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行业总动员解决5G功耗问题,可惜路漫漫

2019-10-19 23:09| 发布者: 龙翔五洲| 查看: 16318| 评论: 6|原作者: 铁流|来自: 察网

摘要: 几万个5G基站的功耗数据,着实让运营商吓一跳,按照5G的规划,以及要求实现5G较好覆盖,那么,上千万个5G基站是必须建的。而这样一来,不算成本高昂的组网成本和设备硬件的更新与维护,光1年的电费就超过2000亿,这么高的电费足以让三大运营商赔光老本。

如今,我们需要的是廉价的流量,真正的当务之急是对4G进行扩容,并使流量更加廉价。而不是耗费上万亿投资,搞一套连明确杀手应用都没有,技术升级疲软,存在功耗、覆盖、成本问题的5G。

  日前,相关部门专门召开会议,讨论如何帮助国内通信设备商降低5G功耗问题,参会单位每家发言时间为15分钟,当然,也有发言“干货”比较多而大幅超高15分钟发言时间的。从会议讨论情况看,如果还是按照现在通信设备商鼓吹的套路,基本上不具备大幅度降低功耗的可能性。而归根结底,导致5G功耗异常巨大,还是在技术升级疲软的情况下,暴力堆料所导致的。

  

  5G并没有诞生革命性技术

  就5G EMBB场景来说,标准已经制定完成了。虽然一些厂商和媒体鼓吹5G秒天秒地,但实际上,5G并没有诞生革命性技术,频谱利用率与4G相当。

  首先调制这块还是没有变,太基础了,想变也变不动。

  就编码来说,虽然编码被媒体炒得很火,但LDPC和Polar比Turbo提升非常有限。诚然,LDPC和Polar是Turbo码之后通信技术发展的里程碑性的技术。但是由于Turbo码已经比较接近香农限,虽然这两个码更接近,但是对系统容量的提升已经不大,大概是1~2%左右。

  多址这块,对于5G三大场景之一的eMBB这块没有变,还是采用了4G的OFDM。多址这块NOMA有很大的热度,一度被公认为5G的必选技术。5G标准的早期,几乎所有的厂家都支持这个方向。但经过验证NOMA比OFDM的增益严格为零,所以回归4G时代的OFDM,堪称打脸。

  组网方面,CoMP被运营商实践证明是零增益。

  多天线这块最响亮的就是massive MIMO,号称可以成百倍地提升系统容量,从媒体上看几乎可以是5G的代名词。MIMO这个理论1995年提出,已经23年了。它所揭示的对容量的巨大提升致使它一直是学界和工业界的热点。但是这个技术一直到4G都不是很成功。这个技术有个特点,一演示就成功,一实用就趴窝。在一个选择的场景下MIMO技术是很容易演示成功的,但是在复杂的实际环境中所涉及的问题的难度,是两个数量级的差别。当然MIMO是一个有潜力的领域,现在商用的是增益相对比较有限的MIMO,其实用化问题仍然没有解决。MIMO的问题还在于,虽然能够提高容量,但是要增加设备,有成本的,功耗也会随之暴涨。

  综合来看,5G相对于4G来说,几乎没有技术进步,在一些地方还退步了。另外,由于5G走的是高频扩容的路线——由于消耗的带宽成倍增加,而在低频,带宽资源非常宝贵,因此,只能选择频谱资源更加丰富的中高频。而频率越高覆盖越小,这是无线通信的基本知识。这会导致组网的成本大幅增加。所以从技术角度看,5G比4G没有诞生革命性技术,且成本和功耗会更高。

  如果5G和4G采用相同的带宽、天线等条件,就可以发现,5G和4G的网速是差不多的,4G五载波聚合,4x4mimo,256QAM,实测速度1.2Gbps。香港4G商用网速也测出过980Mbps。

  

  5G基站是名副其实的电老虎

  5G基站由哪几个部分组成呢?

  传统3G/4G基站主要由基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)和天馈系统三者组成,诚然,铁塔上的供电系统、散热系统等也是不可或缺的部分。

  就功能来说,BBU负责运算,RRU产生带信息的射频功率,经由射频馈线传输至天线,天线将射频功率转换成带信息的电磁波向空间辐射出去,形成数据流交换(收/发)。而天线就是一个换能器。与任何换能器一样,在换能过程中是要消耗能量的(即天线效率)。

  按照规划的蓝图,5G核心网技术融合后,5G基站的BBU功能将被重构为CU(中央单元)与DU(分布单元)两个功能实体,RRU与天线融合为AAU。省略了短的馈线损耗,但带来工艺复杂的“盲插”,成本提高、散热困难增加能耗。并未提高天线效率。

  虽然一些厂商宣传5G如何节能,如何省电,但这些都是谎言。

  因为暴利堆料的原因,整个5G系统功耗爆炸式增长。

  以市场上的AAU为例,功耗高达1300多瓦。此外,128根天线会导致计算量相对于4G时代大幅提升,且算法变得异常复杂,这就对BBU提出了新的挑战,由于芯片性能越强,功耗就越大,5G基带也是“电老虎”。

  另外,天馈系统、空调等辅助设备也是电老虎......

  基站(包括基站主设备:电源转换、BBU、RRU等)的能耗效率,中移动考核标准是:一级26%,二级23%。换言之,超高70%的能量都被转化为热能消耗掉。由于基站一经开通,每天、每月、每年都不能关闭的,直到换新的接着用(耗电一直下去)。因此基站是个“吃电大户”。

  中移动产业研究院副院长陈豫蓉在“5G商用与深化工业互联网创新发展”研讨会上表示,“5G基站的建设和功耗的成本是4G的3.5-4倍左右”。中国移动董事长杨杰就在GTI国际产业峰会表示,“当前5G基站价格是4G基站投资的2倍,功耗约为2.5-3倍,需要产业链携手努力将这部分费用尽快降下来”。

  4G单站电费约为7000元/年,而5G基站保守估计为2.3万/年。如果中移动建1000万个基站,1年电费就高达2300亿,而中移动一年的利润才1000亿,全年利润不够支付半年电费。

  必须指出的是,这只是现在用户很少的情况下纯净测试的结果,一旦未来用户量上去了,功耗还会大幅增长。

  铁塔公司人士接受媒体采访时表示,“经过初步测算,5G基站的电费大概是运营商支付租金的十几倍之多。如今5G套餐有了眉目,大致不会高于4G资费,很可能之后一段时间内,话费收入都无法覆盖电费成本。”

  由于这些巨额的组网成本和维护成本最后都要转嫁到用户身上,这会使现有的商业模式难以为继。因此,华为高管余承东出席2019中国(深圳)IT领袖峰会时表示,“5G时代要重新考虑收费模式,单一按无限流量是灾难”。

  过去,几十个、几百个5G基站测试虽然功耗高,但由于5G已经政治化,功耗问题并没有引发充分重视。如今,上万,乃至几万个5G基站的功耗数据,着实让运营商吓一跳,按照5G的规划,以及要求实现5G较好覆盖,那么,上千万个5G基站是必须建的。而这样一来,不算成本高昂的组网成本和设备硬件的更新与维护,光1年的电费就超过2000亿,这么高的电费足以让三大运营商赔光老本。

  

  降低5G功耗已经成为重要课题

  正是因为5G功耗问题异常严峻,如今的功耗根本无法满足较好覆盖的要求,因此,相关部门也对功耗问题比较重视,专门召集会议讨论功耗问题。然而,就现在的情况看,如果5G还是按照国内设备商鼓吹的套路走,基本不具备降低功耗的可能性。在会议上,大家提出的方案,都是把“系统越做越复杂”,比如增加一个子系统A和子系统B,A可以降低3%的功耗,B可以降低4%的功耗,但子系统A本身又要带来2.5%的功耗增加,B也要带来3%的功耗。而增加了子系统A和B之后,整个系统越做越复杂,又会大幅增加成本,并降低系统可靠性。

  目前,按照设备商的技术路线,看不到大幅度降低功耗(功耗降到4G基站水平)的可能性。

  

  5G和WIFI的替换关系也纳入讨论课题

  在会议上,大家还讨论了5G和WIFI的替换关系,个别厂商拿出了基于新型天线的WIFI6产品,这种产品经过运营商测试,在发射功率为250mW,开阔无遮挡的情况下,最远覆盖距离可以超高1-2公里,在1公里距离上,实测网速在30M/s左右。不过,一些专家对这个数据持怀疑态度,而另一方则用运营商的测试报告说话。一些参会方认为,在很多场景下,用WIFI6显然比5G更有性价比,在一些场景完全可以使用WIFI6来替代5G。

  当然,对于设备商和运营商来说,对于在一些场景用WIFI6来替代5G显然是缺乏动力的。因为对于运营商而言,WIFI6无法收取流量费,而对于设备商来说,在一些场景中,如果WIFI6替代5G,则无异于噩梦。

  5G的技术路线可能错了

  之前,一位网友在读了铁流《5G能替换WIFI么 也许5G的方向就错了》文章后留言:

  TP-Link和水星都是价格杀手,用不了多久就能把Wifi 6路由器降到50元一台,而且10年不坏。

  其实用高速公路来比喻无线通信就很好理解为什么5G就是个错误的方向。

  2G就是限速60公里的国道,3G是限速100公里的双向6车道高速公路,4G是限速120公里的双向8车道高速公路。5G CPE就是县城内部免费通行的普通道路全部改成收费的高速公路。

  国家已经投资几万亿建成了基本覆盖全国的双向8车道高速公路网,这个高速公路网存在的问题是个别路段施工等级不够,只能跑80公里,个别路段车流过大,需要扩建。这时,负责基建的大公司在媒体上大肆宣传,外国准备新建的高速是双向10车道限速300公里,如果不向外国学习,中国的高速公路网就落后了。无人驾驶、公路发电、智能调度这些功能必须依赖新高速网才能实现。

  独立组网(SA)就是逐步废弃已经建设好的8车道高速网,另外投资几万亿乃至十几万亿建一张独立的10车道高速。非独立组网(NSA)就是县与县之间扩容到10车道,省与省之间不变。

  由于限速高达300公里,进入新高速的车必须是100万以上的电动车,这样才能满足速度要求。另外,因为采用了高级沥青铺设,磨损加大,新高速网每年的维护费至少翻几倍。

  当造价十几万亿的新高速网建设完成后,为了收回投资,过路费至少翻几番。你想还走原来的8车道高速,没门。高速公路管理部门会逐步限速老高速到40公里甚至关闭入口(还记得之前的4G降速么?)。过一段大家会发现,由于过路费提高,物价也跟着逐渐上涨,除了那几家大公司,其他所有人都利益受损。

  有家公司是既修路,又卖燃油车,还卖电动车,但不管高速路网运营,新高速路网高昂的运营成本直接由运营公司承担,弄得运营公司欲哭无泪。这家公司卖燃油车的时候说电动车没用,出电动车的时候说燃油车落后。当年修限速120公里8车道高速时候鼓吹这种道路先进,如今为了忽悠政府修双向10车道限速300公里高速,又称8车道高速落伍了,10车道高速逆天,是科技制高点,修好了新高速美国就是落后国家。

  

  铁流认为,5G的发展方向也许错了,如果说2G、3G时代是流量短缺的时代,但到了4G时代,流量已经不再短缺了,甚至很多流量被用于承载垃圾信息——视频直播平台上很多是带有媚俗和“黄色”的内容。

  即便是为了追求更快网速,香港4G商用网速也有900Mbps的速率,完全可以通过挖掘4G潜力的方式获得,而且成本比新搞一套5G更加低廉。即便是为了“低时延”,对4G核心网等进行改造,同样也可以获得。而且比搞5G SA组网成本低太多。

  目前,由于5G需要大量资金投入,一定程度上已经影响到4G网络的维护,推广5G不能以牺牲4G为代价。

  铁流认为,如今,我们需要的是廉价的流量,真正的当务之急是对4G进行扩容,并使流量更加廉价。而不是耗费上万亿投资,搞一套连明确杀手应用都没有,技术升级疲软,存在功耗、覆盖、成本问题的5G。

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最新评论

引用 林林 2019-10-21 22:29
如果5G像铁流说得如此不堪,帝国为何要大肆打击华为?恨不得华为垮台?
引用 远航一号 2019-10-20 20:20
农妇: 一看就是扯淡 5g的用途主要不是上网 而是工业等用途主要比如无人驾驶等严重其节省的劳动成本是巨大的 收费主要是工业收费 完全可以有利润 ...
http://redchinacn.org/portal.php?mod=view&aid=39761
引用 远航一号 2019-10-20 20:08
农妇: 一看就是扯淡 5g的用途主要不是上网 而是工业等用途主要比如无人驾驶等严重其节省的劳动成本是巨大的 收费主要是工业收费 完全可以有利润 ...
请教一下,要是5G手机信号都不能做到普遍覆盖,怎么实现普遍无人驾驶?现在5G的商业应用,除了手机还有什么?
引用 农妇 2019-10-20 10:11
一看就是扯淡 5g的用途主要不是上网 而是工业等用途主要比如无人驾驶等严重其节省的劳动成本是巨大的 收费主要是工业收费 完全可以有利润
引用 远航一号 2019-10-20 07:56
很有说服力。这篇文章说明,资本主义中国条件下不仅不会有经过真正统筹规划的科技发展计划。即使所谓产业政策,也是服务于华为等少数垄断资本家的利益,在丢弃了为人民服务的宗旨以后,既不能真正抢占世界科学高峰,也不能服务于广大普通消费者。最后很可能还是要搞垮通信行业一批国企来买单。
引用 龙翔五洲 2019-10-19 23:11
还有一个问题是人们接受辐射增加。

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