得到《前沿科技-吴军讲5G》笔记

01|谣言与真相:5G是不是伪需求?

当我们并没有感受到4G不够用时,5G是否是伪需求?
认为5G是伪需求的一个重要论据是,到目前为止,5G只是网速更快,而4G其实可以满足我们今天所有的对网速的需求,包括上传图片和视频,以及收看高清视频等等。至于在线支付,所需的网速连上传视频的千分之一都不到。

公平地讲,4G明显的痛点还真不多,不过我们偶尔还会遇到。
演唱会中,1万多人在这个小范围里,无论是Wi-Fi还是4G,都不可能上网,因为信息的流通量超过了网络的带宽。
所以,要同时无线上网的设备数量增加一到两个数量级(也就是10~100倍),4G的带宽和并发能力就不够了。
4G每平方公里只能支持10万个设备。如果万物互联(IoT)普遍发展,这种多设备同时上网的情况,4G是难以满足的。而万物互联是未来的必然。

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。

“4G部署的成本还没收回,现在又要部署5G,是否在烧钱”?
根据邬院士的数据,中国在4G建设上花了大概是7000亿元到8000亿元的建设投资,6、7年才完成建设,相当于运营商每年投入1000多亿元。4G是否收回了成本,这要看怎么计算。单纯从中国移动运营商的利润来看,4G网络至今的回报不算高,但是也不至于赔本。仅中移动一家,2018年的利润大约就有1200亿人民币,远比投入建设4G网络的钱要多多了。这几年,移动运营商利润不高的主要原因在于,移动互联网的单位流量资费是3G时代的大约1/10左右,也就是说,如果运营商不降价,应该早就大赚特赚了。

但是正是因为运营商收的流量费比较低(大约是美国的1/3),才让整个国家的移动互联网产业发展起来了。作为国企,运营商是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。

02|基因与演化:为什么谈5G必谈IoT?

5G和 IoT,是未来世界的波粒二象性
对于同一个事物,不同的人从不同的角度来看,看到的东西是不一样的。这就如同对于光这种现象,牛顿等人看到的是粒子的特性,他们认为光是一束粒子,而惠更斯等人,则看到的是波动性,他们觉得光是一种波。

对于5G和IoT,也是如此,它们原本应该是一个不可分割的整体,但是搞通信的人会强调新的通信标准这一面,强调它的快,他们相当于看到了波动的一面,就成了5G;而搞计算机的人,会强调它的广泛性,它的无所不在,它所连接的节点数量多,这相当于看到了粒子的一面,就成了IoT。
搞计算机的人会讲,他们希望将世界上所有东西都联上网,这就是万物互联(IoT),而搞通信的人会讲,他们希望网速更快,能够支持更多的设备同时上网,而且希望各种网络的融合,这就是5G。
这两个行业的融合,你家里的Wi-Fi和外面5G基站的合并,在5G时代,就成为了趋势。

今天你的智能手表,离开了手机就难以通行,家里的监控摄像头,离开了Wi-Fi就不工作。这些问题,4G都无法解决。
5G的新网络标准,除了提高总带宽,很重要的目的就是让海量设备同时上网。因此5G是和IoT相伴生的。

从5G发展的必要性来看,它其实是互联网发展,或者说通信发展的需求。当所有的东西都要上网,或者说都要通信后,就必然需要5G。而到了5G的时代,网速可以提高1到2个数量级,这样不仅足够IoT使用了,而且对于大多数人家来讲,其实不再需要拉宽带,装Wi-Fi了。
互联网和通信网络就真的融合了。

5G和IoT相辅相成,它们是一个整体,只不过搞通信的人强调连接和通信技术,搞计算机的人强调上网设备的范围。
目前的4G技术没有进一步升级的可能,因此5G势在必行。当然它发展的速度,受限于IoT的发展进程。
网络的融合是通信和计算机发展的趋势,任何和这个趋势相关的努力都是顺势而行,任何单独搞一套的做法都是逆势而行,会被淘汰。
5G会让很多技术落地,比如无人汽车、全息通讯等,

03|分工与合作:如何站上浪潮之巅?

第三代互联网,也就是IoT的规模有多大呢?从上网的设备数量来看,目前最保守的估计是500亿个设备,当然这些设备有大有小,小的诸如可穿戴式设备、家里的智能家居等等,大的像是智能汽车、工厂的设备等等。这么多设备是4G不够用的原因,也是商业的机会所在。

需要指出的是,大部分IoT设备不太方便,要么靠连着一根电线来供电,要么需要用电池供电,要经常充电。你可以想象,全世界只有70亿人,却要伺候500亿个设备,这是一件非常麻烦的事情。
因此,比较理想的情况是,充一次电可以使用很长的时间,甚至在有些设备整个生命期,都不需要充电。这是未来产业的痛点所在。
要想提高电池续航能力,一是靠提高电池的能量密度,二是降低IoT中芯片的功耗。前者虽然还有潜力可挖,但是大约也就是一倍的潜力,而后者潜力则很大。如果我们能够将今天移动设备的工作电压从3V降低到1伏,就能节省90%左右的能量。因此,低电压、低功耗的芯片是当今半导体发展的一个方向。

04|变革与挑战:谁是5G时代的大赢家?

在IoT时代,不仅要有新的硬件,还要有新的软件和服务,否则大家对硬件的需求就不强烈。今天大量的手机App,就扮演了这个角色。在5G的时代,也需要新的应用出现。比如通过IoT设备对身份的甄别,对环境的监控与调节等等。

近几年来,每次在拉斯维加斯的消费电子产品展上,都能够看到这一类的产品和服务,但是目前真正亮眼的还不多,因为今天展出的很多还是受限于开发者能够看到的当前存在的实物,和能够想象出的未来的硬件。用一句俗话讲,就是贫穷限制了想象力。
这也是一些反对5G的人,认为5G是泡沫和概念炒作的原因之一。他们会说,你看,现在能想到的5G的应用那么少,那么苍白。但是,如果你回顾一下历史就会发现,互联网上大量的应用是在互联网普及后出现的,智能手机上大量的App也是在移动互联网时代出现的,因此,随着5G本身的普及,这些应用会在瞬间涌现出来。

那么未来这些应用会围绕怎样一个核心展开呢?简单地讲,智能化和以信息的使用换取能量的节省依然会是主旋律。

05|机会与骗局:如何判断新技术的可靠性?

5G可预期的机会

美国最大的移动通信运营商Verizon把5G的应用概括为了八大模块,它们分别是:

1. 节能

2. (人的)跟踪

3. 移动大数据

4. IoT

5. 实时服务

6. 商业系统升级

7. 高速网络应用

8. 高可靠性网络应用

三个特点判断5G技术的真伪:

宽带大、速度快;

还需要做到高可靠、低时延连接,

支撑海量并发设备。

满足了这三条才是真的5G


06|市场与博弈:世界各国如何布局5G?

邬贺铨院士估计,中国完成5G的建设,至少需要10年的时间,投入1万亿以上的资金。

目前中国在5G上所取得的一些先机,不仅仅是因为华为在早期开始了研发,还在于中国有较强的工程能力,能够更快地建设5G网络,别的国家还在纸上时,我们已经做足了试验。当然,这种做法有成本,有风险,但是以今天中国的国力,是能够承担这个成本和风险的。
事实上,这种做法的本质是以金钱换时间,而在当今技术发展很快的社会,有了先机就可能挣到钱,而当守财奴其实是没有出路的。在4G之前,中国一直是等到标准确定之后才开始建设,那样就吃了很多亏。

5G最终的标准其实还没有完全确定。建设5G网络要一个很长的时间,而今天媒体上所说的5G,其实还是一些过渡性的产品。
通过这些内容,我想你一定看出来了,即使像5G这样大的技术革命,如果进入到过程中去细看,也是一个长时间渐进的过程,和历史有着很好的连续性。此外,想在世界范围内立于行业的制高点,需要像华为那样有硬核科技成就,这背后是几万人十几年的努力以及几千亿研发费用的投入。

07|想象与现实:VR、AR与中枢人

今天的VR有三大技术难题没有解决。
首先是信息传递的速度不够快,今天4G网络的传输率虽然理论值很高,但是每个人实际上分到的也就是十几兆,而且还不稳定,这样当你的头一转动时,图像就跟不上,你就会觉得头晕。
接下来的问题就是,当信息传输过来,VR设备的处理器能否复原出图像,如果这件事解决不了,就算有了5G也帮不了VR多大忙。
虽然今天最高速的GPU是能够满足这个要求的,但是它们一来太耗电,二来太贵(上千美元),这也是为什么无线的VR设备效果难以提升的原因,因为电池不够用。从这个侧面你也可以看出,我们在信息时代寻求技术突破的一个主旋律,就是提高单位能耗的信息处理能力。
今天VR还遇到一个根本性的障碍,它是无法单纯依靠网速和处理器速度解决的,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。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。

今天大部分AR其实都是骗人的把戏,它们在宣传片中录制的画面在真实世界中从来未曾实现,因此只能算是艺术创作。但是,如果3D全息成像技术能够进一步发展,就可以把远处一个真实的场景搬到我们面前。这就如同星球大战中手指头在空中一点,你就看到对方那样的场景。
今天小型的3D全息成像已经被用于展览和销售,它们的效果要比看照片逼真得多。但是3D全息成像的数据量是巨大的,因为它比图片毕竟多出了一个维度。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450亿个像素,而高清电视同样时间大约只有1亿像素。

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