第五代移動電話網(wǎng)絡(luò)應用前景廣闊,業(yè)界對其多有期許,然而批評者認為,更新?lián)Q代的代價過于高昂。
擁有博士學位的物理學家邁克爾·萊姆克在電信部門工作已超過24年,可以說他是該領(lǐng)域中的老手。近四分之一個世紀中,他經(jīng)歷了多次移動通信標準的更替,不過,他認為只有第五代移動電話網(wǎng)絡(luò)(“5G”)才是一場真正的革命。
美麗的新5G世界
華為高級技術(shù)專家萊姆克先生認為,我們今天所熟知的互聯(lián)網(wǎng)將消失,因為第五代移動電話網(wǎng)絡(luò)將無處不在,只需要開機,網(wǎng)絡(luò)就將一直存在。萊姆克先生并不是唯一一個如此刻畫5G宏偉藍圖的人,事實上業(yè)界對于第五代移動電話網(wǎng)絡(luò)的介紹完全像是一個烏托邦:移動數(shù)據(jù)速率將是今天的10~100倍,延遲時間是人類完全不會察覺到的1ms,這一數(shù)字將是現(xiàn)行標準的千分之一。此外,每個無線電小區(qū)可以容納的設(shè)備將是現(xiàn)在的100倍,從技術(shù)的角度來看,諸如連接斷開、無線電小區(qū)過載和移動通信費率計劃的數(shù)量限制等問題將一舉解決。按照萊姆克先生的說法,我們總能夠接收到信號,即使在無線電小區(qū)的邊緣,網(wǎng)絡(luò)總是如影隨形。
按照已有的規(guī)劃,這個烏托邦將在2020年部署實現(xiàn),也就是還有不到4年的時間。除了超高的數(shù)據(jù)傳輸速率和隨時隨地可用之外,移動通信專家萊姆克先生認為,5G網(wǎng)絡(luò)另一個巨大的飛躍是“連接一切可以連接的”。5G可以成為物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛汽車和智能生產(chǎn)的工業(yè)4.0的基礎(chǔ),除了現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之外,街道、工廠、醫(yī)院、足球場、電力線、港口乃至整個智能的城市都將可以通過5G網(wǎng)絡(luò)連接。
然而,5G的目標主要在于“網(wǎng)絡(luò)社會”(Networked Society,愛立信對未來完全連接的社會的術(shù)語)和“千兆位的社會”。事實上,歐盟數(shù)字專員京特·歐汀納甚至在2016年的IFA活動上為人們描繪了一個“千兆字節(jié)的社會”。
從千兆位到千兆字節(jié)
千兆位和千兆字節(jié)社會的技術(shù)基礎(chǔ)其實還沒有創(chuàng)造出來,相反,關(guān)于未來無線高速通信標準化的談判才剛剛開始。
為了按計劃實現(xiàn)目標,目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)提供商正傾盡全力支持5G關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)工作。在德國,這項研究工作的焦點是德累斯頓理工大學的“德國5G實驗室”:一個由22名教授和大約600名員工組成的跨學科團隊正在努力開發(fā)這個未來的網(wǎng)絡(luò),而它得到了諸如沃達豐、諾基亞、愛立信和博世等工業(yè)巨頭的支持。
德國電信也同樣在為此而努力:為了促進5G技術(shù)的發(fā)展,從2016年1月以來,德國電信一直在為自己在德累斯頓理工大學的工作組提供資金:該工作組被稱為“德國電信通信網(wǎng)絡(luò)研究院”。主持人是弗蘭克·費策克教授,他也是5G實驗室科學家的協(xié)調(diào)人。
可觸摸的互聯(lián)網(wǎng)
5G實驗室研究的焦點之一是所謂的“觸覺互聯(lián)網(wǎng)”:由于5G網(wǎng)絡(luò)的延遲時間極低,因而人們可以通過使用VR護目鏡和機電手套與距離他們數(shù)百公里的人或者物體進行實時交互。這種技術(shù)前景廣闊,例如它可以被應用于遠程醫(yī)療領(lǐng)域:那些只有少數(shù)專家能夠進行的復雜醫(yī)療操作,醫(yī)生和患者都不必轉(zhuǎn)移到另一個地方,醫(yī)生可以使用VR護目鏡和手套通過5G網(wǎng)絡(luò)進行手術(shù)。
華為也正在開展遠程醫(yī)療等5G應用研究,雖然中國網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商沒有參與德累斯頓的5G實驗室工作,但是自2009年,華為就已經(jīng)開始進行5G研究,并在組網(wǎng)架構(gòu)、頻譜使用、空口技術(shù)、基站實現(xiàn)等多個領(lǐng)域均取得了突破性進展。華為公司承諾在2018年前至少投資6億美元用于5G研究和創(chuàng)新(不包含產(chǎn)品的開發(fā))。為推動5G技術(shù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的形成,華為積極與業(yè)界各類組織展開合作,與英國薩里大學聯(lián)合運作英國“5G創(chuàng)新中心”(5GIC)項目,并計劃在2018年前向5GIC投資500萬英鎊用于關(guān)鍵技術(shù)的研究創(chuàng)新與測試驗證。同時,華為還聯(lián)手歐洲合作伙伴在德國慕尼黑發(fā)起面向垂直行業(yè)的5G VIA(5G Vertical Industry Accelerator)聯(lián)盟,通過建立大型5G測試床,仿真驗證垂直行業(yè)的真實應用場景。該計劃還包括投資一個在伊薩爾河右邊的慕尼黑診所,相信與遠程醫(yī)療有關(guān)。
然而,沒有人真正知道慕尼黑的測試情況,在與華為聯(lián)系時,該公司表示測試的詳細信息“目前尚無法向公眾公布”。然而,2015年2月發(fā)布的新聞稿使人們有可能猜測投資到底應該如何得到回報。根據(jù)新聞稿,測試環(huán)境可以測試開發(fā)的算法,在特定場景下,針對2020年以后的數(shù)字社會的垂直市場進行測試。
提供者真正計劃什么?
“垂直市場”一詞揭示了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)提供商如何從2020年起收回投資:新的業(yè)務領(lǐng)域與5G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān),可以有各種所謂的特殊服務,例如在專家稱為“網(wǎng)絡(luò)切片”的過程中,最終將5G網(wǎng)絡(luò)劃分為各種虛擬子網(wǎng)絡(luò),而這些虛擬子網(wǎng)可以單獨銷售。
在虛擬子網(wǎng)可以單獨銷售的情況下,當移動網(wǎng)絡(luò)可以無處不在和無限制地接入的情況下,將可以催生一些新的商業(yè)模式,客戶不再只是接入互聯(lián)網(wǎng)并為此付費,如果他們需要使用智能家居應用、虛擬現(xiàn)實會議或自主駕駛之類的服務,那么他們也可能需要為這些特殊服務付費。而內(nèi)容提供商和互聯(lián)網(wǎng)公司也有可能需要向網(wǎng)絡(luò)運營商付費,使自己的產(chǎn)品可以使用特殊要求的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(例如高帶寬或低延遲時間),內(nèi)容提供商與最終用戶交易的商業(yè)模式將可能轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)運營商雙重利潤交易的模式。
不過,這種模式會面臨很多問題:首先,這種商業(yè)模式將違反許多國家對于網(wǎng)絡(luò)中立性的規(guī)定,例如在歐盟,這也就是為什么電信行業(yè)要在BEREC(歐洲電子通信監(jiān)管機構(gòu)主體)發(fā)表一份名為“5G宣言”的文件。這份文件或多或少是公然地企圖向監(jiān)管機構(gòu)施加壓力,以避免對網(wǎng)絡(luò)中立性規(guī)定過于嚴格。在宣言中電信行業(yè)警告說:目前的網(wǎng)絡(luò)中立性指導原則導致5G的投資回報率產(chǎn)生了很大的不確定性。因此,5G的投資可能會被延遲,除非監(jiān)管者采取有利于創(chuàng)新的態(tài)度并堅持下去。
如果電信部門的計劃得以實現(xiàn),那么未來的網(wǎng)絡(luò)世界會是什么樣的呢?網(wǎng)絡(luò)中立活動家托馬斯·林寧格在一個網(wǎng)站上發(fā)表了自己的意見,他認為這將是網(wǎng)絡(luò)中立支持者最不愿意見到的情況,因為界時使用互聯(lián)網(wǎng)將會和使用付費電視一樣。
中止特殊服務
不過,網(wǎng)絡(luò)運營商的這種企圖不容易“得逞”,以歐盟為例,BEREC已經(jīng)明確指出,相關(guān)的國家網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管機構(gòu)應該非常仔細地檢查網(wǎng)絡(luò)運營商的特殊服務是否違反網(wǎng)絡(luò)中立性原則,特別是現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)框架內(nèi)提供的服務在稍后階段不應該被劃分為特殊服務。
以電話通信領(lǐng)域的服務為例,BEREC認為“LTE語音”服務是可以被當作特殊服務的,但另一方面,Skype則不能被認為是一種特殊的服務。類似的要求也將適用于視頻流領(lǐng)域:提供商可以提供像有線電視一樣以廣播的形式服務的視頻流服務,并將其分類為特殊服務收費,但是不能將像Netflix和YouTube這些目前互聯(lián)網(wǎng)的視頻點播服務歸類為特殊服務,這意味著網(wǎng)絡(luò)運營商不能夠因為某些服務對于網(wǎng)絡(luò)的要求較高而要求收取額外的費用。
對于網(wǎng)絡(luò)供應商來說,當然是對BEREC的這一決定有所保留。當我們聯(lián)系德國電信時,該公司的發(fā)言人告訴我們,對網(wǎng)絡(luò)中立性的嚴格要求會影響創(chuàng)新的商業(yè)模式,特別是在工業(yè)應用方面。根據(jù)該公司說法,它正在等待國家監(jiān)管機構(gòu)審查的結(jié)果。而O2的母公司西班牙電信也表達了類似的意見,沃達豐則表示不想對BEREC的決定發(fā)表評論。
UMTS和WLAN
5G網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展除了可能危害網(wǎng)絡(luò)的中立性之外,其他地方也有一些麻煩。例如,通往5G道路上的第一步將是擴展LTE標準,這有可能導致目前使用的移動通信技術(shù)成為犧牲品。
5G開發(fā)者正在關(guān)注的是2GHz和5GHz這兩個頻段,而這兩個頻段目前是UMTS和WLAN所使用的。要確保5G網(wǎng)絡(luò)的高覆蓋率,確保未來網(wǎng)絡(luò)無處不在,這兩個頻段是必需的。同時,額外的頻率將被用于逐步將LTE帶寬引導到5G級別上,而不必重建整個基礎(chǔ)設(shè)施。
這是否意味著UMTS已經(jīng)到了窮途末路?一些網(wǎng)絡(luò)運營商確實已經(jīng)開始動了停用它的念頭。根據(jù)相關(guān)的文件顯示,部分提供商正在考慮相關(guān)的商業(yè)行動,這意味著許多不支持LTE的智能手機將可能受到影響。
WLAN的前途似乎沒有那么大的問題,因為5GHz頻帶是公共領(lǐng)域,每個運營商都可以使用它而不需要許可證,理論上這排除了WLAN將被停用的可能性。然而,目前WLAN使用這一頻段工作可以受到較少的干擾,而未來該頻段將變得有點擁擠。將到來的LTE擴展功能,例如LTE-U(為美國、中國和印度準備的)和LAA-LTE(為歐洲和日本準備的)都將使用5 Hz頻段發(fā)送LTE信號。
根據(jù)媒體報道,在CeBIT 2016上,WLAN路由器行業(yè)表示了對LTE Advanced Pro擴展功能的疑慮,他們認為將可能會導致5GHz WLAN路由器無法不間斷地運行,路由器制造商AVM向CHIP表示,這種擔心是基于以下事實:尚未有任何實際測試表明LTE擴展功能不會阻礙WLAN。
然而,目前正在研究的5G無線電技術(shù)可能對AVM的新商業(yè)模式構(gòu)成更大的威脅。5G發(fā)射機在非常高和尚未使用的頻率上發(fā)射信號,因此盡管它們具有極高的帶寬,但其范圍將非常有限。AVM發(fā)言人對CHIP表示,由于未來的5G網(wǎng)絡(luò),幾乎每個路燈都必須安裝一個發(fā)射器,然后所有的無線電桅桿將使用光纖連接到主干。如果無線設(shè)備最終可以連接到房子前面的路燈,那么誰還會需要由像AVM公司制造的這些WLAN路由器呢?
今天所知的互聯(lián)網(wǎng)將會消失
5G最終是否影響網(wǎng)絡(luò)中立性原則或者對UMTS和WLAN造成危害尚不可定言,但有一件事是肯定的:5G即將到來,無論我們喜歡還是不喜歡。引用華為專家萊姆克先生的話,我們今天所知道的互聯(lián)網(wǎng),也將因此消失。