一起透视5G

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5G是不是伪需求？

重要论据：

  1. 5G只是网速更快，而4G已经完全满足今天所有对网速的需求，如上传图片和视频，收看高清视频等。另外媒体在报道5G好处时也集中在了网速
  2. 4G的痛点不多。不过小范围高设备量时，4G的带宽和并发能力就不够了。理论上讲，4G每平方公里只能支持10万个设备，如果万物互联普遍发展，4G就难以满足。

一项技术能否被应用，并且在商业上获得成功，不仅取决于当下和近期可预见的需求，更取决于它能否符合用更少的能量传递、处理和存储更多信息这个商业发展的轴心趋势，如果符合，需求甚至会被创造出来。

当然，有了市场需求，还要看技术是否成熟，产业是否配套。不同技术之间彼此的依赖性，一些技术是另一些技术的先决条件，如果它们没有完成，新的技术就不会产生。

5G成本的质疑：4G部署的成本还没收回，现在又要部署5G，是否在烧钱？

中国在4G建设上花了大概7000亿到8000亿的建设投资，6、7年才完成建设，相当于运营商每年投入1000多亿。单从中国移动运营商的利润来看，4G网络至今的回报不算高，但是不至于赔本。仅中国移动一家，2018年的利润有1200亿人民币。利润不高的原因在于移动互联网的单位流量资费是3G时代的大约十分之一左右，正因为流量费比较低，才让整个国家的移动互联网产业发展起来了。作为国企，运营商有义务发挥社会责任，一方面增强国家的科技竞争力，另一方面让利于民。

结论：5G不是伪需求。

论点：

  1. 能量与信息的关系。确实是技术和商业发展到今天的需要。
  2. 先决条件。预先技术已成熟，需求已经被激发出来，如IoT
  3. 成本。

谈5G为何必谈IoT？

  1. 首先它们两者本是不可分割的整体，就像光的波粒二象性，不同的人从不同的角度去看，看到的东西是不一样的。搞通信的强调新的通信标准这一面，强调它的快，就成了5G；搞计算机的人，会强调它的广泛性，它所连接的节点数量多，就成了IoT

    5G演化

  2. 3G到4G在传输效率上的提升已经接近极限值，要再突破，只能集中在增加通信的带宽，以及减少通信路径中的节点上。那为什么不在4G的基础上，通过提高基站的功率和带宽实现呢？原因是4G的移动通信标准有三个无法解决的问题

    1. 当上网设备太多后，它的带宽不够，所能同时并发处理的上网请求也不足
    2. 今天的IoT设备联网的方式既不方便也不安全
    3. 如果单纯增加4G基站的发射功率，那至少需要增加一个数量级，威胁到市民安全。另外无线电波的频率不断增加，用一张纸就能把信号挡住

如何站上浪潮之巅？

分析一下当前的产业结构：

5G时代

为什么第一代企业不能自身改进，适应产业的变化？

在一个商业环境中优化得非常适应环境的公司基因，很难在另一个生态环境重新适应和发展。比如习惯了暖湿气候的恐龙，很难适应没有了植物覆盖的冰河时期一样。

为什么图中没有苹果？

苹果从来是自成一体，视图单独打造一个完整的生态链。事实证明，吃独食在今天的商业时代行不通，不懂得与整个产业合作的问题在于，一旦某一些产品市场的反应不好（如iPhone8、iPhone XS等），整个行业没有人能够帮到它，大家都希望它干脆死掉。

谁是5G时代的大赢家？

为什么目前没什么5G应用？

因为贫穷限制了想象，但随着5G的普及，会有大量应用瞬间涌现出来。这些应用会围绕智能化和以信息的使用换取能量的节省为主旋律展开

可预想的应用可分为五个方面：

  1. 智慧城市
  2. 新制造业
  3. 无人驾驶汽车和车联网
  4. 远程医疗和实时通信
  5. 远程虚拟空间

5G的市场规模如何？

5G时代是网络大融合的时代，未来计算机互联网行业和通信行业会形成一个新的大产业。如同计算机产业软硬件的发展，只有融合后，它们的销售额和利润才快速增长。

互联网公司和电信公司的博弈：

前者迫使各国政府承认所谓的互联网中立化的要求，因此运营商在提供互联网服务时，不允许按照流量收费。但在提供电信服务时，没有这个限制。

今天全世界很多大互联网公司直接拥有大量的通信光缆。仅谷歌一家就拥有全球8%以上的海底光缆，总里程超过10万公里。

全世界最快的海底光缆也是微软、Facebook和西班牙电信联合铺设的。

在国内，电信公司控制着主干网，互联网公司再有钱也不能自己建设，但在其他国家就不是这个情况。

如何判断新技术的可靠性？

三个标准来衡量：

  1. 任何一代移动通信技术的进步，都会带来数量级的改进，也就是10倍以上的改进，达不到就是假的。因为只有提升一个数量级才能够产生可碾压的优势。
  2. 在5G的说明中是否夹带私货。如5Ge这种伪5G
  3. 把试验测试当作商业效果来宣传。

三个特点判断5G技术的真伪：

  1. 宽带大、速度快
  2. 高可靠、低时延连接
  3. 支持海量并发设备

世界各国如何布局5G?

  1. 真正开始坐下来谈5G是2012年

  2. 关于5G的标准，目前大家讨论的是15版本（3GPP-R15），分两步走：

    第一步，所谓的非独立组网模式NSA，即采用4G作为核心网，4G为主，5G为辅，对应的标准是3GPP-R15-NSA

    第二步，独立组网SA，5G作为核心网，只有5G基站，对应的标准是3GPP-R15-SA

  3. 由于政治局势，各国比较急，不得不搞了其他两个其他的版本，所以目前都说5G有三个版本

  4. 中国完成5G的建设，至少需要10年时间，投入1万亿以上的资金。每年投资1000亿建设5G，若能够在未来4万亿美元的市场中获得20%的市场份额，即每年8000亿美元的营业额，产生的利润远比每年1000亿的投入要高得多。

  5. 5G最终版本R16，预计2020年3月确定

工作频率：

  • 目前4G通信的频率大约在1000MHz~2000MHz之间

  • 5G的方案中，有两个阵营，华为和高通

    华为：6000MHz，在WiFi之上。优点是技术简单、能较好利用4G资源，绕过障碍物的能力强，但是带宽窄，速度受限。陪唱的还有英特尔和诺基亚

    高通：直接上升到28千兆赫。优点是与目前无线通信都不冲突，带宽可以非常宽。但技术复杂，传输距离短。但距离短有距离短的好处，那就是基站可以建设得非常小，很密集，辐射反而小。

    结论：未来中国5G还要采用28千兆赫（即所谓的毫米波）频段，这其中涉及很多利益要协调，需要政府来解决

VR、AR和中枢人

之前的VR推广不起来是因为会头晕，原因如下：

  1. 信息传递的速度不够快，因为高清电视其实只是最开始传输一个主帧，后续传输的都是与主帧的差异。但VR不一样，一转头就是完全不一样的场景，需要重新传一个主帧
  2. 信息传递过来后，VR设备能否复原出图像。目前最高速的GPU能满足，但太耗电，又太贵
  3. 还有根本性障碍，无法单纯依靠网速和处理器速度解决，就是在没有反馈的情况下，快速变换的场景总是能够让人头晕（开车的人不头晕是因为身体有对即将到来的场景有预设）
  4. 因此，最终好的VR需要和可穿戴式设备结合，那就能够彻底解决头晕的问题了

3D全息成像

  1. 如果做一个有高清电视分辨率的3D全息成像，一秒钟的数据量是450亿像素，而高清电视同样时间大约只有1亿像素
  2. 5G让3D全息成像成为可能

结论：5G让人与人之间物理连接的带宽增加，如果人们在未来想要增加独立性，而不是依附在某个社会组织中，还需要增加虚拟连接的带宽。

5G之后的通信又是什么？

马斯克的第二代铱星系统：由11000颗小卫星组成的全球星（中国目前大约有500万个4G基站）

结论：不能说没有用，最多只是辅助作用，而且作用非常小，是对主流通信的补充，如与飞机船舶的通信

原因：

  1. 还是能量和信息的效率

无线通信的信号要想接收的到，需要保证信号的能量和噪音能量之比，也就是所谓的信噪比足够高。而信号能量是和传输距离的平方成反比，而噪音却是恒定的。

信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg(Ps/Pn)，其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率，也可以换算成电压幅值的比率关系：20Lg(Vs/Vn)，Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。因此，信噪比应该越高越好。

马斯克的近地卫星高度约200公里以上，大约是手机和基站距离的100倍左右，即使不考虑云层对信号的阻碍，到地面的信号，强度也只有同样发射功率的万分之一左右。因此，卫星和手机的传输率高不了。

  1. 传输率受香农第二定律限制

无线通信的传输率，受香农第二定律限制：同样带宽下的传输率不会因为改进编码技术就有本质提高。

要想增加传输率，首先要增加发射的功率，但这做不到，因为卫星不可能像基站那样有线供电，所以它的发射功率很有限。

要想增加上传的速度，就要提高你的手机的发射功率，就需要做到成像大哥大一样笨重。如果想上传视频，你看看演唱会现场外的转播车的体积就知道了

  1. 手机与基站或卫星通信还只是第一步，基站之间或卫星之间还需要建立通信联系

如果用卫星取代基站的话，各路手机流量都汇聚到卫星那里，卫星还需要想办法传到地面的基站，或在卫星之间传输，不论哪一种，都需要额外消耗一倍无线电带宽。而空间的带宽是很贵的。

谷歌气球：将一大批热气球送入大气平流层，离地面约20公里，是飞机飞行高度的两倍。在太平洋上空用了300个气球做试验，从南美洲连到澳大利亚，网速可达3G网络的水平。

失败原因：

  1. 难控制，位置很快就错乱，调整过来非常难，唯一的解决方法是发射四倍的气球，才能保证基站的密度足够高。
  2. 气球坏的快，不是气球有问题就是太阳能板有问题，或者是通信系统有问题。
  3. 回收难，气球坏了之后必须降落到地面，但降到哪，完全没控制。虽说有GPS，但真要掉到森林里，回收极其困难。
  4. 发射功率不够大（100瓦左右）。这就要求地面上接收天线特别大，还得安装特殊的天线，即使这样只能达3G网速，看网页还可以，看视频就不行了，所以没什么用。
  5. 全世界基站建设速度远比想象的快，而且成本比搞这种气球低，所以这是一件吃力不讨好的事。

如何看待华为的鸿蒙系统？

  • 结论：只从技术层面分析，抛开大家对他的感情，各方面政府的支持，以及在商业上通过砸钱获得的优势，无论是华为的鸿蒙，还是谷歌的Fuchsia，作为IoT的操作系统，都还不成熟。
  • 原因：
  1. 定位有问题：2019年之前，它的定位是手机操作系统，作为安卓的替代品。但手机操作系统已经成熟，市场日渐饱和，其它操作系统就没有机会了。安卓已经足够好，就如同Windows3.1出来，其它操作系统就没有机会一样。
  2. 操作系统与处理器的高度耦合：其它操作系统在ARM处理器上跑，都无法达到安卓的效率。就像Windows和Intel一样
  3. 鸿蒙用于IoT，也有问题，它在设计时并不是针对IoT设备的，只是媒体借题发挥而已
  4. 鸿蒙用的微内核，技术上比安卓先进，是完全没有验证的。今天的操作系统都是不同的Unix变种，为了让硬件和操作系统相匹配，操作系统将驱动硬件的程序装进内核，这样效率比较高，但问题是所有硬件厂家都非常依赖操作系统。所以谷歌为了公平将安卓开源。而华为为了搞微内核，将各种硬件的驱动程序拿出去，虽然有一定的灵活性但效率受到影响。为了提高效率，放弃了安卓的Java虚拟机，改用过去微软时代的编译方式，看似把效率找回来，但应用软件的开发变得非常麻烦。
  5. 媒体宣传的所谓能够在手机、IoT、智能汽车等一大堆地方使用，更是不靠谱。因为在计算机发展的历史上这样的努力从来没有成功过。如同微软Windows无法兼顾个人电脑和移动设备一样。
  • 期望：所幸的是，今天IoT刚刚起步，有足够的时间。