涂義傑觀點:美國如何因應即將主宰5G的中國

2019-05-09 05:50

? 人氣

作者指出,美國封鎖華為的企圖正正逐漸崩潰,美國情報官員已經開始為華為主導下一代電信網絡的世界做準備。(美聯社)

作者指出,美國封鎖華為的企圖正正逐漸崩潰,美國情報官員已經開始為華為主導下一代電信網絡的世界做準備。(美聯社)

這一兩年來,國際兩大強權 —中國和美國 —之間,煙硝甚重,美國總統川普除了先發動貿易戰,也威逼美國盟邦5G選邊站,5G正在變成美國和中國之間的另一地緣政治戰場。如果你相信川普的白宮和美國電信業所發出的必勝宣傳,你也許會覺得美國與中國在全球推出快速的5G無線網路的競爭中,兩國勢均力敵。但美國軍方由學術研究人員和民間技術專家所組成首屈一指的諮詢委員會警告說,中國在5G的領先地位意味著它可能會在部署5G基礎設施和服務業贏得全球大部分的商機。基於此點,該諮詢委員會已經建議美國採取類似“如果你不能擊敗他們,就加入他們”的明智策略。

全球通訊市場現況

根據網路通訊市調公司Dell’Oro Group最新報告,華為在全球通訊市場的佔有率,從2013到2018,成長了8%。目前華為掌握了全球29%的電信設備市場,其中在亞太地區占比高達43%,拉丁美洲則為34%。這家私人控股公司,2018年的收入是1070億美元,增長了20%,利潤增長了25%,達到88億美元。附圖中唯一的美國科技巨頭—思科—銷售位於通訊網絡最內部的交換機和路由器。 但是思科並沒有在“無線接點”或者無線基礎設施的市場上競爭,也就是說思科沒有無線基地台或智能手機和其他無線連接的設備。

網路通訊市調公司「Dell’Oro Group」2018年全球電信市場基礎設施調查。(作者提供)
網路通訊市調公司「Dell’Oro Group」2018年全球電信市場基礎設施調查。(作者提供)
2018年全球電信基礎設施市佔率。(作者提供)
2018年全球電信基礎設施市佔率。(作者提供)

早期的無線網路主要是提供語音和短信的服務,即將來臨的5G網路可以提供高達每秒20gbps的傳輸速度,並使智能手機用戶能夠在不到一秒的時間內下載高清電影。數據傳輸延遲小於毫秒 (千分之一秒) 的特性,也將創造新的服務機會,譬如自動駕駛汽車通過與雲端伺服器的近乎即時通信來製定人工智能決策。率先推出全國5G網路的國家,也可以透過向落後的其他國家銷售5G設備和服務,在國際上佔據主導地位。

無線移動網路的演進圖。(作者提供)
無線移動網路的演進圖。(作者提供)

2019年4月美國國防創新委員會 (Defense Innovation Board) —該委員會是一群科學家和矽谷領導人,擔任五角大廈的顧問 — 發布的一份報告指出,“這個國家目前不太可能是美國。” 該委員會將中國,日本,韓國和美國描述為開發和部署5G網路的主要競爭者,英國,德國和法國等歐洲國家形成“第二級”。但他們表示,中國可能會享有“先發優勢”。儘管在決定誰首先部署5G以及這意味代表什麼的決鬥聲中,顯得有大量的炒作和混亂,但中國已領先這一點似乎很清楚。揭開5G的序幕通常分為兩個階段。 首先是非獨立式(Non-Standalone)的5G,利用強化移動寬頻 (Enhanced mobile broadband) 加到現有的4G LTE網絡中,並且主要利用現有的移動設備基礎設施。 接著是獨立式(Standalone)的5G,包括大規模的機器對機器的通信和超低延遲通信。這兩種5G模式的標準訂定,已先後於2017年12月及2018年6月完成。

最近頭條新聞集中在部署非獨立式的5G — 這些增強型無線寬頻搭載著現有的4G LTE網路,並且可以使無線設備 (如手機、電腦) 的下載速度提高十倍。美國和其他地方的主要電信公司已經開始部署這些非獨立式的5G服務,這些服務更像進階性而非革命性的進步 — 五角大廈顧問委員會的報告強調一般5G的行銷聲明:

儘管美國各種行銷活動所傳達的誘人信息,但美國領土上的5G部署基礎設施,極少可以在網路覆蓋邊緣提供1 Gbps甚至100Mbp/s的服務。雖然4G LTE部署,導緻美國大部分地區的終端用戶速度提高了10倍,但迄今為止,電信公司尚未展示出能夠為美國大部分人口提供高速傳輸的部署能力。

根據歐亞集團(Eurasia Group) — 一家總部設在紐約市的政治風險顧問公司— 2018年的一份報告,中國的先發優勢即將顯現在5G網路的部署階段。全球只有中國計劃在2020年建立獨立式5G網路,至少比美國和其他將2025年定為5G目標日期的國家要早幾年。

5G的推出,需要大量投資天線和基地台等新基礎設施,如此才可能實現一些真正令人興奮的應用和服務,這些新的服務,需要透過物聯網內,連接數十億的新感應器和設備之間,進行近乎即時的通信。

在過去五年中,中國已經投入1,800億美元部署5G,安裝了大約35萬個5G基地台,這幾乎是目前在美國部署的數量的10倍。除了中國的本土,中國電信巨頭華為還在歐洲、中東、亞洲和非洲賣出7萬個基地台,並簽訂了40份5G設備的合同。

歐亞集團的報告稱,這一先發優勢也將使中國在開發和部署智慧城市,自動駕駛汽車和自動化工廠方面處於領先地位。測試新的5G應用和完成案例的機會,可以反過來吸引其他國家的企業,因為這些國家希望為自己的公民提供類似透過5G才能實現的應用和服務。

話雖這麼說,歐亞集團希望美國公司保持高度競爭力,在開發類似的應用和服務方面,保持領先中國競爭對手的創新優勢。更重要的是,中國公司目前依賴少數幾家製造關鍵硬體組件的美國公司來部署5G網路。

頻譜使用和選項

即便如此,美國國內仍然面臨一個至關重要的決定,這個決定對一個已經傾向於中國5G領導地位的世界產生巨大影響。也就是在5G網路的高頻率或低頻率二者之間的重大抉擇 – 這個網路頻譜的決定,將對未來5G是否能實現更快的下載速度和更低延遲的所有承諾有極大的影響。

美國目前傾向於毫米波(mm Wave)傳輸,其頻率在30到300 GHz之間。該範圍內的較短波長使得較窄的波束能夠提高數據傳輸的解析度和安全性。但它們具有明顯的缺點,包括傳輸範圍有限,且無法穿透障礙物,如牆壁和人體等,甚至會受地勢及天候的影響。

如果5G採用短波長 (毫米波) 傳輸信號,則美國電信公司必須在城市或其他區域建立一個非常密集且昂貴的5G基地台網路,以確保信號可靠的傳輸。國防創新委員會的報告質疑美國電信業是否有足以承擔安裝完全毫米波網路所需基礎設施的成本。

中國採取了相反的做法。它採取主要是在3 GHz和4 GHz頻段的低頻傳輸,而高頻 (毫米波) 部分,僅用為補充低頻不足的部分。這種策略使中國電信能夠以較少的基地台,快速推出大規模的5G覆蓋範圍,因為這些低頻段的波長能夠穿透障礙物。

國防創新委員會邀請谷歌幫助進行實地研究,將美國5G測試中使用的毫米波標準與中國5G部署中使用的6GHz以下 (6頻譜) 標準進行對比。毫米波覆蓋範圍可能提供低於美國人口的12%,100Mb / s 的傳輸速度; 而用6頻譜的方法可以為超過57%的人口提供100Mb / s的傳輸速度。

國防創新委員會邀請谷歌幫助進行實地研究,將美國5G測試中使用的毫米波標準與中國5G部署中使用的6GHz以下 (次6頻譜) 標準進行對比,藍色表示速度為100 Mb / s; 紅色表示1 Gb / s的速度。(作者提供)
國防創新委員會邀請谷歌幫助進行實地研究,將美國5G測試中使用的毫米波標準與中國5G部署中使用的6GHz以下 (次6頻譜) 標準進行對比,藍色表示速度為100 Mb / s; 紅色表示1 Gb / s的速度。(作者提供)

國防創新委員會的圖像顯示,在加利福尼亞州洛杉磯的一個平坦地區,在同一電線桿高度測試28GHz毫米波[左]和3.4GHz 6頻譜部署之間的信號傳輸差異。藍色表示速度為100 Mb / s; 紅色表示1 Gb / s的速度。

毫米波方法使每秒千兆位 (Gb / s) 的傳輸速度低於互聯網用戶的4%,而6頻譜的方法則提供了21%的人口Gb / s覆蓋率。這份初步研究甚至沒有考慮到人體和車輛可能阻擋毫米波信號,這將進一步降低毫米波網路的有效性。

儘管部署5G在6頻譜有如上的優勢,美國電信業和美國聯邦通信委員會(FCC)似乎仍然傾向於採用毫米波。這在很大程度上是因為美國政府擁有大部分的6頻譜,並限制了這些頻段的商業用途,目前尚不清楚美國政府是否願意分享或甚至拍賣一小部分內容。

在大多數其他國家,並沒有如美國,對6頻譜的商業用途設限。因此,可以合理地預測,中國的先發優勢可以轉化為除美國以外,大多數其他人採用針對這些6頻譜量身定制的5G設備和服務。如果美國繼續優先考慮用毫米波部署5G,那麼美國電信和科技公司在試圖於國外銷售5G設備和服務時,將面臨一場艱苦的競爭。

由中國公司主導5G世界的前景,引起了對保有全球影響力的美國軍方的特別關注。在海外部署的美國軍隊,可能會發現自己在5G網路上發送傳輸,而這些網路中可能有中國設備。 “這將對國防部的運作和網路的安全構成嚴重威脅,”國防創新委員會的報告稱。“國防部必須準備在6頻譜的生態系統中運轉,這需要轉變戰略,並考慮在6GHz以下的領域分享部分頻寬 (如此電信業者才能用於5G)。”

特朗普政府基於國家安全為由,一直敦促美國盟國,禁止其5G網路使用中國公司的設備。特別值得一提的是,儘管中國華為強烈地、反覆地否認,但華為仍遭到所謂的該公司可能與中國政府的安全部門有聯繫的嚴格檢查。澳大利亞,紐西蘭和日本等幾個國家已經禁止或嚴格限制華為參與5G網路的建設。

美國限制中國5G影響力的操作,增加了在世界5G實施中分裂的風險。根據歐亞集團的報告,由於“較小的經濟規模導致較高的交易成本”,5G的分裂可能會影響用戶和基礎設施設備的成本。

歐亞集團和五角大廈的諮詢委員會都指出,中國的設備往往不僅價格便宜,而且優於西方競爭對手。在華為主導的市場中,美國甚至無法為某些無線網路設備提供任何的美國替代品。對許多渴望部署5G網路的國家而言,禁止使用華為設備,會造成花費更多和延遲推出5G — 特別是如果他們需要移除已安裝在其移動基礎設施中的華為設備。

華為的優勢

華為在5G設計及下一代技術方面的實力源於其龐大的研發預算,以及其工程師在5G基礎架構的全球會議所作的積極貢獻。華為經常在研發方面超越競爭對手這一事實,讓華盛頓的一些政策制定者感到震驚。 2017年,該公司在研發方面投入了130億美元,超過其他任何一家中國科技公司,也超過其主要競爭對手 — 愛立信和諾基亞公司 — 的總和。

截至今年2月初,根據數據分析公司IPlytics,中國科技巨頭擁有1,529項“標準必要的”5G專利,是所有公司中最多的。 加上中興通訊 (ZTE),國有中國電信技術研究院和廣東奧普 (Oppo) 移動通信公司所擁有的專利,來自中國的公司擁有所有5G標準必要專利的36%,是他們過去同類4G專利的兩倍多。

數據分析公司IPlytics對通訊科技公司的專利統計圖。(作者提供)
數據分析公司IPlytics對通訊科技公司專利的統計圖。(作者提供)

甚至連英國,法國,德國和波蘭等,美國的堅定盟友,也都沒有宣布對華為設備實施全面禁令。儘管歐盟執行委員會要求歐盟國家分享有關5G安全風險的數據,但歐盟委員會在3月份明確無視美國要求全面禁止的呼籲。

那麼面對中國的6頻譜推展5G的方法,有可能成為全球廣域網的標準,美國應該做些什麼?五角大廈的顧問委員會建議美國政府不再採用毫米波方法,初步最低限度要求美國國防部在4 GHz頻段內釋出500 MHz的部分空間。

該委員會還建議美國鼓勵盟國採取貿易政策,對任何被發現有後門或安全漏洞的國家的貨物徵收關稅。這是一種件間接鼓勵所有公司加強產品安全性的方式。專家們還建議美國繼續要求盟國禁止在5G網路部署中使用中國國有企業生產的設備。

但最引人注目的建議是,美國軍方必須面對事實:它必須學會在由中國公司主導的“後西方”無線生態系統中運作,並假設所有網路基礎設施最終都有受到網路攻擊的弱點。在獲得信息之前,進行多次安全檢查的“零信任”網路將成為五角大廈新的運作方式。所有軍事網路都需要增加彈性和增加額外的重複性設施。

由於美國封鎖華為的企圖正逐漸崩潰,美國情報官員已經開始為華為主導下一代電信網絡的世界做準備。 “我們將不得不在5G世界中找到一種方法,讓我們能夠在包含我們無法信任的技術的多元化網絡中管理風險,”國家情報局首席副主任蘇·戈登於今年三月做出的評論。 “你必須假設一個骯髒的網絡。”

美國可能不喜歡它,但這就是為了充分利用活在中國的5G世界所需要的。

*作者為退休學人

關鍵字:
風傳媒歡迎各界分享發聲,來稿請寄至 opinion@storm.mg

本週最多人贊助文章

你可能也想看