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美国跳过5G直接用卫星部署6G,全球5G悲剧

2019-06-02 17:20:00  来源: 铁君公众号  作者:铁流
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  此前,有网友转发一篇短文,大致意思是美国在基建能力上比不了中国,但在航天领域比中国强,因而打算跳过5G,直接利用无人机和卫星通信部署6G。言下之意就是中国5G标准优势会被美国6G弯道超车。

  之后,马斯克宣布发射12000颗卫星,组成一个覆盖地球无死角的WiFi,特别是在5月24日一次性发射了60颗卫星,使一些人又开始鼓吹美国通过卫星搞6G跳过现在5G。

  对于这个观点,其实挺扯淡的。

  首先,5G并非中国的。虽然很多媒体各种鼓吹,各种打鸡血,但5G标准是全球通信产业共同制定的。

  不少网友留言问:“高通的5G标准”和“华为的5G标准”哪家强?

  或宣称“华为5G标准”秒杀“爱立信5G标准”、“诺基亚5G标准”。

  其实,不存在所谓“高通的5G标准”,“华为的5G标准”、“爱立信的5G标准”、“诺基亚5G标准”,大家都同一套标准。

  此前铁流提到的5G未诞生革命性技术,系统效率提升微乎其微,主要靠暴力提升性能的问题,这是大家的通病,只要5G标准不进一步改进,大家都逃不掉这些“娘胎里”带出来的问题。

  由于在3G时代后,大家对高通在3G时代一家独大心有余悸,因而在此后都在玩平衡,中国只是其中的重要参与者。

  从实践上看,5G反而是高通的一个机遇,在4G时代被中欧联手“去高通化”之后,高通借助5G提升了自己的话语权,一个典型的例子就是高通宣布的5G时代的“高通税”,比4G时代要高。

  由于5G是国际标准,而非中国标准,“美国6G”废掉“中国5G”完全就是无稽之谈。

  其次,所谓的美国6G是大忽悠。

  用无人机和卫星实现普适性的通信这个早已不是什么新鲜事,美国谷歌公司,就鼓吹并曾经尝试过,结果事实证明,就是一个炒股价,玩噱头的东西,根本缺乏可行性。

  “钢铁侠(大忽悠)”马斯克是营销大师,推特整天玩噱头,美国证监会甚至放话:再乱发推特就起诉你(非原话,但大致是这个意思)。

  这种结果的根源在于技术限制使卫星通信难以普及。

  一直以来,传统的卫星通讯基于C频段和Ku频段,而且受到发射功率,天线尺寸等因素的影响,能够满足普通老百姓日常使用的普适性卫星通信网络在技术上难度很大,截至目前,卫星通信的用户基本锁定于军队、政府、金融机构,以及一些实力雄厚的跨国公司。

  根据香农定理,信息传输能力与带宽和发射功率成正比,与背景噪音功率成反比。这里先解释一下带宽,一般信道都有一个最高的信号频率和最低的信号频率,只有在这两个频率之间的信号才能通过这个信道,这两个频率的差值就叫做这个信道的带宽。比如最高频率是900MHz,最低频率是880MHz,那么带宽就是20MHz。用来打个比喻的话,带宽好比是公路的宽度。

  如果要把信息传输能力提升上去,比较现实的做法是提升“信息公路”的宽度,或者提升信号的发射功率(5G暴力提升的做法之一就是把带宽从4G时代的几十兆,提升到5G时代的1个G,像几大厂商测试中宣称的高速率,都用了800M以上的带宽才能完成这种极速测试,在实践中,是不可能在低频拿出800M带宽给运营商挥霍的)。

  不过,C频段和Ku频段相对有限,而且非常宝贵,“信息公路”的宽度天然受到限制。而受技术水平限制,信号的发射功率的提升也不是无节制的。因此,无线传输能力也会有一个上限。

  当有限的资源面临庞大的用户,自然会导致用户多了上网就卡,甚至会出现无法接入的情况。即便5G、卫星通信等被媒体炒得火热,但光纤才是数据传输的大动脉。

  卫星通信还要解决功率和天线的问题。在发射功率不变前提下,距离近可以降低信号衰减,当信息传输距离扩大到海平面和近轨人造卫星的距离,要想实现信息的可靠传输,就必须提升下行功率(卫星信号到手机)和上行功率(手机信号到卫星),而要满足这一标准,会使电子元器件的体积大幅增加,这必然导致射频天线的尺寸根本塞不进当前以轻薄为主打要求的手机中。

  事实上,卫星通信终端,尺寸都比较大,一般都安装在建筑物上面或者大型的车辆上。随着半导体技术的发展,卫星通信终端的体积缩小了不少,能够放到小汽车上,但还是塞不进手机里,不适合普通人随身携带。

  正是因此,卫星通信只能服务少数人,用户数量少又带来价格过高的问题。

  比如美国当年的铱星计划,铱星移动通信系统最多只能满足50万用户的语音通信,而且由于用户体验非常一般,实际用户远远达不到这个数字,受巨大的研发费用、系统建设费用和维护费用拖累,铱星背上了沉重的债务负担,最终不得不申请破产,由美国军方当了接盘侠。

  由此可见,卫星通信只仅仅是作为补充的形式而存在,更多的服务于军队、政府、金融机构,以及一些实力雄厚的跨国公司,无法向老百姓提供普适性服务。

  其实,中国也有卫星通信的计划,一个是鸿雁星座计划,另一个是虹云工程。

  鸿雁星座计划,2016年立项,计划2020年建成,计划发射60颗低轨道卫星,实现全球组网。

  虹云工程,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行。

  鸿雁和虹云都是现有通信体系的补充,为飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队以及一些偏远地区的村庄、岛屿提供服务。无法承载提供普适性服务的能力。

  正如大家调侃“有线是无限的,无线是有限”的,真正承载信息的大动脉是光纤,至于无线侧到底是WIFI/WIGI,还是4G/5G大家可以根据实际情况自由选择,但光纤的地位是无法取代的。

  因此,设计的原则是用有线尽量去靠近用户,在最近用户的地方使用无线。而卫星通信却是背道而驰。鼓吹美国卫星通信对4G/5G革命的说辞,就是瞎扯淡。

  从现在4G、5G、卫星通信技术的情况看,未来几年,4G的地位无法动摇,会成为广域覆盖的关键和中流砥柱。

  5G由于成本高、覆盖差、功耗大,只适合在人流密度较大地区覆盖,政府强推的话,城市覆盖也可以,但农村必须靠4G。

  而卫星通信则会在偏远地区的村庄、岛屿提供服务,或者为飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队提供通信服务。

  室内场景,比如办公室、家庭环境,基本依旧会是WIFI的天下。

  因此,未来几年,4G和5G会长期并存,现阶段5G如果不进行技术革新和改进,会类似3G那样成为过渡性技术。

  而卫星通信,则会在自己的一亩三分地为相对有限的用户提供通信服务。

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