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中国5G产业缘何引领全球

关于中国5G技术水平到底在世界上处于一个什么位置的问题,不同的人有不同的看法。有人说中国的5G技术已经全球领先,也有人说这是自吹自擂,实际上与世界先进水平还存在很大差距。其实,要比较各个国家的5G技术水平,有三个客观标准可以参考,那就是国际技术标准、技术专利和工程能力。

国际技术标准

能够制定出被国际电信联盟认可的、全球电信企业都要遵循的国际技术标准,说明这家企业已经站在了行业的巅峰,对行业的发展能起到重要引领作用。2017年,在中国IMT-2020(5G)推进组的领导下,以中国移动为代表的中国企业在5G架构标准的制定中发挥了重要作用。中国移动担任报告人主导完成了5G系统架构,得到了全球超过67家合作伙伴的支持。中国企业由此开始牵头设计新一代移动网络架构,目前中国企业在3GPP中关于5G的提案已经占到40%,中国专家在各个5G工作组中占据较大比重。

从获得通过的5G标准立项数量来看,中国移动10项,华为8项,爱立信6项,高通5项,日本NTT DOCOMO 4项,诺基亚4项,英特尔4项,三星2项,中兴2项,法国电信1项,德国电信1项,中国联通1项,西班牙电信1项,Esa 1项。按国家或地区统计则是,中国21项,美国9项,欧洲14项,日本4项,韩国2项。这说明中国移动和华为站在了5G技术领域的巅峰。

技术专利

技术专利是技术水平的具体体现,在一定程度上可以说,拥有的技术专利越多,技术实力就越雄厚。当然,由于5G所涉及的技术种类和数量非常之多,有时候技术专利的总数量这一单一标准并不能充分体现一家企业或一个国家在5G领域的技术地位。而要考察未来该行业各方实力如何,标准必要专利能够给我们提供更好的判断依据。所谓标准必要专利(Standard Essential Patent,SEP),又称标准关键专利,指的是该行业在业务技术发展过程中不可替代的技术型专利,也就是说,只要发展这个行业中的这一项技术,就绕不过这项专利。

因此,业内有人戏称,只要拥有了足够多的标准必要专利,在5G时代,躺着就能把钱赚了。虽然话说得有点夸张,但道理确实如此。因为既然只要发展这个技术就必须使用这项专利,那么专利拥有者就可以对使用者收专利费。比如在3G时代,高通围绕着功率控制等技术,构建了CDMA专利墙。并且,高通更进一步地将CDMA算法嵌入集成电路,提供了一整套的SoC解决方案,而大多数手机厂商没有SoC整合的技术实力,所以只能采用高通的方案。在这种情况下,使用高通专利的手机厂商,必须先缴纳一笔授权费以取得专利使用权;在芯片或相关产品量产后,再根据出货量收取产品售价一定比例的费用,平均需要缴纳手机销售额5%~10%不等的权利金。后一笔收费显然不合理,手机所使用的屏幕、镜头以及其他零件或技术,实际上跟CDMA毫无关系,但也得根据销售额按比例给高通缴费,而且手机价格越高,这部分“无妄”之费也就越高。由此可见SEP在通信行业的重要地位,掌握了一部分SEP的企业,不仅可以持续收取数额巨大的专利授权费,而且可以以此作为交换,与其他拥有SEP的企业进行交叉授权,从而可以节省一大笔专利授权费。

这也是5G专利申请榜单备受瞩目的重要原因之一。根据德国专利数据公司IPlytics的最新统计,截至2019年11月,在5G专利申请数量上,华为以3325件排名第一,紧随其后的是三星(2846件)、LG电子(2463件),诺基亚、中兴、爱立信、高通和英特尔则分列其后。不过,值得注意的是,IPlytics提到,截至11月,在获得通过的5G标准必要专利累计数量方面,三星以1746件高居榜首,华为则以1337件落后于诺基亚的1683件、LG电子的1548件,居第四位。其中可能的原因之一是,三星、诺基亚和LG电子早于华为开始了SEP的申请,所以累计数量占优。但最近两年它们的专利申请数量远不及华为,这在一定程度上意味着近几年它们在新技术的开发进度上落后于华为,因此可以推想,假以时日,随着以华为为代表的中国企业申请的专利逐渐获得通过,中国企业在5G标准必要专利上的话语权将逐渐提高。

工程能力

不管是技术标准还是技术专利,5G的价值最终是要体现在应用上的,而应用的爆发是需要由基站提供的5G网络服务支撑的,中国素来重视基础设施建设,全世界有500多万个4G基站,其中有近400万个在中国,单是中国移动一家就有超过200万个。

中国5G基站建设进度在当前也远超其他国家。2019年12月23日,全国工业和信息化工作会议在京召开。会议指出,截至目前全国已经开通5G基站12.6万个,力争2020年底实现全国所有地级市覆盖5G网络。而在此前11月21日举办的世界5G大会上,工业和信息化部部长苗圩预计到年底5G基站数将达到13万个。

自2019年6月6日工业和信息化部发放5G商用牌照以来,各省市都在加紧5G建设,并出台了相关方案。目前,北京的5G建设走在了全国前列,截至2019年12月16日,北京市的5G基站建设总数量达到了16634个,其中开通了14577个。截至2019年10月中旬,上海市共计开通11859个5G基站,并计划到2021年累计建设3万个5G基站。截至2019年11月26日,广州市已经建成5G基站超过1.2万个。截至2019年12月19日,深圳市开通了第15000个5G基站。

相比之下,美国由于缺少华为、中兴这样的5G设备制造商,在5G基站建设方面显得动力不足。从规划来看,美国只规划了5万个5G基站,而据中国工业和信息化部透露,2020年三大运营商新建5G基站数量将大大增加,初步估算至少为68万个,这会显著拉开与美国5G进展之间的差距。

一国的5G技术水平是决定该国5G产业发展水平的重要因素,甚至可以说起到基础性和关键性的作用,但5G产业发展水平却又不仅仅取决于5G技术水平。5G作为一种基础性技术,具备广阔的应用空间,涉及庞大的产业链体系,而中国5G产业之所以必然能引领全球,一方面是因为有技术实力作为支撑,另一方面则是因为中国有深厚的产业化实力。

目前,5G的竞争主要集中在中国与美国之间,因此在下文的分析中,我们将着重分析中美两国的差异。

1.频谱分配

频谱资源是移动通信最核心的生产资源,中国在这方面早有规划。2017年,工信部正式发布5G中频段规划,中国也成为第一个发布5G中频段规划的国家。2018年,中国5G频谱资源分配方案正式发布,工信部为中国移动、中国联通和中国电信发放了全国范围内5G系统试验频率使用许可,这一许可保障了各基础电信运营企业在全国范围内开展5G系统组网试验所必须使用的频率资源,同时向产业界释放了明确信号,加快中国5G网络建设和普及,进一步推动中国5G产业链的成熟和发展,抢占5G在全球范围内的发展先机。

中国移动获得了2515MHz~2675MHz、4800MHz~4900MHz共160MHz带宽,但其中2575MHz~2635MHz频段为重耕频段,需要先行退网才能用于5G。中国联通获得了3500MHz~3600MHz共100MHz带宽。中国电信则获得了3400MHz~3500MHz共100MHz带宽。中国广播电视网络有限公司获得5G牌照,而且得到了700MHz的优良频段。

与美国等国家不一样,中国不是通过拍卖来进行频谱分配,而是通过监管机构与企业进行协商,进而规划出最合理的分配方案,最大限度地促进中国5G超高速网络的部署。实际上也是如此,三大运营商获得的频谱都非常符合自身的需求,而且成本也很低,这使得它们加速给用户部署5G的压力并不那么大。根据GSMA(全球移动通信系统协会)的分析,要提供高质量的5G通信服务,至少要保证运营商有80MHz~100MHz的连续频谱资源,显然,中国三大运营商所分配到的频谱资源均不低于100MHz。

而频谱拍卖会在很多时候都无法实现频谱资源的合理分配,而且成本极高,极大地拖慢了运营商们进行5G部署的步伐。比如,在2019年的德国频谱拍卖会上,德国电信以高达21.7亿欧元获得了13段频谱。但短缺而又高昂的频谱,不仅会推高运营商的成本,最终也会分摊到消费者身上。据悉,该笔资金可建超5万个通信基站。

美国的5G频谱分配采用的也是拍卖方式,2015年AWS-3频谱拍卖,运营商支付了440亿美元,2017年600M频段拍卖,运营商支付了约200亿美元。但更为重要的是,包括中国和欧盟在内,当前阶段普遍以Sub-6GHz为发展5G的主要频段,国内三大运营商不仅分配了200MHz的中频频谱,并且正在考虑重新分配500MHz频段,但美国的Sub-6GHz频段却因为历史原因被政府和军方占用,无法用于5G。虽然美国国防部也已计划腾退中低频段,但这一工作至少需要3~5年才能完成。为了不在5G竞争中落后,美国迫不得已启用了高频波段,直接采用28千兆赫,也就是采用毫米波频段。毫米波的好处是干扰更小,带宽也更大。国内通信专家、中国工程院院士邬贺铨认为,未来中国5G也要采用28千兆赫,但就目前而言,高频的5G网络技术并不成熟,而且高频段本身的覆盖面很有限。因此,根据业界的普遍观点,要真正做到5G网络的全覆盖,还是要靠中低频段。而美国强行上马高频段,只会大大拉低美国建设5G网络的速度与广度。据美国四大运营商之一AT&T的保守估计,美国要完成5G网络部署还需10年时间。

2.基础设施

通信基础设施对5G部署的速度影响很大,而在这方面,美国远远落后于中国。据工信部数据,截至2018年底,中国共有4G基站372万个,而全世界的4G基站总数也就500万个左右,也就是说,中国的4G基站总数超过了全球所有其他国家的总和。目前,在关于5G组网方案的选择上,业内普遍认为要充分利用国内丰富的4G基站,进行NSA架构的部署,这样一来,5G的推进速度将大大加快。相比较之下,美国的4G基站数量不足30万个,还不到中国的十分之一。

作为国有企业,中国运营商承担了大量的社会责任,其中重要一项就是“村村通”的通信普遍服务。而美国运营商都是私有企业,都是以营利为目的,缺乏普遍服务的义务与积极性,所以无论广度还是深度,其通信基础设施建设都远远落后于中国。尽管美国联邦通信委员会(FCC)已经通过“乡村数字机遇基金”来提升运营商积极性,并出台相关政策推进基站建设,但是偏远地区的普遍服务,是一项需要多行业共同推进的,极其艰巨、复杂的系统工程,远非区区一个基金就能扭转,也远非短时间内就能够完成。

中国的“村村通”工程是全世界规模最大的农村改造项目,该项目从1998年开始,前后历时20年,围绕公路、电力、生活和饮用水、电话网、有线电视、互联网等多个领域全面推进,仅工程总投资就超过1万亿元人民币。各个领域的“村村通”,形成了多维度的相互促进拉动。比如,交通的村村通,促进了其他工程的村村通,而电力的村村通,又成为通信、电视和互联网村村通的重要前提。直到2018年1月,在国务院、工信部以及运营商和各级政府的推进下,我国全面实现了100%“村村通电话、乡乡能上网”的通信发展规划目标。

而现在,美国如果没有其他基础设施领域的协同推进,仅仅在个别垂直行业施展力度有限的刺激手段,将很难带来规模性的实质改善。

中国的光纤入户已经达到了90%以上,光纤速率高且信号稳定,是未来5G的首选传输信道。而美国相对来说地广人稀,华为公司创始人任正非曾表示,美国就是个“大农村”,他们的光纤入户率非常低,因此只能采用微波设备进行传输。与光纤相比,微波通信会受到气候和周围电磁环境的干扰,肯定不如光纤入户来得稳定,但这却是美国唯一可行的替代方式。时至今日,全球的微波行业早已全面萎缩,搞微波技术的企业越来越少,但华为却一直在研究高速微波技术。传统的微波速率是50Mbps,而华为研发的5G微波速率可以达到10Gbps,这种适合5G的超高速微波技术是华为的独门绝技。因此,如果美国想在本国全面部署5G,可能最终还是要使用华为的设备。

此外,中国通过铁塔公司统谈、统签、统建,运营商平等接入,共建共享,最终构建起了一个技术多样、主体多元、模式创新的通信基础设施供给格局,进一步加快了5G建网的速度,降低了5G建网的成本。据官方数据,铁塔公司成立4年多来建成220多万个4G站址设施,新建铁塔共享率已提升到75%。

目前,铁塔公司还拥有195万个自有存量站址,并统筹社会资源,在全国储备了超过1000万个站址资源。这些资源未来都将全面服务于5G基站建设,乃至达成路灯、通信、交通、治安等众多公众智慧服务的集中部署。 tfyVxL8eW/JyozrMA3TcEgvUmbWApVYuEGz1oCUnk4BCEsOeCw8lkblvSCBWNVS/

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