5G三大致命缺陷
2020年4月1日

撰文:李潤茵 本刊記者

高通公司曾為5G計過經濟價值,預計到2035年可為全球經濟帶來12萬億美元商品和服務,還會創造出2200萬個工作崗位。今年4月,曾經在3G先拔頭籌的南韓,再次在5G搶閘推出商用。

「5G概念」瘋炒背後,有什麼實質應用呢?要找日常生活例子,首推1小時4K影片,5G下載低於10秒,而4G則長達3分鐘。今年央視春晚,便標榜用5G,傳送4K超高清訊號。

但再數已經是「打機」──「為什麼小朋友要用PC打機呢?因為當機(即lag機)就被射死」,連資深科技管理人劉民輝都坦言,仍未找到「非用5G不可」的理由,皆因「現在尚未有真正的5G應用推出」,高端技術缺乏商業應用配合的背後,實際反映出三大缺陷。

缺陷一:設備成本增四倍

首先,價值愈高就成本愈高。雖則各國正在部署5G,但其時間表,實際上卻是不斷推後〔見表〕,而道出這個「真相」的人,來自美國貝爾實驗室──首席系統工程師蔡亦鋼,業界稱他為「通訊界愛廸生」。

延期原因說穿了是「錢」一個字,關鍵是設備貴,背後牽涉到物理定律:光速=波長x頻率。光速是世上最快,也是固定值,所以按物理特性,頻率愈高,波長愈短。

5G關鍵技術「毫米波」顧名思義,傳輸距離短,皆因高頻信號指向性較強,當遇到障礙物時,往往會直接穿過,消耗能量令距離縮短,同時意味「繞射能力」差,莫說是建築物,連人都會令信號受阻,而解決方法得靠第二種關鍵技術「小型基站」,但問題在於「5G比4G頻率高四倍,基站最少增加四倍」,劉民輝反問「用戶肯付多四倍月費嗎?」

這位縱橫通訊業界三十載的前數碼通高層認為,全世界許多地方對5G僅持觀望態度,背後莫不考慮到經濟效益,「以前每個G出來,用戶都肯付多點錢,但現在不肯,那套商業模式已經不可行」。

他無奈表示,外界經常誤會電訊商賺錢,實質卻是啞子吃黃連,「股價最誠實,唯一一間千億公司是蘋果」。換言之,目前5G商業模式未明,營運商貿然大手投資,恐怕都難過股東一關!

劉民輝形容5G是「國家工程」,志在彰顯國力:「日本為2020年東京奧運造勢;中國及南韓是國家任務,前者支持華為與中興,後者則支持三星;美國一向注重經濟效益,只是用5G給鄉郊提供寬頻網絡,部分地區尚未有。」

事實上,即使南韓及美國搶閘進入5G,其實都不過是局部地區,要全城覆蓋還得經年累月,除非政府大灑金錢急於求成,耗費萬億元成本做基建。蔡亦鋼就直言花費巨資在5G不化算。

缺陷二:需新建大量小基站

其次,應用愈廣,持份者就愈多。回顧幾代移動通訊,3G面世,蘋果緊隨推出幾代iPhone;到4G時代,智能手機加應用程式造就facebook、YouTube、Instagram,還有中國的阿里巴巴、騰訊及京東等都受惠;外界預期5G將進入「萬物互連」時代。

不過,許多5G的可能應用還停留在「願景」階段,其中一大門坎是「法律問題!」城市大學電子工程系副教授曾劍鋒,遂以「無人駕駛」作解釋:「若然發生意外,無人駕駛沒有駕駛者,究竟應該追究誰的責任?汽車生產商抑或乘客?還是軟件開發商?」長期跟進「智慧城市」,他指5G是徹底改變遊戲規則,變相觸及不同範疇的既得利益者,包括要「重新修訂保險及法律,並釐清數據擁有權」。

而且要形成「萬物互聯」,前提是全城安裝「小型基站」,目前通訊商就屬意「掛在路燈」,「全香港有16萬盞路燈」。曾劍鋒解釋選擇路燈,首要考慮電力供應,但同時引發「搶電」爭議:「路燈屬於高速公路,運輸署害怕這樣做會干擾原有照明,構成交通意外。」

其次是承托力問題,皆因「小型基站」相當具「重量」。雖然比起半個雪櫃大小的4G基站,5G體積已減磅不少,然而「即使是華為製造的基站,仍然重幾十公斤」,若目標是置放於路燈、高牆等,仍然有待「減磅」。香港大學電機電子工程系助理教授黃凱斌解釋。

為什麼「小型基站」都那麼重呢?原因是它動輒達250支天線,背後與5G第三種關鍵技術「多進多出」(massive MIMO)有關,「現在4G基站,天線最多8支,你家中的路由器(Router),可能只有3支」。

黃凱斌解釋,天線愈多支援用戶就愈多,原理是「每人速度增加四倍,手機最少就要4支天線,若有十人,總速度就增加四十倍,基站最少要40支天線」。如是者,魚與熊掌很難兼得。在美國,高通製造的「小型基站」較輕盈,但頻率也較低,因為天線也較少。

缺陷三:時延不穩肇禍

在黃凱斌眼中,5G技術最大特點,也是最大盲點──正是「低延遲」。「時延1毫秒是最理想的數字,類似人的反應時間,但這狀態並非保證」,黃凱斌是無線通訊專家,很了解「測試與實際使用,完全是兩回事」,輕易就舉出幾種狀況,連下雨都會干擾信號,皆因濕度會產生影響,更莫說建築物、用戶擠塞都會干擾。

另外,還有「過站」(handover)問題。他舉例說,假設有人正在駕駛超速跑車,信號正常會從A基站,傳送到B基站,一切順利的話,當然沒問題,但若然B基站很擠塞,那架車過站時延就會增加,分分鐘會斷線,「因為信號是由基站過基站,而不同基站連接用戶都不同,所以你無法預測狀況」。

遙距手術更是遠未成熟。「大陸有人聲稱可以做到並不真實,他們極其量只是看影像給意見,並非實時使用機械手;相反,毫米波的傳送速度最多不能超過300公里,超過這個距離已經會多於1毫秒,而且還要由基站過基站,所以目前還未能達到感知標準。」

4G延遲了,最多就是下載影片慢了、玩不到微信,甚至視像會議畫面不清;然而,5G任務耽誤了,卻涉及車禍、醫療事故,難怪黃凱斌意味深長說:「對5G太樂觀,有機會形成災難啊。」

5G手機得物無用

5G頻譜與4G不同,要真正享受5G速度,不得不買部5G手機!手機廠商已經蓄勢待發,有報道統計今年內,起碼就有12部「5G手機」搶閘面世,當中包括三星GalaxyS10。

不過,幾位專家都奉勸各位搶購前請三思,皆因「早用未必着數!」原理很簡單,目前市面5G基站數量有限,網絡僅局部鋪設,換句話說「當你踏出指定範圍,網速就會減慢到普通4G!」

——節錄自2019年五月號《信報財經月刊》封面專題5G三大致命缺陷