美國5G技術落後中國已成定局,中國將成為全球5G建設領導者

2019-11-29     胖福的小木屋

儘管很多人並不願意承認這樣的一個事實,那就是美國目前在5G領域可以說正陷入以往所沒有過的困境之中,美國已無力爭奪全球5G領導者的地位。、


1、美國選擇毫米波存在缺陷

5G時代,全球領域目前採用兩種方法部署數百兆赫的5G新頻譜。第一種的重心放在6GHz以下的電磁(EM)頻譜上(「低到中頻段頻譜」,也稱為「Sub-6」),主要在3GHz 和4 GHz頻段。第二種方法側重於24~300GHz之間的頻段(「高頻頻譜」或「毫米波」)。


首先,毫米波是有優點的,波長較短的毫米波會產生較窄的波束,從而為數據傳輸提供更好的解析度和安全性,且速度快、數據量大,時延小。其次,有更多的毫米波帶寬可用,不僅提高了數據傳輸速度,還避免了低頻段存在的擁堵(在研究毫米波頻率應用在5G之前,該頻段的主要運用在雷達和衛星業務)。



但是受制於無線電波的物理特性,毫米波的短波長和窄光束特性讓信號解析度、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強,但傳輸距離大大縮減。

根據谷歌對於相同範圍內、相同基站數量的5G覆蓋測試顯示,採用毫米波部署的5G網絡,100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口;而採用Sub-6頻段的5G網絡,100Mbps速率的網絡可以覆蓋57.4%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口。

谷歌測試結果對比,上為毫米波覆蓋,下為Sub-6覆蓋

可以看到,在Sub-6下運營的5G網絡覆蓋率是毫米波5倍以上。而且建設毫米波基站,需要大約在電線桿上安裝1300萬個,將花費4000億美元,如此才能保證28GHz頻段下以每秒100 Mbps速度達到72%的覆蓋率、每秒1Gbps的速度達到大約55%的覆蓋率。

目前,美國也是知道自己的毫米波缺陷很難修復,儘管還是堅持毫米波方案,但是也在考慮使用部分中頻頻段。鑒於美國運營商對中頻頻譜的迫切呼聲,美國聯邦通信委員會(FCC)主席Ajit Pai對拍賣2.5GHz頻段未使用部分的計劃進行投票,將其用在5G建設。



除此之外,FCC還徵求3.5GHz中頻頻譜拍賣的意見規則。我們都知道,美國的Sub-6G許多頻段都用在了國防上,如何協調從而讓出更多的頻段放在民用上,也是FCC要思考的問題。



但不管怎麼樣,美國如今轉而使用Sub-6G方案,一定程度上也表示毫米波方案的失敗。目前除了高挑晶片支持毫米波外,其餘晶片皆不支持毫米波。


高通推出5g新空口毫米波及6ghz以下射頻模組


2、美國目前無通信設備商

眾所周知,5G網絡的建設主要依靠移動運營商和通信設備商,通信設備商提供基站等網絡設備,運營商負責架設天線塔,並確保以適當的速度覆蓋足夠的範圍,然後提供通信服務。

但是目前美國並沒有任何通信設備商,高通也並不生產基站等設備,美國只能依賴愛立信、諾基亞或者三星提供設備,AT&T就採用了愛立信、諾基亞、三星三家的基站。



但因為對愛立信和諾基亞的不信任,美國目前則是傾向於扶持三星。

2018年10月,美國運營商在全球首個商用5G固定無線接入服務,三星則為其提供了基於毫米波的智能家庭覆蓋。憑藉毫米波,三星可以在室外搭一個燈杆站,在每個家庭的窗口加一個CPE就可以接收5G信號,然後把5G信號轉成WiFi,這樣家裡所有的設備都可以接入5G網絡。

而三星和愛立信雖然都是國最大的本地電話公司、最大的無線通信公司,全世界最大的印刷黃頁和在線黃頁信息的提供商Verizon的5G設備提供商,但迄今為止Verizon都沒有指定愛立信設備的投放市場。



雖然愛立信信誓旦旦表示將向Verizon提供5G RAN和核心網絡設備以及相關的傳輸和其他服務。

但三星已經參與了去年在美國11個市場推出的Verizon 5G固定無線測試,為Verizon提供了5G路由器、無線基站、虛擬無線接入網(vRAN)組件以及5G射頻規劃。



缺少通信設備廠商的美國,從而失去對 5G 的底層基礎設施的控制。也就缺少了向全球推行自己5G方案與技術的條件。

目前,美國政府已經與甲骨文、思科等具有潛力的科技巨頭接觸,以了解它們是否有興趣進入無線電傳輸市場,想要再扶持起一家通信設備廠商,但是甲骨文等企業拒絕了這個提議。



3、美國目前還未劃分好頻譜

5G建設最重要的一個就是劃分好頻譜,哪些運營商可以使用哪些頻段,從而更加有序地建設5G。向中國早已經劃分好了頻譜。中國移動將獲得2.6GHz頻段,而中國聯通與中國電信將分食3.5GHz頻段。



美國目前的頻譜劃分正處於全國扯皮狀態。。。隨著美國爭相部署下一代無線技術,政府的幾個部門在如何分配5G無線頻譜方面存在著一些分歧。我們要知道,頻譜還沒有劃分好,就沒有辦法建設5G。

之所以會這樣,還是毫米波惹的禍

負責制定頻譜許可政策的聯邦通信委員會(FCC)與商務部發生了公開衝突,商務部的相關機構使用了一些頻段率用於氣象衛星,這對於颶風預測是至關重要的,但是毫米波可能會干擾氣象衛星。運輸、能源和教育部門也反對為了建設更快的網絡而開放無線電波的各種計劃。



這個的確是,因為毫米波目前的缺陷其中之一就是可能干擾氣象衛星,美國宇航局(NASA)和國家海洋大氣管理局(NOAA)官員就警告稱:

部分 5G 頻段或對氣象儀器產生干擾,導致人們在制定災害應急預案時準備不足。由於沒有足夠的疏散時間,傷亡人數的增加也將不可避免外媒《華盛頓郵報》和 Cnet 指出,5G 干擾會降低氣象機構預測致命颶風的移動路徑、以及可撤離時間的能力。

這一通爭論,FCC直接把鍋甩給了商務部,信誓旦旦表示:美國有能力獲得這些先機。但是(美國)頻譜分配延遲,是許多人認為中國在5G競賽中領先的部分原因。

而美國大企業之間也在爭吵不休,為了進一步的舉措來推動5G網絡建設。更快的Wi-Fi是FCC的一個關注重點,因為未來許多依賴於5G網絡速度的應用可能也會依賴於Wi-Fi路由器的速度,FCC宣布:現在是時候考慮允許Wi-Fi路由器在更廣泛的無線電波中運行,從而提升其速度了。他特別指出了5.9GHz頻段附近的一段無線頻譜。



所以FCC一致投票將6GHz頻段擴展到下一代WiFi設備。

數十年來,傳統Wi-Fi設備一直使用2.4 GHz和5 GHz頻段。現在,最新的Wi-Fi 6支持2.4-GHz,5-GHz和未來6-GHz頻段,目前Wi-Fi設備共享的2.4-GHz和5-GHz頻段非常擁擠,由於無線連接和數據的增長,這些頻段很快就會過載。解決這一挑戰的方法是以全球統一頻譜的形式提供6GHz頻段的Wi-Fi。



但是蘋果、微軟、臉書和谷歌在內的科技公司與愛立信等公司爭執不休。FCC開放6G赫茲頻段用於WiFi,由11家科技公司組成的集團支持FCC的決定,但愛立信等公司擔心,這一頻段可能會干擾他們現有的通信衛星。

目前,這樣的扯皮已經嚴重影響到了美國的5G建設情況,美國官員甚至無奈表示:

美國有能力獲得這些先機。但是(美國)頻譜分配延遲,是許多人認為中國在5G競賽中領先的部分原因。在中國,國家政府能夠更加團結地行動。中國已經為5G發展分配了廣泛的頻譜,這促使美國官員警告聯邦政府需要採取更快的行動。


4、美國偏遠地區通信問題還未解決

和中國通信運營商不一樣,雖然還是由運營商負責推動5G的覆蓋建設,但是架設天線塔是由鐵塔公司統一負責,而且相比於美國,中國運營商則還承擔了基礎設施服務的任務,即使是高山戈壁荒漠高原,三大運營商和鐵塔公司都要架設天線塔,覆蓋信號。

美國主要有四家運營公司:Verizon,AT&T,T-Mobile和Sprint。但是這些運營商可主要是奔著錢去的。美國地廣人稀,所以,偏遠地區覆蓋成本太高,大運營商不太願意去,這個時候就誕生了一批小型電信運營商。

這些小型電信運營商都是採用的華為和中興的設備,俄勒岡東部電信買了50萬美元華為設備,為4000名客戶提供服務,之前這些小運營商購買華為和中興設備都是政府會提供補貼的。



但是隨著美國對華為中興的制裁,下達了補貼禁令,這些小運營商購買華為、中興設備將不再獲得補貼,而如果更新設備,重新使用諾基亞和愛立信的設備,對於他們來說,即使加上補貼資金也無法購買得起愛立信和諾基亞的設備,而且拆除和替換華為設備需要耗費 7 年時間,對農村地區的運營商而言會增加超過 20 億美元的成本,這筆錢是負擔不起。



一旦華為設備停止了服務,而小運營商沒有錢來補貼購買新的華為產品和服務,人們將無法撥通 911 等求救電話的。學校、醫院、農場和企業都依賴華為提供的連接,這極大影響了美國偏遠地區的經濟發展。

除非美國願意幫助這些小運營商承擔這些費用,不然美國偏遠地區將會陷入通信癱瘓的地步,而一大批小運營商也將破產。

美國偏遠地區通信建設的複雜性也一定程度上阻礙了美國的5G建設。


5、美國 5G建設已回天乏力,至少落後中國3年

所以,無論是美國選擇的毫米波方案,還是目前美國的5G建設情況,都預示了美國在5G建設上已經回天乏力,美國甚至還要求蘋果來建設5G,因為「蘋果公司擁有一切,包括金錢,技術,願景和庫克!」。然而眾所周知,蘋果不具備5G建設的能力。



在美國的5G白皮書中也無奈地承認了這點:

目前中國計劃部署第一個廣泛使用的5G網絡,其首批Sub-6網絡服務將於2020年投入使用。先發優勢可能會推動智慧型手機和電信設備供應商以及國內半導體和系統供應商的市場大幅增長。因此,中國的網際網路公司將為其國內市場開發基於5G速度和低延遲性能的服務和應用程式。

隨著5G在全球以類似的頻段部署,中國的智慧型手機和網際網路應用及服務很可能占據主導地位,即便它們被美國市場排除在外。中國在5G領域的發展,將重現美國在4G領域的輝煌。

在海外,中國一直在與國家和外國公司保持合作,以擴大其5G的影響力。在歐洲,儘管美國官員要求盟友阻止中國公司,華為和中興仍然正在為個別國家的5G網絡提供建設的服務,並簽署了多項5G合同。此外,中國在「一帶一路」計劃中投入了大量時間和資源,包括推動中國建設的網絡基礎設施,以提供跨越整個路線的連通性。

這一策略已經取得了一些成功:在2018年第三季度,華為在全球通信設備市場占有28%的份額,比2015年上升了4個百分點。隨著更多地區的5G網絡依賴中國通信設備推出,預計華為的市場份額將繼續增長,目前華為已經拿下了50個5G合同單,中興已獲35個全球5G商用合同。這些努力將使我們能夠推廣其首選的5G網絡標準和規範,並將在未來主導全球的5G產品市場。



6、美國5G落後會有什麼後果

首先,美國5G的發展已經落後中國至少3年,對於技術的更迭來說,1年的變化都是天翻地覆的。

美國官員對於5G落後這局面表示:

在5G方面處於領先地位的國家,將為本國企業比外國競爭對手更快獲得更強大的無線技術鋪平道路。這意味著領先的國家將獲得更多的利潤和就業機會。

5G對於國家和全球的發展具有怎麼樣的重要意義呢?

而以中國為例,到2035年,中國5G價值鏈將創造9840億美元產出,帶來950萬個工作崗位。在5G對於中國經濟的影響方面,《5G經濟社會影響白皮書》中指出,到2030年,在直接貢獻方面,5G將帶動的總產出、經濟增加值、就業機會分別為6.3萬億元、2.9萬億元和800萬個;在間接貢獻方面,5G將帶動的總產出、經濟增加值、就業機會分別為10.6萬億元、3.6萬億元和1150萬個。



另外,基於5G技術的支撐,移動物聯網場景等5G技術將滲透到消費、生產、銷售等各個領域,跨行業的融合發展進一步加強,新型信息化和工業化將深度融合,引發產業領域的深層次變革。

這還僅僅只限於國內,如果放眼全球,僅看傳媒與娛樂產業,英特爾聯合諮詢顧問公司Ovum發布了《5G娛樂經濟報告》(以下簡稱《報告》)。《報告》顯示,在未來10年(2019-2028年),傳媒與娛樂產業將爭奪累計近3萬億美元的無線營收機會,其中5G網絡帶來的業務將占到營收機會的近一半(近1.3萬億美元),預計在2028年,5G一年帶來的營收將達到3350億美元。



所以如果哪個國家能夠成為全球5G的主導者,將領導全球萬億產業的發展!

美國當初成為1G通信霸主,摩托羅拉成為了企業巨頭,而歐洲成為全球2G主導者,歐洲迎來了黃金10年的發展,諾基亞、愛立信、阿爾卡特等一批企業得到迅速發展。而美國成為了全球4G時代的領導者,則幫它構建了全球網際網路生態,主導全球網際網路發展:

蘋果、谷歌、Facebook、亞馬遜、Netflix等美國公司以及無數其他公司,都利用LTE網絡帶來的大帶寬和新手機功能,研發了新的應用程式和服務。隨著LTE技術在其他國家的推廣,4G手機和4G應用程式服務也傳遍了全球,推動美國在全球無線和網際網路服務領域占據主導地位。

美國從這一領先優勢中受益匪淺。ReconAnalytics在2018年4月發布的一份報告中估計,2011年至2014年間,4G的引入為無線行業貢獻了70%的增長,不僅提高了GDP,同時無線行業的就業崗位增加了80%以上。通過引領4G的發展,美國建立了一個由網絡供應商、設備製造商和應用程式開發商組成的全球生態系統

專利數據公司IPlytics公司發布了5G專利競爭態勢報告曾指出:5G將促進數以萬計的新產品、新技術和新服務的產生,並將提高生產力,創造新產業。全球5G網絡將統一移動通信,並通過物聯網(IoT)將萬事萬物連接到一起。5G技術可以將車輛、船舶、建築物、儀表、機器和其他實體物品與電子、軟體、傳感器和雲連接起來,嵌入式5G技術將允許機器在物理世界中交換信息、集成到基於計算機的系統中。近年來,3G和4G的專利權人控制了智慧型手機行業中移動技術的利用方式。因此5G的專利權人也可能通過在各個市場實現5G連接而成為技術和市場的領導者。

而美國也已經承認將無力爭奪全球5G領導者的地位,中國將成為全球5G的領導者:

如果世界上大多數國家採用的未來5G生態系統是建立在Sub-6中頻頻譜之上,美國也將面臨毫米波設備通用性的挑戰和Sub-6基礎設施安全問題。隨著Sub-6成為全球標準,目前在這一領域處於領先地位的中國很可能會成為這一階段的引領者。

中國成為全球5G領導者的話,除了會使全球通信業進入新一輪發展期外,還將帶動多個規模萬億級的新興產業。到2035年,5G在全球驅動各行業產出增長將達12.3萬億美元,約占2035年全球實際總產出的4.6%。(IHS Markit數據)

未來10年,儘管與美國之間的摩擦對抗將會繼續,但是只要我們把握機會,未來10年將會是中國發展的黃金十年。

「一個重要的問題是:有什麼是不會被5G技術影響或顛覆的?下一代無線網絡將驅動多元化數字創新,從自然物體的計算機化到人工智慧,我們將迎來一個激動人心的新世界,商界領袖和各個國家的確需要為這個新世界做好準備。」


部分數據來源自:《THE 5G ECOSYSTEM: RISKS & OPPORTUNITIES FOR DoD》報告

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/-xyEtm4BMH2_cNUgQgVE.html