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这一讲，我们来谈谈我们什么时候能用上5G，以及当下其它国家是如何布局的。
我们在前面讲了，每一代通信都要有通信的标准，5G也是如此。
5G的设想最早在2008年就由美国提出来了，但是当时4G还没有建设好，因此各国真正坐下来讨论5G的标准其实是在2012年前后。
注：主管标准制定的机构叫做3GPP（第三代合作伙伴计划），它成立于1998年，最初只是为各国协调3G通信标准的组织，后来就负责其历代移动通信标准的制定了。今天世界上主要的通信厂家，包括中国的华为等企业，都在其中。
标准的制定过程和我们编写软件，或者写书很相像。参与者各自提供自己的想法，大家讨论、修改，形成共同的意见。由于技术不断发展，大家的想法也在改变，运营商的需求也不断增加，因此总有新的东西加进来。
于是，主管标准制定的机构也就是3GPP，在某一个阶段，就必须冻结所有的需求，然后发布一个版本，叫做一个Release，中文常常把它简写成R。
关于5G的标准，目前大家讨论的是15版（3GPP-R15）。在这个标准中，将5G的建设分为了两步走，这两步走得都很艰辛。第一步经过78次开会，无数的讨价还价和妥协，最后在去年底总算是确定下来了。第二步，在2019年6月份才确定。
注：第一步是所谓的非独立组网模式NSA，即采用现有4G作为核心网，4G为主，5G为辅，对应的标准则是3GPP-R15-NSA，这是设想的前期做法。第二步是独立组网模式SA，5G作为核心网，只有5G基站工作，对应的标准是3GPP-R15-SA。这部分标准2019年6月份在高通所在地圣地亚哥才正式确定。
通常，大家制定好标准后才开始实施，这样比较稳妥。但是这一次，由于国际政治等特殊原因，大家比较急，很多细节还没有考虑周全，有些企业就开始实施了，于是，又不得不搞了两个其它的版本，这也是前所未有的。也就是目前大家都说5G有三个版本的原因。
当然，在目前R15标准中，不管有几个版本，大家至少确认了5G的三个根本性原则，就是增强型移动宽带(eMBB)，超可靠低时延(uRLLC)，海量机器类通信（mMTC）。其实，第一个是今天人们常说的高速，第二个是我们前天说到的稳定性和实时性，第三个是专门为万物互联准备的。
从严格意义上来说，今天各家所推出的基于非独立组网上的5G服务，都是过渡性的。等到了独立组网时才是真正的5G网络，能实现5G的全部特性。从非独立，到独立这个过渡阶段会比较长，这样做是为了保障运营商的利润，给它们比较多的时间逐步进行投资。
按照邬贺铨院士的估计，如果5G用户占整个移动通信的比例要达到85%，即目前3G、4G用户的比例，需要的时间肯定比4G的时间长，而4G的发展中国花了大约六、七年的时间，5G需要的时间肯定比这个长。
按照他的设想，中国会在今后以现有的4G接入网以及核心网覆盖作为锚点，新增5G无线组网接入标准，每年投资1000亿建设5G，这样一边钱能够收回，一边能够再投入进行网络建设。顺便说一句，从3G到4G，新基站的建设并不多，而5G新基站的建设要多很多。
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。当然，如果中国真能够在未来4万亿美元的市场中获得20%的市场份额，即每年8000亿美元的营业额，产生的利润会远比每年1000亿的投入要高得多。
需要说明的是，在目前的第15版R15中，很多技术细节还没有细化。3GPP还正在讨论第16版标准R16的内容，R16可以看作5G最终版本标准，等到它完成并冻结之后，5G最终的标准才完全确定，预计时间是2020年3月。
好，也就是说，我们还没有真正进入5G时代，马上就要迈进这个门槛儿了。
那么4G和5G的标准有什么不同呢？我们在这里省略所有的细节，就从信息论的原理出发，讨论一下它的三大特征，即高速、低时延和海量设备。
5G怎么就提高了移动通信的速度呢？我们用4G时，如果附近人多，速度也会跟不上，因为带宽不够了。香农告诉我们说，必须增加无线通信的带宽（大家可以回顾一下《信息论40讲》课程的第23讲有关香农第二定律的内容），而无线通信带宽的频率是无法向下扩展的，一来那些频率已经被占用了，二来能够扩展的范围有限，因此它只能向上扩展。
目前全世界4G通信的频率大约是在1000多兆赫到2000多兆赫的范围内。在5G的方案中，有两个阵营，分别以华为和高通为代表。
华为提出的5G方案是在6000兆赫，也就是Wi-Fi之上。它的好处是技术简单，能较好地利用4G资源，绕过障碍物的能力强，但是带宽窄，速度受限。华为这个阵营里唱主角的还有英特尔和诺基亚。目前华为在中国试验的5G NSA，就是基于6000兆赫频率，和4G相结合的过渡型5G。
而高通提出的方案则比较跃进，直接上到28千兆赫的频率，这样的好处是和目前所有的无线通信都不可能打架，而且带宽可以扩得非常宽。但是技术复杂，特别是要考虑无线电波的反射效应，而且传输距离短。但是传输距离短又有距离短的好处，那就是基站可以建设得很小，很密集，辐射反而小，美国的一些城市决定采用这种方案。
邬贺铨院士也承认，未来中国5G还要采用28千兆赫（即所谓的毫米波）频段，当然，这里面有很多利益要协调，特别是那个频段上的频率已经预先分配给其他用途，里边有些部门利益等问题，需要政府来解决。
今天，谈论谁的方案更好，其实意义不大，因为标准中很多细节没有确定，需要等到明年标准确定了再说。因此，说得不客气一点，今天实施5G建设的，都是抢跑者，如果你真买了一个5G手机，可能明年你得把它扔掉。因为新的标准出来之后它可能不兼容。目前全世界真正决定建设5G的电信强国，只有中国、美国和韩国。至于比北京一个区还小的摩纳哥建设了5G，你当新闻看看就可以了。
接下来的问题是，这几个电信强国该不该在标准没有出来之前就开始实施工程。我的看法是，如果有条件，资金不是问题，这么做完全可以。打个简单的比方，这就如同无人驾驶汽车技术还没有100%成熟之前，你总要先在一些城市进行试运行。
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。
在5G时代，世界领先的相关大企业都有什么优势呢？我们先说说华为，它的优势是全面的，首先在于通信设备制造、基站建设、手机和芯片制造上，其次才是在标准上。相比3G时代，中国企业在标准上已经有了很大的话语权，但是，5G的标准不是中国一国说了算，更不是华为单独拥有一整套标准，这一点我们在前面介绍3GPP制定标准的过程中已经说了。
华为的同盟军是诺基亚和英特尔，作为利益交换，它也需要分给它们足够的利益。华为在标准上的优势是，它拥有很多5G要用到的技术的专利，并且在制定标准时，让标准中的很多方案必须用到它的技术。
5G时代另一个主要的技术贡献者是高通，我在之前的课程中介绍了这家公司，它对专利特别看重，在3G之后，高通从来没有在移动通信上落伍。另外，高通公司在半导体设计上的经验要超过华为，在移动互联网刚刚爆发的2010年，它的市值还一度超越英特尔公司，成为全球最值钱的半导体企业。应该承认，目前在5G手机芯片上，高通并不比华为落后。
目前第三个明确要启动5G移动通信的国家是韩国。2018年6月，三星公司和运营商SKT在三星水原产业园进行了3.5GHz频段的5G新标准原型测试，采用的是三星制造的芯片。据报道，它的下载速度超过1Gbps，说明在5G芯片制造上领先于世界。当然这次测试的象征意义大于实际意义，因为毕竟真正的5G不会工作在那个频段上。
顺便说几句，高通虽然设计芯片，但是本身没有生产线，5G芯片的制造还要依赖于三星或者台积电，而三星在5G技术上依赖于高通。它们在5G时代是否会联合，还不得而知。
当然一些同学关心，在5G时代是否会有新的制造电信设备的大公司诞生，比如过去诞生了思科和华为。说实话，这个可能性不大，我在前面的课程《信息论40讲》中已经讲了。而掌握新一代通信协议的企业就是历次产业升级最大的受益者，但它们通常是现有的大公司。如果在电信设备领域创业，最好的结果也就是卖给思科和华为。
为什么不太可能再诞生一个华为呢？因为全世界的运营商都比较保守，它们接受一个新产品，从论证、测试到商业谈判，至少要18个月，因此，一家初创企业如果一开始的目标就是电信运营商，哪怕东西做得再好，大概率的结果也是还没赚到第一笔钱，融资就花光了。因此，我们可以把关注度都放在现有的电信企业上。
在5G时代，哪一家设备制造商最后能获得更多的市场份额，还要看运营商的态度，毕竟它们是出钱的人。全世界用户超过5000万的运营商有24家之多。
今天很多媒体报道，某某运营商愿意和某某公司在5G上合作，好像某家公司就获得了一个大市场。其实运营商通常同时和几家设备制造商合作，就如同航空公司会同时买波音和空客的飞机一样，稀松平常。更何况，愿意合作这种说法，和真正掏钱，完全是两回事，我们不能听风就是雨。至于在5G时代谁能够引领风骚，现在下结论还为时尚早。
要点总结：
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。
预告：
下一讲，我们分析一些被5G技术释放的产品，看看它们是如何突破我们的想象力的。我们下一讲再见。
文章来源: https://www.toutiao.com/group/6745013584243196424/