5G的第一个瓶颈来了:耗电量惊人,基站建设速度低于预期

2021-01-12 15:05:17
失落代号、网络等
5G
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所谓5G就是第五代移动通信技术,具有宽带更大、更高要求、速度更快的特点。5G通信为移动互联网的快速发展奠定了基础,是对其他无线通信技术的衔接,可以满足未来各方面对于通信技术的要求,5G将拥有比较智能化,以及网络自感知、自调整的优点。

你的手机换5G了吗?我的4G也够用了,看视频也不卡,为什么要花更多的钱用5G呢?

我本人接到过好几次运营商打来的电话,让我升级更换5G,前面几次我还耐心地说不需要,后面还打来我就骂人了。

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用于通信的卫星激光链路

到底5G是啥,目前真的有需要发展吗?

一、什么是5G?

5G就是第5代移动通讯技术,相对以往的通信技术,其主要性能是超高速率、超低时延、超高密度。5G之所以比4G快,主要一个原因就是使用了波长更短、频率更高的电磁波来作为载体传输。

二、电磁波频段及特性

1、电磁波频谱:无线通信的媒介就是电磁波,它的频谱范围非常广,从频率只有几赫兹、波长达到10公里的超长波,到频率达到300THz(1T=1000G),波长只有1μ米的激光。

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电磁波频谱

2、波长与能量:由于光速C=波长λ×频率f,光子能量e=频率f×普朗克常数h。C不变,f越高,λ就越小,能量e就越大。

3、波长与传输:波长越长,绕障能力越强,比如无线电波可以绕过高楼大厦传播;波长越短,能量越高,穿透能力强,比如x光可以穿透人体。

4、可用于通信的频段:理论上任何频段电磁波都可以用于通信,但实际上一般使用的是3KHz~100GHz之间,以及部分光波。

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激光

三、5G的优缺点

从唯物辩证法看问题,任何事物都有正反两面的作用,5G当然也不例外,它的主要优缺点如下:

1、优点

1)超大的带宽,更快的网络访问速度,峰值速度超过10Gbps。

2)前所未有的带宽及网速,催生巨大的应用市场,比如物联网、智慧城市等规模应用。

2、缺点

1)覆盖范围小,需要建设更多的基站,大约是4G基站的4~5倍!

2)能耗更高,5G基站需要的电量比4G基站大很多,间接也导致基站建设成本大幅上涨。

3)5G理论速度是4G的100倍,现有基站光纤无法满足,需要重新建设或加强。

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通信基站

四、5G基站的能耗

中国移动公布2020年上半年成本增加了107亿,这部分增加的成本主要是由于基站耗电量大幅度增长导致的。然而,这些还只是基于建设了不到4G十分之一基站数量情况下的。

从公开的数据看,4G的主流频段是1.8GHz,而我国5G主流频段是3.5GHz,从能量守恒来看,做了更多的功,当然就要付出更多的能量。根据广州、深圳对华为和中兴的4G和5G基站的耗电实测结果显示,100%负载下5G是4G功耗的2.5~3.5倍。

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5G基站能耗

五、5G的发展速度

正是由于能耗激增导致成本增加的原因,三大运营商的利润均出现了不同程度的下跌。为了降低成本,网传有运营商在每天晚上将5G信号关闭。

另外,5G的真实市场需求也低于预期。从国内三大运营商公布数据看来,目前5G的增长速度有较大的下降,因此运营商建造5G基站的激情也远比不上当年建造4G时候。2020年三大运营商大约建造了58万座5G基站,要知道当年单移动一家就建设了超过70万座4G基站。

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5G基站

费用和真实需求是一个拦路虎,怪不得之前有专家说,5G的需求大量出现,可能还要等2~3年。

六、还需要发展5G吗?

答案是肯定的!虽然像我一样目前很多人还没有需求,但是不代表它就不需要发展,理由如下:

1、目前5G能耗确实是一个拦路虎,但是随着芯片技术、AI技术、材料技术等更新换代,还具有下降空间。

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AI芯片CG

2、单位能耗传输的数据量更多,未来肯定有需求!

3、降低成本还有很多措施,比如三大运营商的“共建共享5G基站”计划。

4、抢占市场,激活市场需求,带动市场发展甚至是改变社会的发展模式。

5、有利于产业布局,技术积累,在全球下一轮竞争中取得先机。

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瓦特设计的人类第一台蒸汽机

人类所有科学技术的发展都是遵守这一个规律:发现规律——高成本利用规律——普遍应用,降低成本——改变人们生活模式。火车如此、飞机如此、手机如此,5G通信技术当然也不例外!

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