1987年11月，中國第一個移動通信網(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——“大哥大”。這款像磚頭一樣，重量超過1公斤的手機，功能只有一個——打電話，即使充滿了電也只能打30分鐘。隨后短短20余年間，中國移動通信技術經(jīng)歷了從1G到4G的飛躍。隨著5G技術研發(fā)和應用日益成熟，這一顛覆性移動通信技術的商用也指日可待。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
走進中國電信北京朝陽門5G營業(yè)廳，一個胖乎乎的大號“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)，它可以將移動信號轉(zhuǎn)換為WiFi信號。將設備接入這個WiFi熱點時，便可以體驗到比光纖寬帶還要快的網(wǎng)速。”記者掏出手機連上這個名為Chinatelecom-5G的WiFi后，隨機下載了一款1.5GB大小的游戲，發(fā)現(xiàn)用時只有幾十秒。
北京郵電大學信息與通信工程學院教授牛凱介紹說：“5G相對于4G，在傳輸技術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)絡的網(wǎng)速尚不能滿足VR(虛擬現(xiàn)實技術)、AR(增強現(xiàn)實技術)、MR(混合現(xiàn)實技術)所要求的高速率，未來，5G技術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。
“VR將普遍應用在各種技能的學習中，例如游泳、飛機駕駛、手術操作等。AR將廣泛應用于網(wǎng)上購物等電子商務平臺，消費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)絡將改變?nèi)藗兊膴蕵飞?。在北京世園會中國電信5G體驗館，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。
除此之外，5G技術還將影響人們的出行方式。無人駕駛技術對數(shù)據(jù)傳遞有很高要求，一旦出現(xiàn)信息傳遞延遲，就會造成車輛反應滯后，增加交通事故發(fā)生的機率。5G技術的低時延特點，能更好地為無人駕駛保駕護航。中國移動研究院產(chǎn)業(yè)與業(yè)務合作部總經(jīng)理楊光介紹說：“車聯(lián)網(wǎng)技術C-V2X(注：基于蜂窩技術的車聯(lián)網(wǎng)通信)的投入使用，將幫助汽車與周邊車輛、交通信號燈、云端等進行直接連接。所有車輛、道路基礎設施等都在一個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。”
“高可靠低時延是5G的三大應用場景之一，時延可以低至1毫秒，可靠性高達99.999%?？梢员ＷC工業(yè)、無人駕駛等時延敏感場景的數(shù)據(jù)可靠傳輸，避免中途卡頓，確保安全。”中國聯(lián)通研究院高級專家周曉龍介紹說。這一優(yōu)勢更使遠程教育與遠程醫(yī)療成為現(xiàn)實，促進優(yōu)質(zhì)教育資源、醫(yī)療資源共享。
5G技術高可靠低時延的特點為解決優(yōu)質(zhì)教育資源分布不均衡、提高教育欠發(fā)達地區(qū)教育質(zhì)量提供了新思路。中國移動通過VR將成都一所小學和四川涼山一所小學“連接”起來，經(jīng)過5G傳輸，兩所學校的孩子實現(xiàn)了“坐在不同教室卻上著同一堂課”的效果。目前4G網(wǎng)絡應用在VR/AR上會帶來大約70毫秒的時延，這個時延會導致體驗者存在眩暈感，而5G數(shù)據(jù)傳輸毫秒級的延遲，可以有效解決這一問題。
在醫(yī)療方面，5G網(wǎng)絡可有效保障遠程手術、遠程會診、遠程B超的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。尤其是遠程手術，專家可隨時隨地掌控手術進程和病人情況，患者可以免除遠途就醫(yī)的奔波勞累之苦。
楊光舉了一個例子：“3月16日，中國移動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)絡的遠程人體手術。這次帕金森病‘腦起搏器’植入手術實現(xiàn)了位于北京的中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心與海南醫(yī)院間跨越近3000公里的‘空中合作’。”
5G技術在將來的廣泛應用給我們帶來無限暢想與期待。“中國老齡化正在加速，獨生子女忙于工作很難時刻陪伴在父母身旁，在5G網(wǎng)絡支持下，可以自動監(jiān)護老人身體與心理狀況，及時預警將成為現(xiàn)實。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)務支持下，沉浸式虛擬辦公將不再遙遠。”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
在北京世園會園區(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：“這個應用 NB-IoT(注：窄帶物聯(lián)網(wǎng))技術的模塊可以隨時監(jiān)測垃圾桶中垃圾位置，當垃圾裝滿時，信息可以傳輸?shù)娇刂浦行?，提高了垃圾清理效率?rdquo;據(jù)悉，中國電信在園區(qū)內(nèi)900余個垃圾桶部署了1800余個智能垃圾桶設備。
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，路燈的開關狀態(tài)、亮度、實時電壓、能耗等數(shù)據(jù)可以上傳至園區(qū)管理平臺，實現(xiàn)實時監(jiān)測。還可以根據(jù)自然光強弱與景觀照明需要進行亮燈的策略配置，減少能源消耗。園區(qū)內(nèi)的智能井蓋被移開時，終端會收到實時報警，便于及時搶修，避免游客跌入發(fā)生危險。
中國電信北京公司的“智慧世園”項目，為世園會提供了空氣監(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)應用服務，為人們帶來萬物互聯(lián)的全新體驗。5G技術在世園會的初步應用為智慧城市的未來勾勒了雛形。
“5G技術的應用場景之一是海量物聯(lián)，5G除了改善人與人的通信體驗外，也對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100萬每平方千米，電池壽命可達10年。”周曉光介紹。
智慧城市建設將使今后的市政公共服務水平獲得明顯提升。在社會治理方面，各地政府也紛紛借助5G技術打造“智慧政務”。
沈陽首個5G政務大廳將審批大廳辦事人員的停留時間、返回頻次、不同窗口的受理時間等進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計。據(jù)此建模分析，可以進一步合理配置資源，優(yōu)化辦事效率?！督魇?G發(fā)展規(guī)劃》提出建設政務5G專網(wǎng)，建立智慧交通、智慧指揮、智能管理的大數(shù)據(jù)智能化警務體系，解決公安等行政部門在指揮調(diào)度、交通管理、應急處突等方面因通信網(wǎng)絡信號覆蓋差、通信帶寬窄、應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個辦公場所均開通了中國移動5G基站，為“智慧政務”打下基礎。
5G將直接拉動中國經(jīng)濟增長。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6.3萬億元的直接貢獻、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。牛凱預測：“在5G大連接技術的支持下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)將會普遍應用傳感器，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現(xiàn)全程監(jiān)控可回溯。工業(yè)生產(chǎn)方面，在5G低時延高可靠信號傳輸?shù)闹С窒?，飛機、汽車、大型機械部件等生產(chǎn)線將實現(xiàn)無線纜生產(chǎn)，全程高清自動監(jiān)控。”在5G技術帶來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，無人機、無人車、無人船、機械臂等智能終端設備將廣泛應用。同時，高危作業(yè)可以實現(xiàn)由機器人替代。世園會中國電信5G體驗館展示的5G·AI機器人可同步模仿工作人員的動作，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)將生機勃勃。出行方面，出租車行業(yè)會重新洗牌，出現(xiàn)自動駕駛、自動泊車的新型租車企業(yè)。如果說4G技術誕生了直播、短視頻等新興業(yè)態(tài)，那么，未來的5G時代，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。
基站建設緊鑼密鼓，年內(nèi)適時發(fā)放商用牌照
當前，全球各國的數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略均將5G作為優(yōu)先發(fā)展的領域。歐盟2016年發(fā)布了5G行動計劃，明確了2016年至2025年歐盟在5G頻率、標準、試驗、商用、行業(yè)應用、資金投入及國際合作等方面的推進計劃，并預計2020年底推動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，運營商Verizon于2017年在11個城市建設了5G技術試驗網(wǎng)。日本2017年啟動5G技術試驗，預計2020年東京奧運會前正式實現(xiàn)5G商用。韓國發(fā)布了5G創(chuàng)新戰(zhàn)略，啟動5G重大項目，并在2018年平昌冬奧會開展了5G預商用試驗。
在世界各主要發(fā)達國家爭相研發(fā)部署5G技術、搶占新一代移動通信技術高地的今天，中國政府、企業(yè)、科研機構(gòu)始終將這一技術的研發(fā)應用置于優(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)試驗和商用，主導形成5G全球統(tǒng)一標準。推進下一代互聯(lián)網(wǎng)演進升級，加快實施下一代互聯(lián)網(wǎng)商用部署。”今年3月，工信部部長苗圩表示，將根據(jù)終端成熟情況適時發(fā)放5G牌照，估計是今年某個恰當?shù)臅r間點。目前，中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運營商正在緊鑼密鼓、爭分奪秒推進5G技術試點工作。
盡管目前中國5G技術研發(fā)部署已經(jīng)取得一定進展，但5G信號的大范圍覆蓋還需要一定時間。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。可以預計，為了達到與4G類似的覆蓋性能，中國5G基站數(shù)目至少增加10倍以上，達到4000萬個以上。這樣才能實現(xiàn)無處不在暢享網(wǎng)絡。”也就是說，5G開啟商用后，4G與5G將有一段長期共存的時期，以滿足用戶不同用網(wǎng)需求。
移動通信具有非常龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，基站、網(wǎng)絡、終端、應用涉及到硬件與軟件等各個層次，如何打通各個環(huán)節(jié)，搭建5G生態(tài)系統(tǒng)至關重要。“移動通信技術的更新?lián)Q代需要依靠兩大創(chuàng)新鏈。第一是技術創(chuàng)新鏈，指技術、標準、產(chǎn)品、試驗、優(yōu)化、商用等方面的全過程技術創(chuàng)新。第二是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈，指芯片、算法、系統(tǒng)設備、終端、應用等全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新。這兩個鏈條的每一個環(huán)節(jié)都缺一不可，對5G發(fā)展同樣具有重要意義。”楊光表示。
5G技術變革大、產(chǎn)品成熟難度高，在短時間內(nèi)破解系統(tǒng)設備、終端芯片、網(wǎng)絡部署等難題，需要全社會的努力。“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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