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5G基站功耗虛高 技術完善任重道遠

鐵流 · 2019-08-10 · 來源:鐵君公眾號
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  過去一段時間里,5G被各種熱捧,完全可以用5G秒天秒地秒空氣來形容,各路“專家”都在鼓吹5G在各個領域的美妙前景,在“互聯網+”之后,輿論上迎來了“5G+”的熱潮,最熱的莫過于“5G+AI”,由于把當下兩大“網紅”綁在一起,“5G+AI”已經在很多企業的文宣和政府文件中的常客。

  個別頂著光環的商人甚至親自站臺宣傳5G如何厲害,比如“5G基站只有一點點大,20公斤,就像裝G的容量文件的手提箱那么大,不需要鐵塔了,可以隨意裝在桿子上或者掛在墻上”,又比如“宣傳上說費用下降了10倍,實際上可以下降100倍,這樣老百姓也能看高清電視,文化就會快速提升。另外,5G還有非常短的時延,可以用于工業的很多東西。因此,5G可以改變一個社會”。

  雖然媒體、商人和“專家”鼓吹的很厲害,但從運營商公布的消息來看,現階段5G卻未必像上述人等說的那么美好。貝爾實驗室資深研究員蔡亦鋼教授就公開表示,“國內關于5G的報道絕大部份是虛假的”。

  中移動產業研究院副院長陳豫蓉在“5G商用與深化工業互聯網創新發展”研討會上表示,“5G基站的建設和功耗的成本是4G的3.5-4倍左右”。

  中國移動董事長楊杰就在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,需要產業鏈攜手努力將這部分費用盡快降下來”。

 

  上圖為某運營商公布的數據,可以看出,從整體功耗來說,中興5G基站在100%負載下是3674.85W,華為也達到了3852.5W,而中興4G基站只有1044.72W,5G基站功耗約為4G的3.5倍,在其他負載下5G功耗也要比4G高得多,平均是4G功耗的3倍左右。5G基站還有一個問題就是空載功耗降不下來,中興華為的5G基站空載依然有2200到2300W功耗,比4G的837W功耗高得多。

 

  上圖為某公司公布的數據,雖然功耗指標比某運營商的數據低一些,但基本上5G功耗超高已經是實錘。

  而且,這只是基站本身,如果加上散熱系統、供電系統,整套設備功耗還會往上飆。鐵流參照空調冷卻的數據中心PUE值,按照氣冷方案PUE 1.5指2計算,華為一個5G基站的功耗約為5778W至7704W,中興的5G基站為5511W至7348W。

  另外,根據某運營商和某公司公布的數據,5G基站僅AAU重量就達到40至45公斤,就是BBU等其他部分,重量還要往上漲。 

 

  至于費用,美國運營商Verizon的標準是每月費用為70美元,約合480元人民幣,但其每月的5G流量僅有15GB。

  韓國SK電信的8GB流量套餐5.5萬韓元(約合人民幣325元)、150GB流量套餐7.5萬韓元(約合人民幣444元)、200GB流量套餐9.5萬韓元(約合人民幣562元)、300GB流量套餐12.5萬韓元(約合人民幣739元)。在5G發布網絡之前,SK電信表示,當同時從4G和5G網絡下載數據時,它的網絡將使用Galaxy S10 5G支持最高2.7Gbps的峰值速度。在這個峰值速度下,用戶可能在不到25秒的時間內耗盡每月8GB的流量,而300GB流量也只不過能支持15分鐘。

  韓國第三大運營商LG Uplus正提供比SK電信稍顯優惠的定價和促銷活動,該公司的套餐包括:9GB流量套餐5.5萬韓元、150GB流量套餐7.5萬韓元、250GB流量套餐9.5萬韓元。

  要知道,韓國的人口分布和國土面積在5G部署和降低成本方面具有先天優勢,如果是中國部署5G,在沒有政府補貼的情況下,成本和話費要明顯高于韓國。

  從上述內容可以看出(美國市場中國設備商進不去,但韓國運營商批量購買國產設備),某大商人所謂的“5G基站只有一點點大,20公斤,就像裝G的容量文件的手提箱那么大,不需要鐵塔了,可以隨意裝在桿子上或者掛在墻上”、“宣傳上說費用下降了10倍,實際上可以下降100倍,這樣老百姓也能看高清電視,文化就會快速提升”與實踐結果完全不符。

  功耗問題僅僅是5G的冰山一角

  其實,功耗問題僅僅只是5G存在問題的冰山一角。覆蓋、成本、頻譜、干擾、切換、插花、混合組網等方面都存在問題。

  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,關于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。這里我想說,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。”

  貝爾實驗室資深研究員蔡亦鋼教授表示:

  現在宣傳的這些應用場景,大部分可以通過4G實現,5G的技術指標只是更高一些。5G還沒有找到應用場景。目前5G都是增強型移動寬帶(鐵流注,NSA無法實現高可靠、低延時應用場景)。

  低時延高可靠性的技術困難很大。尤其是時延1毫秒,在端對端的時候,太困難。我至今沒有看到可行的方案,各個設備商都在吹牛。高可靠性低延時的性能目標更是加倍了造價。現在國際標準動不動就是6個9,99.9999%的可靠性。沒有一個廠家能夠做到6個9的可靠性,甚至5個9也做不到。

  5G主要解決接入網的快速問題,但核心網是瓶頸。這是任正非所以說的。華為正在提出解決核心網問題,我看了目前的技術方案,不靈的。核心網的架構,不是容易的,牽涉的面很廣。華為目前提出的方案,將架構更加復雜化了。這有待大家慢慢的探索,既解決瓶頸問題又不要復雜化,通訊協議要少要簡單。

  5G不是一波即將襲來的浪潮,是個非常緩慢的過程。其實很多計劃正在往后推,因為實現不了。最大的問題是,5G太貴,技術研發和設備本身都很貴。應用得不償失,而沒有經濟效益,運營商不會去用。在國內的話,除非中國行政強制使用。

  經濟效益問題,不僅僅是政府政策的問題,設備裝備的造價也是個問題,開發應用場景是一個問題。我去年一直在指導5G端對端的應用場景和垂直行業的研究,尤其是工業自動化的應用場景。現在看起來不是件容易的事情,工業自動化對可靠性低時延要求很高。目前世界各主要5G廠家都尚有很大的距離。

  裝備造價是一個非常復雜的問題。5G基站采用多出多進等許多新技術(鐵流注:新技術并不天然意味著具備巨大系統增益),造價就高。5G頻率高很多了,信號幅射距離短了,基站要布得更密一些。諸如此類,很多很多問題。

  在2018年的世界移動通信大會上,中移動副總裁李正茂分享了現階段5G的四大挑戰:

  一是時間緊迫,5G 從標準完成到產業成熟、具備規模商用條件,僅有2年左右時間,亟需端到端產業共同努力,特別是終端芯片需要加速成熟。

  二是技術路線復雜,5G應用場景更多元、技術變革更顛覆,這對運營商技術策略制定、技術方案選擇也提出了更大挑戰。

  三是組網建設難度高、投資大,受商用頻段高、新增站址困難等因素影響,即便使用中頻段,實現網絡連續覆蓋也有很高的難度。成本方面,大規模天線使5G基站成本更高,還需新建或大規模改造核心網和傳輸網,各運營商均需探索低成本解決方案。

  四是行業拓展挑戰多,5G與各行各業融合創新是未來重要方向,但5G垂直行業應用還面臨需求難匹配、行業有壁壘、回報不確定等諸多問題。

  無獨有偶,在國外5G商用中也出現了一系列問題。

  最先商用5G的韓國,其三家運營商SK Telecom,KT和LG Uplus都公開承認他們的5G網絡在交付方面存在問題,很多用戶抱怨他們的服務并不像宣傳的那樣快速、安全。

  日本NTT也表示“第一波5G部署的現實很不理想”,NTT的5G實驗室高級副總裁Takehiro Nakamura強調:業界要認識到要為5G設定切合實際的期望,以及LTE持續關鍵作用的重要性。運營商只會在需要的地方提供5G信號覆蓋,而基于LTE的移動通信技術仍然是為用戶提供覆蓋的核心所在。

  由于現階段5G存在一些問題,歐洲和日本決定聯手搞“后5G”。據《日本經濟新聞》報道,近期日本與歐洲的政企學將聯手,面向下一代通信標準“后5G”啟動共同研究。

  回想當年3G,這簡直就是歷史的重演。

  就是因為3G在技術上不成功,以及“CDMA大法好(性能提升18倍)”本來就是高通那位是世界級科學家忽悠起來的,所以搞得3G只能覆蓋城市,廣域覆蓋還是要靠2G。

  但通信行業還是要臉面的,而且全球通信大廠投入了巨額研發經費也需要收回成本,在臉面和商業利益的共同作用下,不能自打臉說3G不行,于是搞了個“3G長期演進”的幌子搞新技術,也就是現在的4G(LTE),LTE是Long Term Evolution的縮寫。

  這里再說明一下,對于國外對5G的評價,不要看川普“嘴炮”,而是看AT&T等運營商對5G投資到底有多大,西方政客反復無常,但AT&T等運營商的投資卻是真金白銀。千萬別因為西方政客又搞一次“星球大戰”,鬧出現代版“蔣干盜書”。

  日前,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,這相當于是要扔掉300多億的人民幣。

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