現階段5G技術不成熟運營成本高

2020年10月18日13:08:21 科技 1596

10月14日，H公司常務董事、運營商BG丁某在2020年中國國際信息通信展覽會上也表示，中國已經建成了一個世界上規模最大的5G網路，但在用戶體驗、覆蓋、商業閉環上與國外仍有差距。

相對於4G商用一年的高覆蓋率和備受好評，5G商用一周年所取得的成績乏善可陳。究其根源，還是5G本身就是商業概念，而非技術升級。政府、運營商都被個別廠商牽著鼻子走，在不成熟的技術上投入巨資的結果必然帶來「運營成本極高」、「不易消化成本」等問題。

部分官員和學者對現階段5G持保守態度

雖然輿論對現階段5G熱炒，某明星企業家還放言「5G應用後美國將稱為落後國家」，但也不乏一些官員專家學者都對現階段5G持保守態度。

不久前，財政部原部長樓繼偉表示，基礎設施適度超前是必要的，但有些方面過度超前，抬高了用戶成本或不可持續的公共部門債務。現有5G技術很不成熟，數千億級的投資已經布下，而且運營成本極高，找不到應用場景，今後消化成本是難題。

2019年9月20日，時任工信部部長苗圩在國新辦新聞發布會上表示，自己目前還沒有使用5G手機。他表示，對廣大用戶而言，4G手機已經夠用了。

工信部通信科技常委副主任、中國電信科技委主任韋樂平在講話中指出，5G的真正大規模商用則還有一段較長的路要走，韋樂平認為這個時間段將是2021-2027年。目前部署的10萬宏基站功耗較高、能力較差，未來可能很快會被淘汰掉，這相當於是要扔掉300多億的人民幣。

在2019年4月23日的國新辦新聞發布會上，工信部新聞發言人、信息通信發展司司長聞庫指出，關於5G的話題，最近一段時間炒的很熱，大家很關注。「近期，大家從各種各樣的新聞媒體上也看到了一些消息、報道，比如說某地打通了第一個電話、某地有一個開通。這裡我想說，這些僅僅是5G剛剛邁出的一小步。我們在工作中會發現，5G現在大家感覺有難點。」

蔡亦鋼教授認為國內5G報道虛假居多。蔡教授擁有722個批准了的國際發明專利，是貝爾實驗室資深研究員，主持了3G、4G和5G網路系統及應用產品的概念設計和系統開發，曾經三次榮獲「貝爾實驗室發明家獎」。

在2019年全球智能物流峰會上，中國移動原董事長王建宙表示，目前由於手機缺乏特別的應用，所以凡是使用5G手機的人最主要的應用就是：測速度。「大家都在比，你看我哪測的速度。」

可以說，現階段的5G並沒有媒體報道中的「秒天秒地秒空氣」，從上述官員專家學者的言論中，已經能夠折射出現階段5G存在一些問題。可以說，上述表態與此前大公司、媒體連番炒作的論斷截然相反。5G經過歐美政客、大公司、媒體連番炒作，在公開輿論上，5G成為了「科技制高點」，成為決定國家命運的「外星科技」，個別明星企業家還聲稱，「5G改變社會」，「5G應用後美國將成為落後國家」。但實際上，現階段的5G技術是不成熟的。

5G沒有但是革命性技術只是商業概念

就5G EMBB場景來說，標準已經制定完成了。

首先調製這塊還是沒有變，太基礎了，想變也變不動。

就編碼來說，雖然編碼被媒體炒得很火，但LDPC和Polar比Turbo提升非常有限。誠然，LDPC和Polar是Turbo碼之後通信技術發展的里程碑性的技術。但是由於Turbo碼已經比較接近香農限，雖然這兩個碼更接近，但是對系統容量的提升已經不大，大概是1～2%左右。

多址這塊，對於5G三大場景之一的eMBB這塊沒有變，還是採用了4G的OFDM。多址這塊NOMA有很大的熱度，一度被公認為5G的必選技術。5G標準的早期，幾乎所有的廠家都支持這個方向。但經過驗證NOMA比OFDM的增益嚴格為零，所以回歸4G時代的OFDM。

組網方面，CoMP被運營商實踐證明是零增益。

多天線這塊最響亮的就是massive MIMO，號稱可以成百倍地提升系統容量，從媒體上看幾乎可以是5G的代名詞。

MIMO這個理論1995年提出，已經23年了。它所揭示的對容量的巨大提升致使它一直是學界和工業界的熱點。但是這個技術一直到4G都不是很成功。MIMO的問題還在於，雖然能夠提高容量，但是要增加設備，有成本的，功耗也會隨之暴漲。

綜合來看，5G相對於4G來說，幾乎沒有技術進步。另外，由於5G走的是高頻擴容的路線——由於消耗的帶寬成倍增加，而在低頻，帶寬資源非常寶貴，因此，只能選擇頻譜資源更加豐富的中高頻。而頻率越高覆蓋越小，這是無線通信的基本知識。這會導致組網的成本大幅增加。

所以從技術角度看，5G比4G沒有誕生革命性技術，且成本會更高。

現階段5G技術依靠暴力堆料提升網速

現階段5G走的就是高頻擴容路線，性能就是靠大帶寬、MIMO天線、高性能晶元等暴力堆料堆上去的，在效率上相對於4G提升不到。而暴力堆料又導致功耗問題。因此，一些廠商又提出低頻5G方案，以閹割的方式降低功耗。但這又帶來一個問題，那就是這種低頻5G方案網速和4G相差無幾。

相對於中頻500兆左右的帶寬，以及高頻1000兆以上的帶寬，低頻的帶寬只有幾十兆，和4G的帶寬差不多，天線則基本就是4G的規格。這種為了降低成本和適應700Mhz搞閹割，就導致閹割之後的5G性能和4G差不多。

從實踐上看，廣電就在700M低頻上部署這種低成本、低功耗組網模式，消耗40M帶寬，理論下行網速為220—440Mbps。愛立信在20MHz帶寬、2T2R情況下，5G終端實測下載速率為163Mbps。

中國廣電與H開通了全國首個基於700M的 2×30M頻譜帶寬的5G基站，可實現300Mbps的5G網路下行速度。

作為參照，早期的4G Cat 4標準理論下行網速為150Mbps，4G Cat 6標準理論下行網速為300Mbps，4G Cat 12、Cat 13標準理論下行網速600Mbps，聯通在雄安4G實測網速則達到1.2Gbps。

也就是說，廣電的低頻5G相當於重複建設一個滿血版的4G Cat 6，雖然比現在大家用的閹割版4G要強，但廣電5G與韓國、香港地區的4G網速相比沒有多少優勢，對比雄安的4G而言則處於劣勢。

可以說，現階段5G技術是不成熟的，是非常尷尬的。高頻擴容路線會導致巨大的功耗、覆蓋、成本問題，而低頻5G方案雖然能夠降低功耗，提升覆蓋，但又與4G的網速相差無幾，等於是重複建設一張4G網路。

由於當下的輿論大環境，雖然運營商公布的測試數據已經揭露了現階段5G的真實水平，但經過媒體和企業炒作後，很多網民往往會把正常的觀點劃歸為陰謀論，這是不正常現象。

5G基站若達到4G覆蓋水平電費是三大運營商利潤1.5倍

雖然媒體和企業把5G吹上天，但從運營商公布的數據看，5G還是存在一些短板的，其中最大的短板就是功耗、成本和覆蓋。

以覆蓋來說，當下5G（中頻）基站的覆蓋只有200至300米，由於覆蓋太差，一些通信廠商呼籲清理2G、3G頻譜，用低頻部署5G以提升覆蓋。

就成本來說，當下的5G基站是4G基站的3倍。

就功耗來說，5G基站是4G基站功耗的3倍左右。中國移動董事長楊傑就在GTI國際產業峰會表示，「當前5G基站價格是4G基站投資的2倍，功耗約為2.5-3倍」。

中國電信技術創新中心副主任楊峰義指出，5G基站典型功耗在3500瓦左右。同樣覆蓋目標情況下，5G基站數量將達到4G的3-4倍，這樣5G移動網路的整體能耗將是4G的9倍以上。

從運營商公布的數據看，一個標準的4G基站滿載耗電量大約在900W至1000W，而5G基站則達到3600W至3800W。功耗倍增導致電費倍增，按照中國電信技術創新中心副主任楊峰義指出的「5G移動網路的整體能耗將是4G的9倍以上」來計算，要實現同樣的覆蓋，5G網路整體能耗將會是4G網路的9倍以上。

楊峰義表示，2018年全年三家運營商的移動基站共耗電約270億度，總電費約240億元，「在同樣覆蓋情況下，5G網路的能耗將達到2430億度，電費將達到2160億元。」

根據2019年財報，三大運營商營收總和為1.4萬億元，總利潤為1384億元。換言之，就是5G基站的功耗會達到三大運營商的總利潤的1.5倍。

正是因為5G技術本身就是疲軟的，只是商業概念，因而與4G形成了鮮明對比。在5G商用1周年後，暴露出成本、功耗、覆蓋、應用四大問題，聯通還搞5G基站智能休眠了降低成本，推廣完全仰仗政治任務。而4G商用時運營商積極性很高，在1至2年就實現了覆蓋。

聯通5G基站定時休眠降低運行和維護成本

最近，受大環境和後疫情時代拉動經濟的影響，全國各地上演了轟轟烈烈的5G基站建設工程。在實踐中，雖然設備商賺了大錢，但現階段的5G技術並沒有改變社會，反而使個別運營商不堪重負，中國聯通還宣布，採用全新的方式來節省5G基站耗電量，那就是對5G基站進行分時段休眠，聯通將會在每天（21:00-次日9:00）時間段內，根據實際的5G基站負荷情況，對5G基站進行智能化關閉。之所以出現這種情況，根源還是現階段5G技術不成熟，標誌著5G暴力堆料方案未通過實踐的檢驗。

聯通之所以這麼做，主要是因為5G功耗太大，運維成本太高。

據中國聯通在洛陽的實地試行的數據顯示，空載狀態下全時段開啟AAU深度休眠功能後，單個A9611型號的AAU每天將節省電費約6.09元、單個A96331A型號的AAU每天將節省電費約5.61元、單個A9622A型號的AAU每天將節省電費3.11元。

以一個5G基站配置3個AUU計算，平均每基站每天能節省15元，當前20萬個基站每天就能節省300萬元，一年能節省近12億元。如果以100萬個5G基站的建設量計算，聯通一年可以節省電費60億。根據聯通2019年財報，全年利潤也就113億，節省的電費可以達到全年利潤的53%。

從這些數據可以看出來，聯通為何要搞5G基站定時休眠了。

5G殺手級應用有待探索

5G所謂的1毫秒的時延也是話術，這裡所謂的毫秒級時延只是空口時延。一般光纖一、二千公里就有5ms了，整個系統的響應時間是做不到1毫秒時延的。對於工業應用來說，最靠譜的還是有線網路。未來工業應用中有線、WIFI6、5G都有應用場景，而且考慮到有線網路的可靠性、穩定性和低成本，未來很有可能依然是以有線網路為主，WIFI6、5G為輔（目前有線網路工業應用中佔比超過97%）。

5G殺手級應用還有待探索。大量5G概念都是偏向噱頭的東西，所謂四大類應用、13大場景,不少場景在過去十多年裡反覆炒冷飯。遠程醫療等概念從3G時代就開始炒作，無非是4G時代炒作一次，5G時代又繼續炒作。

對於炒作5G遠程醫療，一位行業人士評價：連續看了多年這種宣傳，都快看吐了，實在忍不住，吐個槽：1）電信號3000公里的傳輸就需要10ms,空口的1ms真的不是問題。2）根據不同的解析度，一幅視頻圖像的編解碼時間要遠遠大於通信傳輸時間。3）這種接近靜態的低速操作1mm/s，數十ms級傳輸的時延帶來的誤差幾乎可以忽略，主要是視頻編解碼的時延和對端執行機構對遠程命令的反應時間。

如樓繼偉所言，數千億級的投資已經布下，而且運營成本極高，找不到應用場景，今後消化成本是難題。樓的公開表態已經說明了上位者對當下現階段5G到底是什麼情況是了解的，而且現階段5G在功耗、成本、覆蓋和應用方面的問題短期內看不到解決的希望。有行業人士評價，5G基站建設很可能會停留在100萬站的規模，在功耗、成本、覆蓋和應用四大問題沒有解決前，不會再盲目擴張了。

5G發展應當實事求是循序漸進

我國4G建設從2013年起到現在經歷7年投資，數千萬的4G網路建設投資尚未完全收回，5G的投資周期只會比4G更長，俄羅斯四大運營商也表示，5G成本太高，20年都未必能收回成本。

當下，大規模建設5G只會加重運營商的負擔，提升話費月租加重消費者的負擔，少數廠商可以通過綁架政策的方式，將運營商變成自己的現金奶牛，進而向消費者徵收「5G稅」。從數據上看，韓國5G用戶的ARPU值比4G增加37%，在5G建設開始後，國內運營商一方面降低4G網速，另一方面則取消了4G無限流量套餐，並開始提升ARPU。

正如樓繼偉所言，現有5G技術很不成熟，大規模推廣這種不成熟的技術，幾乎就是星球大戰的翻版，花了數千億做了一個不成熟且缺乏應用的通信網路，少數廠商大獲其利，用戶為此買單。

就實際用戶體驗而言，由於5G覆蓋近，信號易受外界因素影響，僅在少數城市城區有較好覆蓋，像杭州這樣的城市，很多地方5G覆蓋也不行。一位網友就表示，5G手機會自動連接5G，手機顯示微弱5G信號，網速很慢，舊手機用4G網路能順利打開的網頁或APP，換了5G手機後反而卡的一塌糊塗，新手機又不能關閉5G使用4G網路，結果原本日常可以刷手機的場景，換了5G手機後，只能看別人刷手機。

事實上，現階段5G的網速用4G載波聚合也能做，香港移動的4G網速就和5G差不了多少。根據H公司常務董事丁某的介紹，我國5G的平均數大概只有270Mbps，相比之下，韓國機構測試的4G平均下載網速為158.53 Mbps。

我們完全可以一方面小規模建設5G完善技術。另一方面升級4G，使其達到現階段5G的水平。一些經濟不富裕的第三世界國家就是這麼做的，只不過這種做法相對來說性價比較高，比較省錢，一些廠商無法像推廣5G那樣賺大錢，因而不被利益集團所選擇。

在當下強調節約（光碟）的大背景下，更應當精打細算，節省資金，不能像過去那樣花錢了。因而有行業人士分析，5G基站建設會停留在100萬站。

當下，5G技術存在兩個問題：

一是技術不成熟，存在覆蓋、功耗、成本三大問題。

二是缺乏殺手級應用，導致5G無用武之地。

在5G熱炒的當下，5G耗電的確是個死結，暫不論5G設備和電力等輔助設施改造巨額投資何時能回收成本。光耗電一項就是運營商頭疼的難題。月套餐高了，會嚇跑5G潛在用戶，套餐月費少了，企業要逐利，找不到利。國家能夠給一些補貼，但補貼終究是有限的。

就應用上看，現階段5G建網仍然複製服務消費者用戶的4G經驗，追求大規模的一次性連續覆蓋，等於是運營商給特定設備商輸血，通過增加投資短時間拉動GDP，但其市場後果必然是用戶使用率低下、設備空轉、運維成本高企。運營商財務狀況惡化後必然把問題轉嫁到下游供應商，使行業惡性競爭加劇，損害通信行業的長期健康發展。