無線通信中3GPP的移動蜂窩技術2G、3G、4G和IEEE的WiFi是一對孿生好兄弟,各展風彩,互相學習、互相竟爭、互相補充,共同發展。
在已過去的十多年中,移動通信技術2G、3G、4G都重點專注移動寬帶的人人互聯,鼓勵流量消費。除此之外,在移動、分散等少數場景,如油田、路燈、抄表等,構成如圖1a所示的垂直組網架構的物聯網。
圖1a 垂直架構物聯網
在4G主攻手機移動通信之時,WiFi5卻巧妙布局物聯網,它利用工作在不需授權的頻帶資源、免費政策和直接支持TCP/IP協議的特點,在利用現場總線橫向組網(如圖1b)中得到了廣泛的應用。大量WiFi路由器應聲而出,廣泛成為橫向物聯網到云平臺的出口。
圖1b 水平層疊架構物聯網
在這十多年中,手機的移動通信及線上流量消費呈爆發式的發展,但中國14億人口,已有移動手機用戶人-人互聯數已達7.48億,2020年將達到7.81億,2021年將突破8億,已快趨近飽和。而物-物互聯數是人-人互聯數的十倍、百倍,甚至千、萬倍。實現物-物互聯則主要依靠工業互聯網的末端——物聯網。物聯網已成移動通信的下一個突破點,為此,針對物聯網短時延和廣連接的要求,在2018年IEEE及時推出了WiFi6,市場上支持WiFi6的路由器層出不窮。
而ITU(國際電信聯盟)除eMBB(增強移動寬帶)外,也為5G定義了mMTC(海量大連接)和URLLC(低延時高可靠)兩個新的應用場景(如圖2)。
圖2 5G 定義的新場景
無論是在去年11月份,工信部印發的《5G+工業互聯網512工程推進方案》,還是今年4月份工業互聯網產業聯盟發布的《工業互聯網體系架構2.0》,以及國家發改委新聞發布會上,明確的“新基建”,都提到加快垂直領域“5G+工業互聯網”的先導應用,利用5G改造工業互聯網內網,打造高質量園區網絡,引領5G技術在垂直行業的融合創新。而圍繞“5G+工業互聯網”這兩個應用場景的R16標準,卻在5G熱潮中,姍姍來遲。
直到2020年7月3號,3GPP組織終于宣布凍結R16標準,啟動了5G物聯網的商業應用。R16的凍結定義了絕大部分工業場景,在技術性能上,5G性能已可以滿足絕大多數工業場景。5G可能成為工業互聯網的主要通信方式。
5G和我WiFi6在相同的背景下推出,如表1所示,它們的技術特性很相似,從技術指標上5G還略勝一籌,但在用戶體驗上,5G不如WiFi6+現場總線。
1、5G物聯網的基建成本遠大于WiFi物聯網的成本
5G信號易衰減,需嚴密規劃,仿真驗證需專業工程師,從而增加了系統的成本和復雜性。此外,原4G基站用不上,5G基站單價高,同樣覆蓋所需基站是4G的數倍,因而基站成本高。所以5G的建設成本高,周期長。依托5G基建而建立的5G物聯網總的建設周期就較長。
WiFi6物聯網依托于千兆光纖互聯網。當今,光纖互聯網已普及入戶、入企業和單位,千兆光纖互聯網也很普及。這時,將WiFi5物聯網升級為WiFi6物聯網僅需更換一個幾百元的市場到處可見的WiFi6路由器,無需更改架構,就可完成升級,終端部署成本較低和容易。
2、鼓勵流量消費和AI及邊緣計算相矛盾
5G現行政策是鼓勵流量消費。鼓勵移動互聯網、AR、VR、影視、小程序、快手、移動支付等應用場景,都是促進流量消費。而物聯網發展趨勢是AI人工智能、邊緣計算及多傳感器綜合模塊的應用,減少信息外部傳輸的時延,極力減少50%-70%的外部流量。
3、設卡收費管理不利于物聯網應用
5G的管理運營模式沿用手機的設卡管理,套餐收費運營。一個企業有成千上萬個測控節點,都裝卡收費,每增加、減少、停運均需通過運營商,這是不可想象的,所以它的物聯網用戶體驗很差。反過來WiFi6+現場總線橫向組建物聯網的免費政策,用戶自由運營、部署、加、減測控節點,物聯網用戶體驗良好。
4、特朗普的精準打擊不可小覷
在特朗普的多次精準打擊下,臺積電自5月15日起就未再接受華為的訂單,在9月14日之后停止對華為的供貨;三星、SK海力士、美光公司(Micron)9月15日起將停止向華為出售DRAM芯片;華為Mate 40 麒麟9000芯片,將能成為麒麟高端芯片的最后一代。國內最先進的中芯國際,最好的芯片制程工藝僅有14nm,且尚處在爬坡階段,也被列入特朗普的打壓之中,被迫聲明,“在獲得美國商務部行政許可之前,可能無法為若干用戶的產品進行生產制造”。
筆者在7月R16凍結后,曾詢問華為、中興等相關人士,R16標準的5G物聯網模組啥時能面世,他們當時說最少還需2個多月,現在9月過半,R16標準的5G物聯網模組還遠無消息。雖華為等不會屈服,啟動“南泥灣計劃”、“塔山計劃”,但困苦和犧牲是不可避免的。5G物聯網的進程不可避免地要延后多年。
所以,在近3-5年內,5G物聯網僅能在移動的車聯網等特定場景實驗推廣,采用WiFi+現場總線的橫向組網還是物聯網的主選。
責任編輯:haq
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