5G最强优势亦是最大弱点？一文读懂5G背后的科技与商业

本篇文章4090字，读完约10分钟

2019年底即将到来。回顾今年科技领域的热门技术，5g可以说是一只受欢迎的炸鸡，它的热度可以从a股5g指数的移动平均线开始

与此同时，5g离人们的生活越来越近。截至2019年11月底，中国已建成11.3万个5g基站，到今年年底将达到13万个，5g套餐用户已达到1000万。

在5g出现的背景下，如何正确理解5g已经被提上日程。笔者注意到，网上很多关于5g的文章对5g的理解和诠释都不清晰:有些人对5g标准的理解有偏差；有些人强调5g技术的优势，但看不到5g技术的弱点；一些人关注5g对其他行业的影响，但忽略了它背后的商业逻辑。

因此，作者借用希腊哲学家亚里士多德的“第一原理”，为读者做了一个年终盘点，希望读者能在一篇文章中读到5g。

本文将从对5g标准的正确解读入手，梳理5g的关键技术及其背后的路径依赖，进而分析路径依赖给通信行业带来的业务变化。最后，以作者所在的金融业为例，预测5g对金融业的影响。

5g的正确解释

对5g的正确解释包括三个层次:谁提出了5g；5g设计指标；正确理解5g指数。

5g是由国际电信联盟(itu)提出的。该组织致力于收集全球通信行业的运营现状，梳理出全球通信行业未来发展需要解决的问题，进而制定全球通信行业的发展目标。2015年10月，itu认为现有的4g通信网络无法支持未来10年通信行业的发展需求，因此发布了新一代通信网络研究计划imt-2020，俗称5g标准。

Imt-2020明确定义了5g的应用场景、设计目标和时间计划，如图2所示。

典型的文档是m.2083和m.2410。这两个文档具体定义了5g需要支持的应用场景和5g标准的性能指标。以下是简要介绍:

1.m.2803文件。本文档定义了5g网络需要服务的三种典型应用场景，即应用特性:

(1)增强型移动宽带(embb)；

(2)高可靠性和低延迟；

(3)质量连接。

此外，本文还制定了八个指标来衡量5g网络的性能，如图3所示。

2.m.2410文件。本文档定义了5g网络完成后要达到的性能指标的下限。例如，该文件规定在增强型移动宽带方案中要达到的峰值数据速率为20千兆位/秒。

对于上述5g应用特点和技术指标，需要指出几个注意事项:

5g的三大应用特性:增强型移动宽带(embb)、高可靠性和低延迟(urllc)以及海量连接(mmtc)是5g通信网络灵活配置的要求，即一个物理网络，动态配置和调整网络资源。这并不意味着5g在任何时候都需要满足每个用户的这三个要求。

通信系统由发送方和接收方组成。5g的八个指标(见图2)对发送方(基站设备制造商)、接收方(移动电话终端制造商)和通信运营商都有要求，但都不是从终端用户的角度来衡量的。在这8个指标中，有一级指标和二级指标，5g的核心指标是峰值速率(也称信道容量)，因为这个指标是实现大多数其他指标的基础。需要注意的是，该指标主要针对基站设备制造商和运营商提出的要求:假设运营商将所有带宽资源分配给单个用户，在理想的无差错无线信道条件下，运营商必须能够传输20gbps，这并不代表用户的下载速度。实际上，5g承诺的下载速度是100mbps，这在m.2410文档中有明确的定义。

itu提出的Imt-2020本质上是5g技术的需求文件。它规定了5g需要达到的目标和要求，但是没有规定具体的实现技术和路径。这部分工作实际上已移交给3gpp标准化组织，该组织由通信行业主要公司的代表组成，负责5g技术的选择和标准化。

因此，如果你想清楚地看到5g，只看到itu提出的5g实现目标是不全面的。只有了解了负责5g具体实施的3gpp组织在技术选择过程中的路径依赖，我们才能了解5g技术的副作用和为此付出的代价，进而从全球的角度看到5g对通信行业和金融等其他行业的影响以及背后的逻辑。

让我们简要梳理一下3gpp选择和标准化的5g的关键技术及其路径依赖性。

5g关键技术和路径依赖

在上述8项5g指标中，峰值速率是基础，比4g高20倍。事实上，峰值速率，也称为信道容量，一直是通信行业发展的主线。在这一节中，作者想说明三点:(1)如何实现5 G的20倍增长；(2)它的路径依赖是什么；(3)这些路径依赖给通信行业带来了哪些重大变化。

正如摩尔定律指导半导体工业一样，香农-哈特利一直为通信工业的发展指明道路。以下公式是作者为方便读者而简化的版本:

5g的核心技术都是根据这个定理开发的。如表1所示，5g对香农理论各变量对应的相关技术进行了优化和升级，实现了信道容量基本指标的突破。

然而，这些技术在没有副作用的情况下并不完美，并且每种技术的副作用的叠加构成了5g的路径依赖性，如表2所示。

从表2可以看出，与2g、3g和4g时代相比，5g极大地增加了对基站和网络控制设备的需求，这是5g技术最大的路径依赖性。这种依赖性在5g项目的实施中产生了四个问题。在这里，笔者收集了一些网上公开报道的相关数据，给读者一种直观的感觉:

(1)基站数量:一个5g基站需要部署在估计平均300米的市区，一个4g基站需要部署在大约1公里处。因此，如果运营商提供相同的信号覆盖，所需的基站数量将是4g的2-3倍。

(2)基站重量:5g单基站设备重量约为50-60公斤，4g单基站设备重量约为20-30公斤，现有承重设施需要升级。

(3)基站功耗:5g设备的能耗约为4g设备的2-3倍。5g基站的满载功率约为3700瓦，4g基站的满载功率约为1000瓦。

(4)现有基站配套设施的复用度:估计96%的基站需要改造，复用率小于4%。

从以上数据可以看出，5g时代的网络运营商不仅要承担大量的网络基础设施成本，还要承担比4g更高的电力和运营维护成本。

这是一个值得思考的问题:由于5g所使用的技术已经在通信产业链的最上游被设定为标准，由其形成的技术路径依赖最终转化为成本，并被传递给位于产业链下游的运营商。运营商能负担得起吗？我们可以从移动通信单价、运营商收入和利润三个维度做出粗略的判断。

从上面的数据可以看出，运营商已经有至少三年的困难时期。除了中国联通(600050，股吧)受股改红利影响，2018年净利润大幅提升外，运营商收入增长率下降(见图5)，净利润增长率要么下降要么马平川(见图6)，移动通信高收费时代一去不复返(见图4)。

现在，全新的5g终于推出了。因此，成本非常高，仅通过提高网络包的价格很难消化。因此，如果经营者不改变自己，他们将等待行业发明的技术自杀。与此同时，运营商也面临着一个严重的问题，即5g网络需要一个物理网络来支持多种应用场景(embb、urllc、mmtc)，这意味着运营商需要能够根据客户需求动态配置网络拓扑，这只有在每个基站都可以由软件定义和控制的情况下才能实现，这与it领域的云计算基本相同。

换句话说，由于5g技术的路径依赖，5g时代的运营商不仅需要尽快拥有云服务的能力，还需要通过使用5g高密度基站来抵消5g的高成本，从而创造新的业务模式和收入。

因此，笔者认为，在5g时代，客户和运营商之间的关系，即买方和卖方之间的关系将发生变化。同时，作者还认为，运营商将使用5g基础设施，基于5g关键技术带来两个额外的“好处”:

(1)云基础设施服务(iaas):打开支持基站的硬件基础设施，并在基站空闲时租用它；

(2)精确定位服务:利用5g基站的高密度，提供基于5g无线电信号的高精度定位，同时服务室内和室外区域。

上述“福利”可以视为商业驱动的通信产业创新。综上所述，5g给通信行业带来了技术和商业上的双重创新，这与以前通信标准的反复不同。

5g对金融业的影响

在理解了5g技术及其新服务的路径依赖之后，5g对金融业有什么具体的影响？作者梳理了一张桌子

如表3所示，作者认为5g对金融的可能影响主要集中在金融业务的三种情景:客户获取、消费金融和供应链金融。以下是简要介绍:

1.吸引顾客。对于金融客户来说，5g的主要原因是客户覆盖面增加了。与城市相比，农村地区的人口密度相对较低。使用5g高带宽接入互联网比光纤接入家庭更经济，这将增加普惠金融的客户总数。

2.消费金融。随着双录制政策的实施，金融行业对视频、音频等非结构化、高带宽要求的应用将越来越多。5g的高带宽将提供比4g更好的用户体验。在支付层面，由于5g的高可靠性和低延迟，用户的交易时间将进一步缩短，支付成功率将得到提高。与此同时，对于金融机构来说，这也变相提高了其支付系统的吞吐量。5g也意味着支付渠道的扩展。例如，可穿戴设备和物联网设备通过5g技术联网，支付终端将不仅局限于用户的手机。在营销方面，5g网络提供的高带宽和低延迟可以说非常适合多媒体营销、互动营销等其他营销方式。

3.供应链金融。5g对金融业最大的推动是在供应链金融领域。推广的原因是5g的使用需要基站的高密度部署，运营商有很强的动机将他们的云服务输出到外部世界。这里有两个小例子。

首先，由于5g基站的部署密度很高，平均为200-300米/件，供应链金融中的许多仓储企业都有覆盖5g基站覆盖范围以上的仓库。这些企业可以租用附近的基站。设施、构建特定于企业的云服务，以及运营商负责运营和维护，这为仓储企业节省了购买设备、拉线和在自建数据中心挖掘插槽的基础设施成本。同时，租用的5g基站都在库区附近，对于运营商来说，基站资源是共享的，收入是创造的，这是一个双赢的交易。

第二，5g基站的高密度覆盖可以提供比gps更精确、更节能的定位服务，这对供应链金融业务中的资产定位有很大帮助，尤其是在室内场景中。

我相信，随着5g的到来，金融业将会有更多的场景来发挥有利的作用。

结论

2019年底，我们系统地介绍了5g技术以及5g支持金融业背后的逻辑:从标准到技术，到路径依赖，再到成本压力下通信行业的新创新。可以看出，5g的创新不仅有技术，也有业务。作者预测，5g将成为以运营商为代表的通信技术和信息技术的汇聚点，提供全面的传输、计算和存储服务，并赋予其他行业作为共享基础设施的权力，就像5g将赋予金融业权力一样。