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为什么美国要跳过5G,而发展6G移动通信? 楚河汉街金

 程穆泽 2020-01-14

美国这个国家,在近百年来,一直都是世界的霸主,它的方方面面,包括各个领域、各个行业都要世界领先,因此,美国极其自负,颇有一种'天下第一,舍我其谁'的感觉。而一旦美国的某个行业失去先机,自负的美国就无法承受。

从某种意义上说,美国人对5G的敏感已经使特总统政府对5G是新军备竞赛的定性有点靠谱,并不完全是危言耸听故弄玄虚:因为一种核心技术的确可以引发技术革命,而技术革命又必然会引起军事革命,进而引起世界政治格局的重塑。

趾高气昂的美国

但最近,美国的通讯科技行业应该算是遭受了史无前例的打击。别的国家都在火热的搞5G,以中国为领头羊,而美国的5G却始终不愠不火的,一直发展不起来,在国际上很是丢面子,甚至连5G峰会都不去参加,可谓狼狈不堪。甚至美国最傲人的苹果公司往日趾高气扬,在5G面前,也不得不低下高傲的头,向中国寻求合作。但美国就是美国,丢的面子肯定要找补回来,哪怕自欺欺人,哪怕无理取闹。

苹果要买华为的5G芯片

正因为美国在5G方面跌了份儿,所以美国宣布: 跳过5G,开始建设6G网络。那么美国的这种说法究竟有没有科学依据呢?是切实可行呢,还是大吹牛皮?

美国要直接发展6G

首先我们介绍一下5G、6G的概念。所谓5G、6G,是指第五代、第六代通信系统。其区别就是信号频谱不同,包括我们说的1/2/3/4G网络,均是信号频谱不同,最开始的1G网络信号频段在0.8GHz,频谱较窄,自然承载的数据量很少,随后,逐渐2/3/4G的出现,信号频谱越来越宽,4G网络信号频段比1G网络信号频段增加了一倍,为1.8GHz,所以4G网络信号承载更多的数据,其外在表现就是网速飞速增加。5G网络信号频段在3GHz-6GHz,6G网络信号频段在100GHz-10THz(太赫兹)。看这个数据就知道,5/6G网络与之前的1/2/3/4G网络发生了质的变化。

5G

大家也许不理解这个的含义,其实,从网络信号的频谱直接得到不仅仅是传输速率的信息,更重要的是覆盖率的信息。毕竟,对于任何一代通讯系统的建设,覆盖率是决定了使用的范围,也决定了它能否普及。一个东西再好,只能在某个限定区域内使用,就注定不可能普及大众,不能普及的东西,再好也无用。

根据物理学,信号频谱越高,其传播能力越差,信号越弱,也就意味着5/6G网络要想普及,必须要建设密集的基站。将5G、6G信号频谱对比可初步得到,6G的需要建设的基站数量约为5G基站的1000倍以上。

5G的基站难度大,更不要是说6G了

而以美国的目前状况来看,连5G网络频谱都未能搞明白,竟然大言不惭的宣称要开发6G所用的太赫兹通信技术。更重要的是连5G的基本覆盖都不能做到,还要建设覆盖要求更加严格的6G,把世人都当三岁小孩呢吧。目前,中国的华为、中兴两家通讯网络企业引领着全球5G行业的建设,标准、专利俱是出于我们之手,美国想要从头研发,早已为时过晚。

华为,引领5G

在5G方面,美国国内通讯行业已经力不从心,逐渐掉队,更莫说要引领6G潮流了。但美国就是美国,天生自负,在5G方面的落后,让其恼羞成怒,迫切希望在下一代通信系统上成功逆转。但这通讯系统具有极强的继承性,想要跳跃式发展几乎不可能。我们都知道,5G的建设是为了物联网,但物联网的建成并不是在5G时代完成,而是属于6G时代的任务,5G只是为6G积累经验,打下基础。很难想象没有5G的经验、基础,如何去建设6G。

6G不会凭空出现。

难道美国真有能力去建设空中花园吗?

我们要回答这个问题先要搞清5G与6G技术,及中美在布局新一代移动通讯技术的现状和战略。

5G中国布局在商用上领先了一步,美国不甘追赶。

我国主设备商已具备领先优势:以华为为代表的国内通讯企业在5G上早有大量投入,同时在5G芯片技术取得突破。

终端厂商加快技术研发步伐:在商用芯片领域,华为率先发布了符合3GPP标准的5G商用芯片和基于该芯片的首款3GPP标准5G商用终端。

在智能手机领域,作为目前全球第三和中国手机市场第一的华为,预计在2019年推出麒麟芯片和智能手机。OPPO高度重视5G标准的研究和制定,是国内5G标准的主要推动者之一。ViVo则对外宣布将在2019年推出5G预商用终端,2020年,将实现5G智慧手机正式商用。

中国内三大运营商未来三年内规划展开大规模网络测试,联合合作企业进行应用试验,力争2020年实现5G网络商用。

美国显然在5G上准备和投入不足,美国跳过5G去开发和布局6G,主要是美国思维方式和做事风格决定的,在战略上他一向不喜欢做追随者。

美国的系统性战略思维决定了其5G的战略选择。

据美国以往的战略思维,既然在5G开发和商用上落后一步,美国是不会用修补的办法,而是象上世纪八十年代与日本竞争一样,当年美国在家用电器,摄像设备等质量和市场上都落后日本,虽然叫嚣要学日本4S管理模式,但最后美国在战略布局上还是没有和日本在家电产业上纠缠,而是另辟蹊径,开辟了信息科技战,用电脑取代了家用。

5G是分布式组网,美国在本土技术上不占优势

美国的优势不是通讯设备布局和开发,而是其在芯片和空间科技上,美国的民用技术多来自军事科技。比如,互联网技术,本来也是50-60年代军事上的局域网,为了加速与欧科研机构的合作沟通发展出互联网的雏形,然后90年代才投入民用。

还有就是我们天天在用的全球定位系统GPS的初衷也是军用,主要是军事频率,后来才开放了民用频道,而且还进行了加密干扰,使得我们民用GPS的精度不足于用于军事活动。现在我们看到的GPS好像是用于汽车导航,其实主要是导航军事武器。

中美6G研发上的较量

而6G指的是第六代移动通信技术,外语缩写:6G。也是5G之后的延伸,理论下载速度可达每秒1TB。6G将比5G更强大,快得多(大约是5G的十倍),也更智能,在空间穿透和辐射方面更适合空间和海洋多环境。

由于高频性能等特征,除陆地通信覆盖外,空间站、水下通信覆盖也有望用6G时代实现,而6G移动端通讯将只是整个网络覆盖体系中的一部分 。从这个特点看,6G在军事上的应用将大过民用,这方面美国在空间技术,海洋潜艇技术及芯片技术上都早有储备,虽然我国也有所准备,并预计2020年开始研发,2030年正式投入商用。

美国太空探索技术公司(SpaceX)在5月24日发射猎鹰9号火箭将60颗“星链”卫星送入太空,该公司打造的“星链”(Starlink)计划终于进入组网阶段。目前美国在5G通讯领域上落后我国,这对美国来说难以忍受,于是有报道称美国决定不再忍受跳过5G直接开发6G,那么靠SpaceX的一万颗卫星包围地球,在太空中建立宽带网络,能够实现吗?

何为“星链”(Starlink)计划?简单的说就是SpaceX向太空发射卫星组成通信网络,让“WiFi信号”覆盖全球每一个角落,这样不论在地球的任何一个地方都能够上网,这乍一听感觉是一个非常疯狂的计划,同时也是非常理想化的想法。又何为5G呢?5G是第五代通信技术的简称,5G和我国目前普及的4G相比在传送速率上得到了成倍的提升,其理论下载速度为10Gb/s。这样简单一比好像“星链”更吸引人,毕竟到处都有“WiFi信号”,然而理想很丰满,现实很骨干。

“星链”(Starlink)计划中,首先要向太空发射卫星,SpaceX最新的卫星发射计划由原本来的4425颗提升为12000颗。然后是SpaceX的计划是一颗卫星为地面353万平方公里服务,这个面积相当于三分之一个中国,当这个范围内用户上亿,24小时都在上网,那么网速就成了一个很大的问题。例如北京市将近2200万人口,其通讯铁塔高达2万座,而且一个铁塔上还有多家基站。

卫星发射的信号频段和生活中手机的频段不一致,“星链”(Starlink)计划使用的频率为Ka和Ku波段,在20GHz左右,手机WiFi信号连接的频率是2.4GHz和5GHz。假如Starlink的卫星频率改成2.4GHz和5GHz,将面临着一个问题,传到地面的时候根本搜索不到,举个例子,生活中的路由器发射出来的信号,当手机距离路由器越近信号越好,距离越远信号越弱,所以手机想接卫星的信号只到太空去,那是距离发射源最近的地方,同时也是信号最好的地方嘛。

卫星要为地面提供服务怎么办,还有个办法,在地面上建立转发器,接收卫星频率转发手机上网频率,这样一来也可实现。但是这就需要在全球范围内架设转接器,可是在全球范围内架设,又带来了新的问题,如无人区、战争地区等都无法架设,公司是否有这样的财力,当地是否允许呢?最重要的转接器向卫星发射的频率和5G的频率重合了,如果周围5G基站一多,信号会受到干扰。

从技术上来讲“星链”(Starlink)计划还存在有瑕疵,但是有人敢做第一个吃螃蟹的人,勇气值得鼓励,但是从实际推广角度看还是5G靠谱。如果美国依靠“星链”(Starlink)计划发展6G,前面还有一片荆棘需要趟过去,不知纽约商人如何抉择。

总之,美国的战略是全球性,系统性的,绝不会甘心落后于中国,不会在局部上补救,追着中国跑,而是想战略上超越,保持绝对优势,虽然现在他们有点焦虑和不安。我们中国也要绝对保持清醒的认识。

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