重新思考6G:用戶需要的不是更多帶寬

不斷擴(kuò)展移動(dòng)帶寬的全球競(jìng)賽是一件愚蠢的事情嗎？對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)目的來(lái)說(shuō)，最大數(shù)據(jù)速度（在移動(dòng)設(shè)備上、在家中、在工作中）是否“足夠快”？

這些異端的問(wèn)題值得一問(wèn)，因?yàn)樾袠I(yè)帶寬跟蹤數(shù)據(jù)最近揭示了一些令人驚訝的事情：地面和移動(dòng)數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)正在放緩。事實(shí)上，如果消費(fèi)技術(shù)和寬帶使用模式?jīng)]有發(fā)生巨大變化，數(shù)據(jù)速率需求似乎將在短短幾年內(nèi)達(dá)到每秒 10 億比特（每秒 1 吉比特）以下的峰值。

這是一件大事。幾十年來(lái)，無(wú)線和地面寬帶數(shù)據(jù)速率無(wú)休止增長(zhǎng)的假設(shè)一直是電信研究資金背后的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。為了保持電信的研發(fā)引擎室運(yùn)轉(zhuǎn)，世界各地的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)創(chuàng)新了一系列看似無(wú)窮無(wú)盡的技術(shù)來(lái)擴(kuò)展帶寬速率，例如 2G 向數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變、3G 的增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸能力以及 5G 的低延遲無(wú)線連接。

然而，當(dāng)今的消費(fèi)者使用似乎注定要給工作帶來(lái)麻煩。當(dāng)今典型的實(shí)際 5G 數(shù)據(jù)速率可實(shí)現(xiàn)高達(dá)每秒 500 兆比特的下載速度（上傳速度則更低）。一些初步研究表明，6G 網(wǎng)絡(luò)有朝一日可以以 100 Gb/s 的速度提供數(shù)據(jù)。但等式的需求側(cè)表明了截然不同的情況。

要求超過(guò) 1 Gb/s 的主流消費(fèi)者應(yīng)用程序幾乎不存在。

這部分是因?yàn)樾枰^(guò) 15 到 20 Mb/s 的移動(dòng)應(yīng)用程序很少見(jiàn)，而需要超過(guò) 1 Gb/s 的主流消費(fèi)者應(yīng)用程序則幾乎不存在。

滿足多個(gè)同時(shí)活動(dòng)應(yīng)用程序和用戶的需求最多需要數(shù)百 Mb/s 的范圍。迄今為止，還沒(méi)有出現(xiàn)新的消費(fèi)類技術(shù)來(lái)將帶寬邊距擴(kuò)展到 1 Gb/s 以上的水平。

然而，今天的無(wú)線公司和研究人員仍然將目光投向了一個(gè)市場(chǎng)，在這個(gè)市場(chǎng)中，消費(fèi)者的需求將吞噬其移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所能提供的盡可能多的帶寬。這里的想法似乎是，如果有更多帶寬可用，新的用例和應(yīng)用程序?qū)⒆园l(fā)出現(xiàn)來(lái)消耗它。

不過(guò)，這是必然的結(jié)論嗎？許多技術(shù)都曾經(jīng)歷過(guò)這樣一個(gè)階段：客戶熱切地接受某個(gè)參數(shù)的每一項(xiàng)改進(jìn)，直到達(dá)到飽和點(diǎn)，最終集體聳聳肩。

考慮一下商業(yè)航空旅行中空速的非常簡(jiǎn)短的歷史。如今，客機(jī)的飛行速度約為每小時(shí) 900 公里，并且在過(guò)去五十年中一直以相同的空速范圍在天空中飛行。盡管超音速客機(jī)從 1970 年代到 2000 年代初隨著協(xié)和式客機(jī)找到了利基市場(chǎng)，但商業(yè)超音速運(yùn)輸機(jī)已不再適用于當(dāng)今的主流消費(fèi)市場(chǎng)。

需要明確的是，對(duì)于每秒數(shù)千兆位的無(wú)線帶寬，可能仍然存在小眾用例，就像可能仍有高管或世界領(lǐng)導(dǎo)人繼續(xù)期待以超音速跨越全球一樣。

但是，如果 6G 的絕大多數(shù)消費(fèi)者帶寬需求最終與今天的 5G 配置文件相似呢？這種可能性值得想象。

考慮一個(gè)帶寬飽和的世界

據(jù) Netflix 稱，如今傳輸高端 4K 視頻需要 15 Mb/s。例如，從數(shù)百 Mb/s 升級(jí)到 1,000 Mb/s（或 1 Gb/s）的家庭寬帶通常對(duì)普通最終用戶幾乎沒(méi)有明顯影響。同樣，對(duì)于那些擁有良好 4G 連接的人來(lái)說(shuō)，5G 對(duì)移動(dòng)體驗(yàn)的改善遠(yuǎn)不如廣告商喜歡聲稱的那么大——盡管根據(jù)思科的說(shuō)法，5G 網(wǎng)絡(luò)的速度是 4G 的 1.4 到 14 倍。

因此，從廣義上講，對(duì)于當(dāng)今的典型移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)高于 15 Mb/s 幾乎毫無(wú)意義。對(duì)于一個(gè)家庭，假設(shè)兩三個(gè)居民都分別瀏覽或觀看，那么在大多數(shù)用例中，100 Mb/s 到 1 Gb/s 之間的某個(gè)位置標(biāo)志著近似飽和點(diǎn)，超過(guò)該飽和點(diǎn)后，進(jìn)一步的改進(jìn)會(huì)變得越來(lái)越不明顯。

探討一個(gè)更極端的用例，最近消費(fèi)技術(shù)中最大的帶寬需求之一是 Microsoft Flight Simulator 2024，用 Windows Central 的話來(lái)說(shuō)，其“令人瞠目結(jié)舌的帶寬需求”最高達(dá)到 180 Mb/s。

停下來(lái)想一想。這是一款領(lǐng)先的技術(shù)產(chǎn)品，其需求量不到 1 Gb/s 的五分之一，如今如此貪婪的帶寬需求被認(rèn)為是“令人瞠目結(jié)舌”。

但是，讓全球網(wǎng)絡(luò)“面向未來(lái)”的需求呢？也許大多數(shù)移動(dòng)和地面網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在不需要許多 Gb/s 的連接，“越大越好”的支持者說(shuō)。但世界很快就會(huì)！

那么，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，今天會(huì)出現(xiàn)哪些占用帶寬的技術(shù)呢？

9 月，蘋(píng)果推出了 iPhone 16，首席執(zhí)行官蒂姆·庫(kù)克 （Tim Cook） 表示，該手機(jī)將“在 [蘋(píng)果] 產(chǎn)品中”廣泛采用生成式 AI。Apple 的新 AI 功能可能會(huì)成為一匹迫在眉睫、消耗帶寬的黑馬嗎？

一個(gè)高帶寬用例涉及最新的 iPhone 使用攝像頭識(shí)別場(chǎng)景并評(píng)論其中的內(nèi)容。但是，這與 Google Lens 的視覺(jué)搜索功能并無(wú)不同，后者并沒(méi)有顯著改變網(wǎng)絡(luò)流量。事實(shí)上，這種功能可能每天使用幾次，可能需要相當(dāng)于一兩秒高清視頻的帶寬。這些都不會(huì)接近使上述一般帶寬容量飽和。

為了更多地扮演魔鬼的擁護(hù)者，請(qǐng)考慮已經(jīng)存在的五種即將擴(kuò)大規(guī)模的、潛在的高帶寬消費(fèi)類技術(shù)的代表性批次。它們中是否有任何一個(gè)似乎準(zhǔn)備好產(chǎn)生當(dāng)今的 Net 使用量所不能產(chǎn)生的多 Gb/s 需求？

例如，自動(dòng)駕駛汽車呢？當(dāng)然，他們需要盡可能多的帶寬。

然而，當(dāng)今世界上為數(shù)不多的自動(dòng)駕駛汽車通常被設(shè)計(jì)為在沒(méi)有太多即時(shí)互聯(lián)網(wǎng)通信的情況下工作。而且，關(guān)于瞬時(shí)帶寬需求，似乎沒(méi)有自動(dòng)駕駛技術(shù)會(huì)大幅改變等式。自動(dòng)駕駛的未來(lái)可能是革命性的，最終是不可避免的，但它似乎不需要除了像樣的 5G 連接之外的網(wǎng)絡(luò)連接。

目前還沒(méi)有出現(xiàn)任何新技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 4G 和 5G 已經(jīng)提供的要求。

物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的論點(diǎn)大致相同，預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)不會(huì)將網(wǎng)絡(luò)流量增加到超過(guò) 4G 連接所能產(chǎn)生的水平。

全息通信同樣不會(huì)提供比上述任何案例研究更大的帶寬吸收。對(duì)于典型用戶來(lái)說(shuō)，全息影像實(shí)際上只是立體視頻投影。因此，如果單個(gè) 4K 流需要 15 Mb/s，那么立體聲 4K 流將需要 30 Mb/s。當(dāng)然，對(duì)于在世界中相互交互的大量用戶，對(duì)整個(gè) 3D 場(chǎng)景進(jìn)行復(fù)雜的表示可能會(huì)提高帶寬要求。但在這一點(diǎn)上，我們正在進(jìn)入類似 Matrix 的想象技術(shù)，沒(méi)有任何確鑿的證據(jù)表明良好的 4G 或 5G 連接無(wú)法滿足該技術(shù)的帶寬需求。

一般來(lái)說(shuō)，AI 是牌組中的萬(wàn)能牌。這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)方向神秘表明，AI 寬帶和無(wú)線帶寬需求可能超過(guò) 1 Gb/s。但至少考慮一下等式中的已知已知情況：目前，當(dāng)今的 AI 應(yīng)用程序涉及在智能手機(jī)或消費(fèi)平板電腦等邊緣設(shè)備之間發(fā)送的少量提示文本或一些圖像或視頻剪輯。即使允許提示文本以及照片和視頻帶寬要求從那里急劇擴(kuò)展，它似乎也不太可能達(dá)到或超過(guò)簡(jiǎn)單的 4K 視頻流已經(jīng)很繁重的要求。如上所述，這似乎表明 15 Mb/s 范圍內(nèi)的適度帶寬需求。

與此同時(shí)，元宇宙已經(jīng)失敗了。但是，即使它明天再次加速發(fā)展，目前對(duì)其帶寬需求的估計(jì)也從 100 Mb/s 到 1 Gb/s 不等，所有這些都在 5G 的范圍內(nèi)。誠(chéng)然，對(duì)元宇宙最激進(jìn)的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)表明，尖端應(yīng)用程序可能需要高達(dá) 5 Gb/s 的帶寬。雖然 Verizon 在 1 月份確實(shí)在實(shí)驗(yàn)性 5G 網(wǎng)絡(luò)中提供了超過(guò) 5 Gb/s 的帶寬，但大多數(shù)消費(fèi)者在短期內(nèi)不太可能復(fù)制這一結(jié)果。

然而，即使考慮到在實(shí)際 5G 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)際上無(wú)法達(dá)到 5 Gb/s 的速度，讀者仍然應(yīng)該權(quán)衡這樣一個(gè)事實(shí)，即任何可能最終消耗 5 Gb/s 帶寬的此類想象中的應(yīng)用程序都代表著一種極端。只有該子集的高端有朝一日可能會(huì)超過(guò)當(dāng)今 5G 技術(shù)提供的數(shù)據(jù)速度。

換句話說(shuō)，我認(rèn)為，沒(méi)有出現(xiàn)任何新技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 4G 和 5G 已經(jīng)提供的要求。因此，在這一點(diǎn)上，在預(yù)期數(shù)十或更多 Gb/s 的消費(fèi)者帶寬需求的情況下，面向未來(lái)的電信似乎是針對(duì)不太可能的事件購(gòu)買的昂貴保險(xiǎn)。

消費(fèi)者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了千兆位高原

從下面的圖表中可以看出（摘自我的書(shū)《電信歷史的終結(jié)》，并根據(jù)包括 Cisco 和 Barclays Research 在內(nèi)的各種來(lái)源匯編而成）至少在過(guò)去十年中，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的下降趨勢(shì)很明顯。

圖表 “移動(dòng)數(shù)據(jù)使用量的增長(zhǎng)” 和 “固定電話數(shù)據(jù)使用量的增長(zhǎng) ”中跟蹤的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)乍一看似乎有點(diǎn)違反直覺(jué)。但需要澄清的是，這些圖表并不表明整體帶寬使用量正在下降。相反，這些圖表得出的結(jié)論是帶寬增長(zhǎng)速度正在放緩。

接近零增長(zhǎng)

隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)放緩，電信行業(yè)面臨著新的現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前的 5G 網(wǎng)絡(luò) [黑線和橙線] 和地面寬帶網(wǎng)絡(luò) [橙線] 滿足大多數(shù)消費(fèi)者的需求。近年來(lái)，這兩家提供商的數(shù)據(jù)使用量增長(zhǎng)都有所下降。

讓我們從移動(dòng)數(shù)據(jù)開(kāi)始。從 2015 年到 2023 年，帶寬增長(zhǎng)持續(xù)下降，每年約 6%。在固定電話帶寬數(shù)據(jù)中，總體趨勢(shì)有點(diǎn)難以解釋，因?yàn)?2020 年和 2021 年出現(xiàn)了與 COVID 相關(guān)的大型峰值。但是，即使考慮到這種完全可以理解的異常情況，2015 年至 2023 年期間，家庭和辦公室寬帶增長(zhǎng)平均每年下降約 3%。

從這兩條曲線中推斷趨勢(shì)可以得出最終結(jié)論，即到 2027 年左右，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)最終應(yīng)該下降到零，或者至少是一個(gè)可以忽略不計(jì)的數(shù)字。

這是一個(gè)不受歡迎的結(jié)論。它與電信“專家”多年來(lái)一直聲稱的多 Gb/s 未來(lái)的持續(xù)鼓聲背道而馳。例如，2023 年 11 月，拜登白宮發(fā)布了其頻譜戰(zhàn)略，其中指出：“據(jù)估計(jì)，宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量預(yù)計(jì)將在未來(lái) 5 年內(nèi)增長(zhǎng) 250% 以上，在未來(lái) 10 年內(nèi)增長(zhǎng) 500% 以上。

此外，總部位于斯德哥爾摩的電信公司愛(ài)立信最近預(yù)測(cè)，近期將出現(xiàn)“移動(dòng)數(shù)據(jù)流量激增”。英國(guó)電信監(jiān)管機(jī)構(gòu) Ofcom 預(yù)測(cè)，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，帶寬增長(zhǎng)率將達(dá)到 40%。

但是，如此處的圖表所示，發(fā)達(dá)國(guó)家的許多移動(dòng)和 Internet 用戶似乎正在訪問(wèn)他們需要的所有帶寬。數(shù)據(jù)速率不再是過(guò)去的制約因素和決定因素。

因此，繼續(xù)開(kāi)發(fā)更快、更大的網(wǎng)絡(luò)的需求在今天可能被夸大了?；ヂ?lián)網(wǎng)歷史的這一章可以說(shuō)已經(jīng)結(jié)束，或者很快就會(huì)結(jié)束。

電信行業(yè)也將發(fā)生變化

擁有足夠覆蓋范圍和帶寬的影響在設(shè)備供應(yīng)行業(yè)中最為明顯。

主要網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商可能需要適應(yīng)數(shù)據(jù)速率趨于平穩(wěn)的新現(xiàn)實(shí)。愛(ài)立信和諾基亞最近的裁員以及小型供應(yīng)商（如 Airspan Networks）的破產(chǎn)是否預(yù)示著電信市場(chǎng)的未來(lái)？

運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在減少對(duì) 5G 設(shè)備的投資，并且可能已經(jīng)接近“僅維護(hù)”的支出。大多數(shù)移動(dòng)和固定運(yùn)營(yíng)商的收入增長(zhǎng)多年來(lái)一直沒(méi)有超過(guò)通貨膨脹率，但仍然希望這種情況會(huì)以某種方式出現(xiàn)好轉(zhuǎn)。不過(guò)，如果這里引用的數(shù)字是可信的，那么這種轉(zhuǎn)變可能不會(huì)到來(lái)。

電信歷來(lái)是一個(gè)高增長(zhǎng)的行業(yè)，但目前的趨勢(shì)表明，它正朝著更加靜態(tài)的方向發(fā)展，更像是公用事業(yè)，在這種情況下，公共產(chǎn)品是可靠地提供數(shù)據(jù)連接。根據(jù)這些趨勢(shì)，設(shè)備供應(yīng)商不需要在帶寬擴(kuò)展上投入太多資金，而是將專注于提高現(xiàn)有產(chǎn)品線的利潤(rùn)率。

6G 網(wǎng)絡(luò)仍然需要一定程度的帶寬擴(kuò)展。上面的 metaverse 示例表明了用戶在未來(lái)幾年將要求的最大 Gb/s 的 “天花板高度” 范圍。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，1 Gb/s 似乎仍然綽綽有余。對(duì)于那些使用高端應(yīng)用程序（如未來(lái)的沉浸式虛擬世界）的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)上限可能更接近 5 Gb/s。但是，將研究工作集中在可以為每個(gè)人提供 10 Gb/s 或更高速度的 6G 部署上，似乎并沒(méi)有以目前可以想象的任何消費(fèi)技術(shù)為基礎(chǔ)。

為了適應(yīng)以更接近公用事業(yè)或類似商品的條件運(yùn)營(yíng)其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的潛在新現(xiàn)實(shí)，許多電信公司可能面臨重組和成本削減的未來(lái)。一個(gè)有用的類比是廉價(jià)航空公司，它們之所以蓬勃發(fā)展，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)消費(fèi)者根據(jù)成本選擇機(jī)票。同樣，未來(lái)電信公司贏得更大市場(chǎng)份額的方式可能越來(lái)越不取決于技術(shù)創(chuàng)新，而是取決于價(jià)格和客戶服務(wù)。

需要明確的是，對(duì)新的電信研究的需求將繼續(xù)存在。但是，隨著帶寬擴(kuò)展的優(yōu)先級(jí)降低，其他創(chuàng)新肯定會(huì)包括更便宜、更高效或更可靠的方式來(lái)提供現(xiàn)有服務(wù)。

如果消費(fèi)者對(duì)更多移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求繼續(xù)枯竭，監(jiān)管機(jī)構(gòu)將不再需要每隔幾年為蜂窩網(wǎng)絡(luò)尋找新的頻段，然后進(jìn)行拍賣。事實(shí)上，大多數(shù)地區(qū)對(duì)頻譜的需求可能會(huì)減弱。監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能還必須考慮，對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，更少的運(yùn)營(yíng)商是否更好，因?yàn)樵谠S多地方可能只有一個(gè)底層固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)——就像電力、水、天然氣等公用事業(yè)通常圍繞單個(gè)（或一組）運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建一樣。

最后，政治家們需要重新考慮他們希望走在指標(biāo)的最前沿，例如通過(guò)光纖連接的家庭、5G 部署或 6G 的國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)地位。這有點(diǎn)像想在人均法拉利數(shù)量上名列前茅。相反，具有足夠連接的家庭數(shù)量和 10 Mb/s 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的國(guó)家/地區(qū)的百分比可能是更好的政策目標(biāo)指標(biāo)。

另一個(gè)研究領(lǐng)域肯定涉及擴(kuò)大服務(wù)不足地區(qū)和世界地區(qū)的覆蓋范圍，同時(shí)仍然通過(guò)更環(huán)保的解決方案保持低成本。在城市地區(qū)以外，寬帶有時(shí)很慢，沒(méi)有移動(dòng)連接。即使是城市地區(qū)也包含所謂的 not-spots，而室內(nèi)覆蓋可能特別成問(wèn)題，尤其是當(dāng)建筑物覆蓋著無(wú)線電波幾乎無(wú)法穿透的材料時(shí)。

從廣義上講，電信公司主要有兩種方式來(lái)彌補(bǔ)當(dāng)前的數(shù)字鴻溝。首先是監(jiān)管。政府資金，無(wú)論是通過(guò)新法規(guī)還是現(xiàn)有撥款，都可以流向許多已確定進(jìn)行寬帶擴(kuò)展的地區(qū)的電信提供商。間接資金來(lái)源也不應(yīng)被忽視，例如，允許運(yùn)營(yíng)商保留無(wú)線電頻譜許可費(fèi)，而無(wú)需支付拍賣費(fèi)。

第二個(gè)組成部分是技術(shù)。低成本的農(nóng)村電信部署可能包括衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)部署。通過(guò)專用 5G 網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)改進(jìn)對(duì)現(xiàn)有和增強(qiáng)型 Wi-Fi 的訪問(wèn)，可以實(shí)現(xiàn)更好的室內(nèi)覆蓋。

上述情景代表了一個(gè)重大的方向轉(zhuǎn)變——從一個(gè)圍繞每十年創(chuàng)新新一代移動(dòng)而構(gòu)建的行業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)專注于提供更低價(jià)格和更高可靠性的行業(yè)。即將到來(lái)的 6G 時(shí)代可能不是電信預(yù)測(cè)者所想象的。它的曙光可能并不預(yù)示著向 10 Gb/s 及更高速率邁進(jìn)的大膽峰會(huì)。相反，6G 時(shí)代可能會(huì)迎來(lái)更接近調(diào)整期的時(shí)代，對(duì)于那些最了解如何從電信歷史上帶寬快速增長(zhǎng)時(shí)代的結(jié)束中受益的人來(lái)說(shuō)，將有最大的機(jī)會(huì)。