相對于1G到4G,5G技術(shù)有哪些重大變革?5G作為新一代移動信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的總稱,是新的通用技術(shù)。5G由空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)組成,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生重大變革,新的網(wǎng)絡(luò)不僅支持多場景服務(wù)的優(yōu)化,而且推動網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)化、智能化演進(jìn)。5G連接“人”和“物”,將從面向消費(fèi)者,提高用戶的體驗(yàn)和感知,拓展至不同產(chǎn)業(yè)、行業(yè)以及社會管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面,并且推出各種新應(yīng)用。[文稿]
當(dāng)前,各國對5G都非常重視,并均將5G作為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略領(lǐng)域。中國科協(xié)信息通信科學(xué)傳播專家團(tuán)隊(duì)首席專家張新生重點(diǎn)闡述了歐盟以及美國、日本、韓國的5G發(fā)展現(xiàn)狀。[文稿]
5G不僅是新一代移動通信技術(shù),更是一種新的網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施。為什么5G如此重要?我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)興起,以智能制造為代表的垂直行業(yè)數(shù)字化,需要高帶寬、海量連接、高可靠、低時延的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),5G是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體和平臺,5G網(wǎng)絡(luò)為垂直行業(yè)數(shù)字化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)平臺。[文稿]
張新生 中國科協(xié)信息通信科學(xué)傳播專家團(tuán)隊(duì)首席專家
今天,我主要講對5G發(fā)展的思考,和大家交流一下5G的重要性在哪里,將會給我們帶來怎樣的發(fā)展機(jī)遇。
一、5G技術(shù)及價值鏈生態(tài)
(一)5G技術(shù)
首先,我講一下從1G到5G的演變過程。實(shí)際上,1G到5G的演變過程就是移動通信的發(fā)展歷程。這個歷程的關(guān)鍵,就是技術(shù)變革推動無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)變革過程。移動通信發(fā)展的歷程是技術(shù)變革推動移動無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)和變革的過程,空口技術(shù)不斷演進(jìn),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生重大變革。
我從三個角度講一下對5G的認(rèn)識。從速率帶寬角度看,1G是模擬,2G傳輸速率是200K,3G傳輸速率是2Mbps,4G傳輸速率是100Mbps,5G傳輸速率是10Gbps。從業(yè)務(wù)角度看,1G是移動通信,2G是移動數(shù)據(jù),3G是移動媒體,4G是移動互聯(lián),5G是移動物聯(lián)。今天,我們用的微信以及更多的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),都是通過移動通信技術(shù)手段做支撐實(shí)現(xiàn)的。5G主要是從解決人和人、人和物的通信,到解決人和物、物和物的通信。從社會角度看,1G是模擬,2G是數(shù)據(jù),3G是寬帶,4G是生活,5G是社會。
相對于從1G到4G,5G有了非常大的變革,因而5G所支撐與服務(wù)的內(nèi)容,也發(fā)生了重大變革。從社會來看,是從生活到社會;從業(yè)務(wù)來看,是從互聯(lián)到物聯(lián);從速率來看,是從100Mbps到10 Gbps,甚至是到20 Gbps。
我們在用手機(jī)通話時,其商業(yè)模式是流量計(jì)算,實(shí)際上是解決人的語義、語音的傳遞和數(shù)據(jù)流的傳遞。在人的傳遞需求下,要解決的是大帶寬、高速率,帶寬越寬、速率越大,給老百姓通信帶來的感知和體驗(yàn)就越好。在三元社會下,物理人類和虛擬社會就變成了兩個時空。有人講,從1G到5G最根本的變化是時空,今后的發(fā)展也會以5G的發(fā)展作基礎(chǔ)。在三元社會,人和物、物和物的信息傳遞以及物和物的控制,都要用5G做支撐。對于物和物的通信,這是今后要非常重視的。我們期待的是,今后5G能夠?qū)崿F(xiàn)連接萬物,并且能對其數(shù)據(jù)量進(jìn)行分析,從數(shù)據(jù)量的分析中提煉出新的知識,用以控制指揮“物”。
相對于1G到4G,5G的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生了重大變革。國際上也對5G的發(fā)展進(jìn)行了討論。實(shí)際上,全世界每十年都要圍繞不同的發(fā)展需求和場景來確定發(fā)展的技術(shù)方向。那么,5G的需求是什么?5G的場景是什么?最后,全世界的專家確定了5G的兩個發(fā)展場景:一是移動互聯(lián)網(wǎng),二是物聯(lián)網(wǎng)。其中,物聯(lián)網(wǎng)是未來五年到十五年的發(fā)展重點(diǎn)。也就是說,5G是面向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng),從萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)。未來,5G將從面向消費(fèi)者,提高用戶的體驗(yàn)、感知,拓展至不同產(chǎn)業(yè)和行業(yè),以及社會管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面,并且推出各種新應(yīng)用。今天的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求我們,新的技術(shù)和新的生產(chǎn)力不能僅僅滿足消費(fèi)者的需求,還要向社會各領(lǐng)域發(fā)展。
從1G到4G是解決帶寬問題的,5G主要的技術(shù)特征是超窄帶、超寬帶、海量連接、高可靠、低時延。也就是說,我們除了實(shí)現(xiàn)1G到4G追求的速率和帶寬以外,還追求超窄帶、海量連接、高可靠、低時延。實(shí)際上,人和人、人和物、物和物的連接與人和人的消費(fèi)領(lǐng)域的通信不同,因此低時延非常重要。
為什么大家這么關(guān)心5G?為什么5G這么“熱”?我們要支撐5G面向物聯(lián)網(wǎng),就需要有新的理論基礎(chǔ)、新的介入技術(shù)、新的器件技術(shù)以及新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這些給整體發(fā)展既帶來了新的機(jī)遇,也帶來了新的挑戰(zhàn)。
上圖是4G和5G的性能比較。從峰值速率來看,4G能達(dá)到0.66G,5G能達(dá)到20G;從用戶體驗(yàn)速率來看,5G能達(dá)到100M;從頻譜速率來看,5G比4G要高3倍;從移動性來看,4G是350km/h,5G是500km/h。無線移動有兩點(diǎn)最關(guān)鍵,一是移動性,二是網(wǎng)絡(luò)覆蓋性。同時,我們還要考慮無線接口時延、效能、流量密度等問題。
5G由空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)組成,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生重大變革,新的網(wǎng)絡(luò)不僅支持多場景服務(wù)的優(yōu)化,而且推動網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)化、智能化演進(jìn)。
對于5G,大家最關(guān)心就是大規(guī)模天線。我認(rèn)為,在5G空口技術(shù)上,最厲害的還是天線技術(shù)。做無線電視傳播,需要頻譜帶寬和頻譜效率,現(xiàn)在頻率資源非常缺乏,要把效率提上去,就要靠天線。我國在無線技術(shù)發(fā)展上處于領(lǐng)先地位。
過去,我們講信息技術(shù)、通信技術(shù);今天,我們不能只講通信技術(shù)了,還要講數(shù)字技術(shù)。為什么網(wǎng)絡(luò)如此重要?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后期對于網(wǎng)絡(luò)的需求發(fā)生了根本性變化,網(wǎng)絡(luò)是按需所取,網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)。也就是說,企業(yè)根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求來定制所需要的網(wǎng)絡(luò),因此要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。與1G到4G不同的是,5G要實(shí)現(xiàn)自動化的網(wǎng)絡(luò)。
從5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程來看,2018年6月完成了獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),主要是支持增加寬帶和低時延、高可靠場景。在2018年6月完成這個標(biāo)準(zhǔn)以后,一些國家就相繼宣布或是進(jìn)行5G的預(yù)商用和商用。但這并不意味5G的標(biāo)準(zhǔn)就不再做了。從5G標(biāo)準(zhǔn)的時間表來看,2019年12月要滿足ITU全部技術(shù)要求。從整個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看,2018年這一階段主要完成的是面向人的消費(fèi)以及部分人和物的連接的標(biāo)準(zhǔn),這個標(biāo)準(zhǔn)一出來,各國都在搶占5G發(fā)展的制高點(diǎn),都在部署或是提出預(yù)商用計(jì)劃。
人工智能是一種“通用技術(shù)”,引發(fā)社會、經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“智能”的賽道,是推動經(jīng)濟(jì)增長的新動能,觸發(fā)產(chǎn)業(yè)變革,將涉及所有行業(yè),甚至顛覆某些行業(yè)。
(二)5G的價值鏈生態(tài)
1.5G是新的“通用技術(shù)”
其一,5G是引發(fā)信息革命風(fēng)暴,引領(lǐng)萬物智聯(lián)的強(qiáng)力催化劑。如果沒有5G平臺,連接智能終端就很難實(shí)現(xiàn)。其二,5G技術(shù)由空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、終端技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)組成。其三,5G技術(shù)不再是指單一的移動空口技術(shù)的突破和速率提升。這里我要解釋一下什么是通用技術(shù):通用技術(shù)是指具有一些共同屬性,包括普遍適用于多個行業(yè),帶來長期且持續(xù)改進(jìn),并能催生新的創(chuàng)新,通用技術(shù)對廣泛行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)且持久的影響,可重新定義經(jīng)濟(jì)競爭力并改變社會。從人類發(fā)展史上看,通用技術(shù)起了非常重要的作用。我們在技術(shù)上一般講四個技術(shù),即核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、通用技術(shù)、變革技術(shù),通用技術(shù)就是前沿的,當(dāng)這個前沿技術(shù)跨界融合,就可能會產(chǎn)生顛覆性變化。其四,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù)成為5G發(fā)展的重要組成部分,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)呈現(xiàn)重大變革。其五,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)推動5G成為全新的、開放融合的智能化網(wǎng)絡(luò)。其六,5G成為新一代移動信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的總稱,是新的“通用技術(shù)”。
2.5G價值鏈面向廣泛行業(yè)市場
5G是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動能,是實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體和平臺,要構(gòu)建5G價值生態(tài),推動垂直行業(yè)發(fā)展。5G與未來移動通信發(fā)展密切相關(guān)。美國IHS智庫認(rèn)為,5G的出現(xiàn)是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個支點(diǎn)或引爆點(diǎn)。該智庫還指出,5G能夠使移動技術(shù)從一項(xiàng)對人機(jī)通信具有變革性影響的技術(shù),演變?yōu)橐豁?xiàng)“通用技術(shù)”,且有望改變整個產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì),可重新定義經(jīng)濟(jì)競爭力。該智庫預(yù)測,到2035年,5G將有潛力在全球廣泛行業(yè)和用例中創(chuàng)造出12.3萬億美元的銷售活動,將支持全球價值鏈生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造3.5萬億美元產(chǎn)出和2200萬個工作崗位,并對全球GDP增長產(chǎn)生長期、可持續(xù)的影響。愛立信預(yù)測,到2026年運(yùn)營商的收入有望達(dá)到2040億美元至6490億美元。這是國外對5G發(fā)展的基本判斷和認(rèn)識。
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