1987年11月，中國第一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)在廣東開通，首批700名用戶拿到了他們?nèi)松械谝徊渴謾C(jī)——“大哥大”。這款像磚頭一樣，重量超過1公斤的手機(jī)，功能只有一個(gè)——打電話，即使充滿了電也只能打30分鐘。隨后短短20余年間，中國移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了從1G到4G的飛躍。隨著5G技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用日益成熟，這一顛覆性移動(dòng)通信技術(shù)的商用也指日可待。未來，它將給人們生活的方方面面帶來不可估量的影響。
幾十秒下載1.5GB的游戲，速率比4G快10倍以上
走進(jìn)中國電信北京朝陽門5G營業(yè)廳，一個(gè)胖乎乎的大號(hào)“路由器”引起了記者注意。工作人員韓璧翔向記者介紹說：“這是一款華為5G CPE(注：5G用戶終端)，它可以將移動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為WiFi信號(hào)。將設(shè)備接入這個(gè)WiFi熱點(diǎn)時(shí)，便可以體驗(yàn)到比光纖寬帶還要快的網(wǎng)速。”記者掏出手機(jī)連上這個(gè)名為Chinatelecom-5G的WiFi后，隨機(jī)下載了一款1.5GB大小的游戲，發(fā)現(xiàn)用時(shí)只有幾十秒。
北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院教授牛凱介紹說：“5G相對(duì)于4G，在傳輸技術(shù)方面有根本性的差異，全面逼近理論極限，5G比4G速率提高10倍以上。”
5G技術(shù)的高速度將給人們的娛樂、出行、教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等帶來全方位的變化。
目前4G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)速尚不能滿足VR(虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù))、MR(混合現(xiàn)實(shí)技術(shù))所要求的高速率，未來，5G技術(shù)的超高帶寬將為用戶帶來視覺、聽覺和觸覺等方面的全新體驗(yàn)。
“VR將普遍應(yīng)用在各種技能的學(xué)習(xí)中，例如游泳、飛機(jī)駕駛、手術(shù)操作等。AR將廣泛應(yīng)用于網(wǎng)上購物等電子商務(wù)平臺(tái)，消費(fèi)者可以在家中虛擬試衣，甚至虛擬家庭裝修、虛擬旅游等。MR是VR與AR的組合，將來在娛樂節(jié)目或電視電影中，觀眾或許可以參與節(jié)目或替代影視中的人物進(jìn)行虛擬表演。”牛凱說。
4K、8K高清電視、投影接入5G高速率網(wǎng)絡(luò)將改變?nèi)藗兊膴蕵飞?。在北京世園會(huì)中國電信5G體驗(yàn)館，記者駐足于8K高清投影投射的畫面前，老人臉上的皺紋清晰可見，孩子純潔的瞳孔清澈見底，給人極大的視覺震撼。今年央視春晚首次實(shí)現(xiàn)了4K超高清直播，借助更高分辨率的4K電視，觀眾可以享受更清晰、自然、逼真的畫面，擁有身臨其境的觀感體驗(yàn)。
除此之外，5G技術(shù)還將影響人們的出行方式。無人駕駛技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)傳遞有很高要求，一旦出現(xiàn)信息傳遞延遲，就會(huì)造成車輛反應(yīng)滯后，增加交通事故發(fā)生的機(jī)率。5G技術(shù)的低時(shí)延特點(diǎn)，能更好地為無人駕駛保駕護(hù)航。中國移動(dòng)研究院產(chǎn)業(yè)與業(yè)務(wù)合作部總經(jīng)理?xiàng)罟饨榻B說：“車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)C-V2X(注：基于蜂窩技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)通信)的投入使用，將幫助汽車與周邊車輛、交通信號(hào)燈、云端等進(jìn)行直接連接。所有車輛、道路基礎(chǔ)設(shè)施等都在一個(gè)公共頻段上將各自的位置、意圖等信息廣播出來，讓汽車更快速感知周邊環(huán)境并做出響應(yīng)。”
“高可靠低時(shí)延是5G的三大應(yīng)用場景之一，時(shí)延可以低至1毫秒，可靠性高達(dá)99.999%?？梢员ＷC工業(yè)、無人駕駛等時(shí)延敏感場景的數(shù)據(jù)可靠傳輸，避免中途卡頓，確保安全。”中國聯(lián)通研究院高級(jí)專家周曉龍介紹說。這一優(yōu)勢(shì)更使遠(yuǎn)程教育與遠(yuǎn)程醫(yī)療成為現(xiàn)實(shí)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源、醫(yī)療資源共享。
5G技術(shù)高可靠低時(shí)延的特點(diǎn)為解決優(yōu)質(zhì)教育資源分布不均衡、提高教育欠發(fā)達(dá)地區(qū)教育質(zhì)量提供了新思路。中國移動(dòng)通過VR將成都一所小學(xué)和四川涼山一所小學(xué)“連接”起來，經(jīng)過5G傳輸，兩所學(xué)校的孩子實(shí)現(xiàn)了“坐在不同教室卻上著同一堂課”的效果。目前4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在VR/AR上會(huì)帶來大約70毫秒的時(shí)延，這個(gè)時(shí)延會(huì)導(dǎo)致體驗(yàn)者存在眩暈感，而5G數(shù)據(jù)傳輸毫秒級(jí)的延遲，可以有效解決這一問題。
在醫(yī)療方面，5G網(wǎng)絡(luò)可有效保障遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程B超的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。尤其是遠(yuǎn)程手術(shù)，專家可隨時(shí)隨地掌控手術(shù)進(jìn)程和病人情況，患者可以免除遠(yuǎn)途就醫(yī)的奔波勞累之苦。
楊光舉了一個(gè)例子：“3月16日，中國移動(dòng)助力中國人民解放軍總醫(yī)院，成功完成了全國首例基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程人體手術(shù)。這次帕金森病‘腦起搏器’植入手術(shù)實(shí)現(xiàn)了位于北京的中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心與海南醫(yī)院間跨越近3000公里的‘空中合作’。”
5G技術(shù)在將來的廣泛應(yīng)用給我們帶來無限暢想與期待。“中國老齡化正在加速，獨(dú)生子女忙于工作很難時(shí)刻陪伴在父母身旁，在5G網(wǎng)絡(luò)支持下，可以自動(dòng)監(jiān)護(hù)老人身體與心理狀況，及時(shí)預(yù)警將成為現(xiàn)實(shí)。人的工作模式也將發(fā)生變化，不必忍受交通擁堵集中到固定場所辦公，在5G高清視頻與VR/AR業(yè)務(wù)支持下，沉浸式虛擬辦公將不再遙遠(yuǎn)。”牛凱說。
路燈、井蓋、車船、生產(chǎn)線……全都連上網(wǎng)，帶來萬物互聯(lián)新體驗(yàn)
在北京世園會(huì)園區(qū)，記者注意到，路旁垃圾桶的蓋子下安裝了小探頭。工作人員介紹說：“這個(gè)應(yīng)用 NB-IoT(注：窄帶物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)的模塊可以隨時(shí)監(jiān)測垃圾桶中垃圾位置，當(dāng)垃圾裝滿時(shí)，信息可以傳輸?shù)娇刂浦行模岣吡死謇硇省?rdquo;據(jù)悉，中國電信在園區(qū)內(nèi)900余個(gè)垃圾桶部署了1800余個(gè)智能垃圾桶設(shè)備。
與普通路燈不同，中國電信在園區(qū)重要路段安裝了智慧路燈，路燈的開關(guān)狀態(tài)、亮度、實(shí)時(shí)電壓、能耗等數(shù)據(jù)可以上傳至園區(qū)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。還可以根據(jù)自然光強(qiáng)弱與景觀照明需要進(jìn)行亮燈的策略配置，減少能源消耗。園區(qū)內(nèi)的智能井蓋被移開時(shí)，終端會(huì)收到實(shí)時(shí)報(bào)警，便于及時(shí)搶修，避免游客跌入發(fā)生危險(xiǎn)。
中國電信北京公司的“智慧世園”項(xiàng)目，為世園會(huì)提供了空氣監(jiān)測、智慧消防、智能環(huán)衛(wèi)、智慧照明、智慧電瓶車、智慧井蓋等6大物聯(lián)應(yīng)用服務(wù)，為人們帶來萬物互聯(lián)的全新體驗(yàn)。5G技術(shù)在世園會(huì)的初步應(yīng)用為智慧城市的未來勾勒了雛形。
“5G技術(shù)的應(yīng)用場景之一是海量物聯(lián)，5G除了改善人與人的通信體驗(yàn)外，也對(duì)物與物的通信提供特殊支持。海量物聯(lián)提供低功耗大連接，可以廣泛應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市和環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)場景，連接數(shù)密度可達(dá)100萬每平方千米，電池壽命可達(dá)10年。”周曉光介紹。
智慧城市建設(shè)將使今后的市政公共服務(wù)水平獲得明顯提升。在社會(huì)治理方面，各地政府也紛紛借助5G技術(shù)打造“智慧政務(wù)”。
沈陽首個(gè)5G政務(wù)大廳將審批大廳辦事人員的停留時(shí)間、返回頻次、不同窗口的受理時(shí)間等進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。據(jù)此建模分析，可以進(jìn)一步合理配置資源，優(yōu)化辦事效率。《江西省5G發(fā)展規(guī)劃》提出建設(shè)政務(wù)5G專網(wǎng)，建立智慧交通、智慧指揮、智能管理的大數(shù)據(jù)智能化警務(wù)體系，解決公安等行政部門在指揮調(diào)度、交通管理、應(yīng)急處突等方面因通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋差、通信帶寬窄、應(yīng)用場景少而造成的工作不暢等問題。目前，廣東省委、省人大、省人民政府、省政協(xié)等7個(gè)辦公場所均開通了中國移動(dòng)5G基站，為“智慧政務(wù)”打下基礎(chǔ)。
5G將直接拉動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)增長。中國信息通信研究院發(fā)布的白皮書顯示，2030年5G在中國將帶動(dòng)6.3萬億元的直接貢獻(xiàn)、800萬人口的直接就業(yè)以及約5.8%的GDP增長。
工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將發(fā)生深刻變化。牛凱預(yù)測：“在5G大連接技術(shù)的支持下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)將會(huì)普遍應(yīng)用傳感器，監(jiān)測溫度、濕度、肥力、家畜健康情況等信息，綠色無公害作物從田間地頭到餐桌將實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控可回溯。工業(yè)生產(chǎn)方面，在5G低時(shí)延高可靠信號(hào)傳輸?shù)闹С窒?，飛機(jī)、汽車、大型機(jī)械部件等生產(chǎn)線將實(shí)現(xiàn)無線纜生產(chǎn)，全程高清自動(dòng)監(jiān)控。”在5G技術(shù)帶來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，無人機(jī)、無人車、無人船、機(jī)械臂等智能終端設(shè)備將廣泛應(yīng)用。同時(shí)，高危作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)由機(jī)器人替代。世園會(huì)中國電信5G體驗(yàn)館展示的5G·AI機(jī)器人可同步模仿工作人員的動(dòng)作，幾乎沒有任何卡頓，特別適合一些高危場景作業(yè)。
新興業(yè)態(tài)將生機(jī)勃勃。出行方面，出租車行業(yè)會(huì)重新洗牌，出現(xiàn)自動(dòng)駕駛、自動(dòng)泊車的新型租車企業(yè)。如果說4G技術(shù)誕生了直播、短視頻等新興業(yè)態(tài)，那么，未來的5G時(shí)代，超高清視頻直播、VR、AR、MR以及裸眼3D等新興業(yè)態(tài)將成為用戶新寵。
基站建設(shè)緊鑼密鼓，年內(nèi)適時(shí)發(fā)放商用牌照
當(dāng)前，全球各國的數(shù)字經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略均將5G作為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。歐盟2016年發(fā)布了5G行動(dòng)計(jì)劃，明確了2016年至2025年歐盟在5G頻率、標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)、商用、行業(yè)應(yīng)用、資金投入及國際合作等方面的推進(jìn)計(jì)劃，并預(yù)計(jì)2020年底推動(dòng)5G全面商用。美國于2016年7月在全球率先發(fā)布10.85千兆赫茲(GHz)的5G高頻頻譜，運(yùn)營商Verizon于2017年在11個(gè)城市建設(shè)了5G技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)。日本2017年啟動(dòng)5G技術(shù)試驗(yàn)，預(yù)計(jì)2020年東京奧運(yùn)會(huì)前正式實(shí)現(xiàn)5G商用。韓國發(fā)布了5G創(chuàng)新戰(zhàn)略，啟動(dòng)5G重大項(xiàng)目，并在2018年平昌冬奧會(huì)開展了5G預(yù)商用試驗(yàn)。
在世界各主要發(fā)達(dá)國家爭相研發(fā)部署5G技術(shù)、搶占新一代移動(dòng)通信技術(shù)高地的今天，中國政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)始終將這一技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用置于優(yōu)先地位。2016年12月印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》指出：“開展5G研發(fā)試驗(yàn)和商用，主導(dǎo)形成5G全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。推進(jìn)下一代互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)升級(jí)，加快實(shí)施下一代互聯(lián)網(wǎng)商用部署。”今年3月，工信部部長苗圩表示，將根據(jù)終端成熟情況適時(shí)發(fā)放5G牌照，估計(jì)是今年某個(gè)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)。目前，中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信三大運(yùn)營商正在緊鑼密鼓、爭分奪秒推進(jìn)5G技術(shù)試點(diǎn)工作。
盡管目前中國5G技術(shù)研發(fā)部署已經(jīng)取得一定進(jìn)展，但5G信號(hào)的大范圍覆蓋還需要一定時(shí)間。牛凱表示：“5G根據(jù)頻段不同，可以分為低于6GHz電磁波與毫米波兩類。6GHz以下頻段主要滿足遠(yuǎn)距離廣覆蓋。而毫米波滿足近距傳輸，因此基站往往覆蓋半徑只有幾十米，并且要求基站具有低功耗、低成本、自組織能力。可以預(yù)計(jì)，為了達(dá)到與4G類似的覆蓋性能，中國5G基站數(shù)目至少增加10倍以上，達(dá)到4000萬個(gè)以上。這樣才能實(shí)現(xiàn)無處不在暢享網(wǎng)絡(luò)。”也就是說，5G開啟商用后，4G與5G將有一段長期共存的時(shí)期，以滿足用戶不同用網(wǎng)需求。
移動(dòng)通信具有非常龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，基站、網(wǎng)絡(luò)、終端、應(yīng)用涉及到硬件與軟件等各個(gè)層次，如何打通各個(gè)環(huán)節(jié)，搭建5G生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要。“移動(dòng)通信技術(shù)的更新?lián)Q代需要依靠兩大創(chuàng)新鏈。第一是技術(shù)創(chuàng)新鏈，指技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品、試驗(yàn)、優(yōu)化、商用等方面的全過程技術(shù)創(chuàng)新。第二是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈，指芯片、算法、系統(tǒng)設(shè)備、終端、應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新。這兩個(gè)鏈條的每一個(gè)環(huán)節(jié)都缺一不可，對(duì)5G發(fā)展同樣具有重要意義。”楊光表示。
5G技術(shù)變革大、產(chǎn)品成熟難度高，在短時(shí)間內(nèi)破解系統(tǒng)設(shè)備、終端芯片、網(wǎng)絡(luò)部署等難題，需要全社會(huì)的努力。“構(gòu)建5G生態(tài)系統(tǒng)要破除行業(yè)壁壘。從5G聯(lián)創(chuàng)積累經(jīng)驗(yàn)來看，行業(yè)間存在壁壘，難以完全融通;各行各業(yè)需求差異大，用戶需求各異，需要針對(duì)不同行業(yè)形成5G定制化的解決方案。”楊光說。(張鵬禹)
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