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5G时代的关键通信——谈谈技术替代
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2020.04.17

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技术进步的驱动力,说得好听一点,是人们对美好生活的向往,说得难听一点就是人性“七宗罪”之贪婪和懒惰。从工业革命开始,资本对于技术进步的贡献可以说是居功至伟。120年前,马可尼的无线电报实现人类首次跨越大西洋的无线通信,此后短短一百年间,无线通信由少数领域的“专用”技术迅速发展成为人人皆可享受的普遍服务,资本功不可没。可以预见,资本将继续加速技术的发展、革新和替代,直至逼近奇点。

近十多年来,宽带无线技术、宽带专网必然替代窄带无线技术、窄带专网,几乎是专用无线通信领域的通识,是几乎所有入局者执着的信念,是多数宽带无线设备研发项目商业模式的基础,也是作者本人曾经坚信的“真理”。但十年之后当我们回头再看走过的这条路时,却发现我们从一开始就忽视了,或者说是选择性地忽视了一系列致命的问题。

大容量和远距离,是一百多年来一代又一代通信工程师矢志不渝的追求,这背后的动力当然是人类对于沟通的需求和依赖。2G、3G的成功,加上4G的快速发展,不到十年,我们手里的个人通信工具就从黑白屏功能机换成了大彩屏智能机,这样快速的技术替代让很多通信厂商冲昏了头脑,想当然地认为,个人移动通信领域的技术变革,必将在专用通信领域重演,几乎不假思索地将个人移动通信领域的商业模式原样搬到了专用通信领域。那么,我们忽视了什么?

首先,专用通信领域的用户对于通信的要求,很重要的一条是可以不依赖基础设施。很多应用场景,如野战、抓捕、应急救援等,是无法预知地点的,也就无法事先建设通信基础设施,事先做好网规网优;当然也有很多场景是可以预知地点的,例如轨道交通、工矿企业生产、交警执勤等等。试图把个人移动通信系统的设计和建设思路直接套用到专用移动通信,有点过于简单粗暴想当然。

其次,专用通信的市场容量无法与个人通信相提并论。就国内市场来说,警察200万,消防队伍50多万,现役军队230万,武警部队120万,铁路职工250万,地铁职工200万,石化行业200万,国家电网200万,这几个专用通信大户加起来只有不到1500万人,与个人消费者市场规模相比,差了2个数量级。更何况个人手机几乎每人一台,专用通信终端可不会人手一台。

第三,宽带无线技术用于个人移动通信的时候,力气都花在了解决大容量的问题上,至于远距离,一方面,由于个人移动通信系统采用蜂窝组网的思想,基站的传输距离不能过大,否则会干扰相邻小区;另一方面基站的容量有限,单位面积里用户数太大的话,就只能缩小基站的覆盖范围。再加上不得不顾虑电磁辐射对人体的影响等等,一系列因素导致远距离这个诉求在个人移动通信系统的设计中被弱化了,而专用移动通信对远距离的要求,从来没有打过折扣。

第四,在个人移动通信中,远距离的实现,依赖完善的通信基础设施。三大运营商都有自己的全国骨干网、城域传输网,仅4G基站就有200万台,国内人口聚居区几乎都有覆盖。对于专用移动通信来说,这样的基础设施投入是不可接受,甚至不可想象的。建设低用户数广覆盖的专用移动通信系统,卫星才是首选技术(作者猜测,美国国防部占用的5G频谱中的Sub-6频段就是用于军事卫星的,因此无法在短时间内迁移、清退来用于5G商用。对此有兴趣的读者可以看看美国国防部国防创新委员会去年发布的《5G生态系统:对美国国防部的风险与机遇》)。LTE专网要达到可用的程度,专网基站必须达到与LTE公网相当的数量,与这个数量相比,各地无线政务网建设的区区百十台基站几乎于事无补。

第五,专用通信不等于专网通信,没有人规定行业通信一定要用专网,专网也不一定非要从硬管道开始建起。这方面国家电网一直是比较理性的,虽然老早就试验1.8G宽带无线接入,但大规模使用的一直是GPRS,紧急叫停LTE230,最近又释放出积极与运营商合作的信号。专用通信技术和产品一定得从用户需求出发去设计,一厢情愿或者干脆当鸵鸟,必然误人误己。

务实地来讲,我们搞了十多年的宽带无线技术,甚至不是行业用户想要的“更快的马车”,窄带无线技术(马车)能做到的“远”,专网LTE做不到(除非对LTE做大的修改,涉及新的链路预算、新的功率平衡,新的芯片,必然导致无法复用公网LTE产业链,导致研发成本陡增),所以更谈不上成为专用无线通信领域的“福特汽车”。窄带无线+公网宽带,倒是颇有潜力,据悉一些设备厂商和芯片厂商已经有所动作,但愿这次不会跑偏。

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