少搬動,因此它的供電不是問題,大家也不太考慮計算機要節約能源,而是單純追求速度。這是第一代網際網路的特點。

第二代網際網路就是移動網際網路。從表面上看,它是由智慧手機或者平板電腦這樣可以移動的裝置,取代了固定的計算機,因此網路的傳輸從固定的線路,到了空中的無線電波。但這只是表面現象,它的本質是人和人的聯網,因為大家聯網的目的不再是要利用其他人的裝置,而是要找到對方那個人。因此從第一代網際網路到第二代,計算機和手機不是本質,連線的物件從機器變成了人才是本質。

但是第二代網際網路,也就是移動網際網路時代,由於人是移動的,需要透過看不見的,卻無所不在的無線電波連線,就取代了網路線的連線,而過去2G網際網路不夠快,所以必須要有3G和4G。也正是因為人要移動,就不可能插電源,那麼就要求移動裝置的處理器省電,作業系統也省電。

同時,由於不可能帶有鍵盤,就需要觸屏的裝置,語音的輸入,以及透過影象進行人身份的驗證(而不僅僅是過去的密碼)。當然,同時也需要電池技術的改進。所有這些變化,就導致了新的商業機會的出現。

上面是從計算機從業者的角度來理解的第一代網際網路到第二代的變化。但如果從通訊行業從業者的角度看,則是另一番情景。

首先從1G到4G,資訊的傳輸率基本上做到了每一代增加一到兩個數量級,這樣通訊從原來主要打電話,變為了從網際網路上傳遞資料。於是行動通訊就開始和網際網路結合了。

其次,從1G到2G,再從2G到3G,每次通訊技術的變革,都發生了革命性的變化。但是到了3G,再想往4G改進,其實傳輸的效率已經接近極限值了。因此,想要突破,就只能集中在增加通訊的頻寬,以及減少通訊的路徑中的節點上。

這就好比汽車的內燃機的效率提升到一定程度就上不去了,要想增加功率,就要用更大的內燃機,或者增加一個電動機一樣。這也是從3G到4G,你除了體會出網速快以外,好像感覺不出其他差別的原因。

但是值得一提的是,從1G、2G到3G、4G,固定電話網路和行動通訊網絡合二為一了,實際上今天很多人家已經不再安裝固定電話了。而且到了4G時代,網際網路和移動網際網路在功能上其實是解決同樣的事情。

也就是說,網際網路和行動通訊到了這個時代,在使用者看來才成為一個整體。1G、2G時代,它們的作用是不同的,網際網路是為了讓你找資訊,而手機是為了讓你找人。

好了,接下來我們不妨分別問一問這兩個不同行業的從業者,他們未來各自發展的方向是什麼?搞計算機的人會講,他們希望將世界上所有東西都聯上網,這就是萬物互聯(IoT),而搞通訊的人會講,他們希望網速更快,能夠支援更多的裝置同時上網,而且希望各種網路的融合,這就是5G。

我們可以看到,這兩個行業的融合,你家裡的Wi-Fi和外面5G基站的合併,在5G時代,就成為了趨勢。

那麼為什麼不可能在4G的基礎上,透過提高基站的功率和頻寬實現兩種網路的融合呢?因為4G的行動通訊標準有三個無法解決的問題:

首先,當上網裝置數量太多後,它的頻寬不夠,所能同時併發處理的上網請求也不足。

大家如果差旅住在一個小酒店,可能會有這樣的經驗。你看著裝置上顯示那裡的Wi-Fi訊號挺強的,但是網速很慢,而且經常被別人踢出去。這就是總頻寬和併發能力太低所導致的。4G網路在IoT時代就會遇到這個問題,因為在制定4G標準時,就沒有打算讓那麼多裝置同時上網。

其次,今天的IoT裝置聯網的方式實在是既不方便,又極不安全。

今天大家使用IoT裝置,要麼是透過藍芽和你相聯之後再上網,要麼是透過家裡的Wi-Fi聯網,總之不能直接聯網。如果你10年後回過頭來看這種聯網的方法,就會覺得很奇怪,這就好比你有了手機,但是無法直接使用,要回到座機旁,透過無線電波和你的座機相聯,然後才能打電話一樣。

今天你的智慧手錶,離開了手機就難以通行,家裡的監控攝像頭,離開了Wi-Fi就不工作。這些問題,4G都無法解決。

此外,目前這種做法有很大的資訊保安隱患,由於篇幅的原因我們就不細講了,大家記住這個結論就好了。

最後,如果單純增加4G基站的發射功率,那至少需要增加一個數量級,市民的安全就會受到威脅。而且,如果無線電波的頻率不斷增加,你用一張紙就把訊號擋住了。

由於4G的這些致命問題,要在未來IoT時代保證通訊的順暢,我們只能另起爐灶,設計新的行動網路。這個被稱為5G的新網路標準,除了提高總頻寬,很重要的目的就是讓海量裝置同時上網。因此5G是和IoT相伴生的。

從5G發展的必要性來看,它其實是網際網路發展,或者說通訊發展的需求。當所有的東西都要上網,或者說都要通訊後,就必然需要5G。而到了5G的時代,網速可以提高1到2個數量級,這樣不僅足夠IoT使用了,而且對於大多數人家來講,其實不再需要拉寬頻,裝Wi-Fi了。

那麼第三代網際網路,也就是IoT的規模有多大呢?從上網的裝置數量來看,目前最保守的估計是500億個裝置,是目前移動網際網路裝置的150倍,當然這些裝置有大有小,小的諸如可穿戴式裝置、家裡的智慧家居等等,大的像是智慧汽車、工廠的裝置等等。這麼多裝置是4G不夠用的原因,也是商業的機會所在。

需要指出的是,大部分IoT裝置不太方便,要麼靠連著一根電線來供電,要麼需要用電池供電,要經常充電。你可以想象,全世界只有70億人,卻要伺候500億個裝置,這是一件非常麻煩的事情。

因此,比較理想的情況是,充一次電可以使用很長的時間,甚至在有些裝置整個生命期,都不需要充電。這是未來產業的痛點所在。

要想提高電池續航能力,一是靠提高電池的能量密度,二是降低IoT中晶片的功耗。前者雖然還有潛力可挖,但是大約也就是一倍的潛力,而後者潛力則很大。如果我們能夠將今天移動裝置的工作電壓從3伏降低到1伏,就能節省90%左右的能量。因此,低電壓、低功耗的晶片是當今半導體發展的一個方向。

不過,低工作電壓的晶片中有一個關鍵性的技術問題要解決,那就是當工作電壓很低時,噪音會很大,會影響它的工作,無論是計算還是儲存都會出錯,因此,在設計這種晶片時,糾錯的機制就必須設計進去,這讓晶片的設計和過去完全不同。當然,這也就給了一些新企業機會。

類似的,未來IoT和5G產業還需要新的作業系統。今天由於沒有相應的作業系統,IoT裝置相當於是在裸奔,幾乎沒有資訊保安的保障。

我舉一個簡單的例子你就明白了,今天如果你在家裡裝了一個IoT裝置,連到了你家的Wi-Fi中,IoT裝置和Wi-Fi匹配之前當然要輸入密碼。很多IoT裝置(包括藍芽裝置)的初始密碼要麼是0000,要麼是1234,而大部分人是不會修改的,因此這種密碼極不安全。

透過入侵家裡的IoT裝置,就有可能入侵整個網路系統。和前兩代網際網路一樣,誰掌握了未來的作業系統,誰就佔據了行業的制高點。

這是第三部分內容,總結一下:

1、5G發展的必要性來看,它其實是物聯網發展,或者說是通訊發展的需求。當所有的東西都要上網,或者說都要通訊後,就必然需要5G。所以5G可以看做就是IOT。

2、IOT的規模至少是現在移動網際網路的150倍,所以商業機會巨大。

3、但現在由於5G才剛剛開始,首先是我們的手機先5G上網,接下來才會有更多的其他裝置連上5G網路,所以現在A股IOT概念還沒有啟動,我們現在可以開始佈局。

4、IOT的投資方向,可以簡單理出一條線:

由於IOT裝置不能隨時充電,所以低電壓、低功耗的晶片是當今半導體的方向;

前端採集資料的智慧感測器。請注意一定是具有前端篩選資料功能,智慧識別功能的感測器。例如低端攝像頭是智慧攝像頭價格的50分之一,這種裝置未來沒有前途。

採集到的碎片化的資料的儲存裝置;

資料最終到雲平臺,分析處理;

移動裝置IOT的作業系統

上述做到比較好的上市公司有:歌爾聲學、漢威科技、海康威視、大華股份、華體科技、中興通訊等

全文總結:

透過我們對5G技術的全面梳理,得出如下結論:

1、5G建設目前才剛剛開始,整個建設週期有10年,平均每年會投入1000億元。

2、目前主要是過渡期間的非獨立組網(NSA),主要目的是讓運營商投入少點,快速先收回一定的成本,然後再開始建設獨立組網(SA)。

3、5G不是偽需求。現在覺得5G只不過是速度快點,好像沒有什麼實質的應用,那隻不過是貧窮限制了我們的想象力,等5G條件成熟,需求會被創造出來。

4、5G與4G最大的區別是,增強型移動寬頻(eMBB),超可靠低時延(uRLLC),海量機器類通訊(mMTC)。其實,第一個是今天人們常說的高速,第二個是穩定性和實時性,第三個就是IOT。其中IOT可以稱作第三代物聯網,聯網裝置規模會是現在移動網際網路的150倍。

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