5G將至，萬物互聯(lián)照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
5G的腳步越來越近了。在近日舉行的首屆數(shù)字中國建設(shè)峰會(huì)上，工信部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，當(dāng)前是5G設(shè)備研發(fā)的關(guān)鍵期，最早到2019年下半年，具備示范應(yīng)用能力的5G終端將會(huì)推出。
消息一出，人們?cè)诟袊@科技飛速發(fā)展的同時(shí)，尤為關(guān)注的是：實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，5G何時(shí)才能來到我們身邊？全球5G產(chǎn)業(yè)鳴槍競逐，中國能否實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑？
5G不僅僅是“快”
即時(shí)消息、網(wǎng)上購物、實(shí)時(shí)導(dǎo)航、在線視頻……4G打開了移動(dòng)寬帶通信的大門，也刷新了人們對(duì)現(xiàn)代生活的新認(rèn)知。
然而，科技飛速發(fā)展，人們對(duì)美好生活的向往并不止步于此。隨著物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等“新名詞”的出現(xiàn)，未來似乎已近在眼前。但是，爆炸性增長的數(shù)據(jù)流、大幅增加的互聯(lián)設(shè)備、不斷出現(xiàn)的新服務(wù)和應(yīng)用場景……這些與之相伴、洶涌而來的網(wǎng)絡(luò)需求，卻讓現(xiàn)有的4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有些“吃不消”。
怎么樣才能滿足科技躍升對(duì)網(wǎng)絡(luò)的“超額”需求？人們將目光瞄向了5G。
與前幾代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相比，5G有何顛覆性特征？
許多人首先想到的就是“快”。2015年，ITU（國際電信聯(lián)盟）正式定義了5G的三大類應(yīng)用場景和八項(xiàng)能力指標(biāo)，有數(shù)據(jù)顯示，相對(duì)現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)而言，5G可以讓用戶的體驗(yàn)速率增長100倍，最高達(dá)到10Gbps。
這是什么概念？我們不妨來打個(gè)比方：下載一部超清《阿凡達(dá)》，使用現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)度條的“爬行”速度就像慢吞吞的蝸牛；而采用5G網(wǎng)絡(luò)，只要“眨眨眼睛”的工夫，電影即可立時(shí)呈現(xiàn)。
“2G看小說、3G看圖片、4G看視頻，至于5G，其10Gbps的速率將為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來質(zhì)的革命。”中國移動(dòng)河北公司技術(shù)專家趙志偉說，在5G時(shí)代，“下載”這個(gè)詞兒將逐漸成為過去式，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)即是“硬盤”，我們不必再千辛萬苦地去下載電影或游戲，“就像MP3和隨身聽，移動(dòng)硬盤等也將漸漸成為‘古董’。”
但你如果以為5G僅僅是“快”，那就錯(cuò)了。
除能達(dá)超高速率外，5G還將實(shí)現(xiàn)千億級(jí)別的連接及低至1毫秒的時(shí)延，使超大規(guī)模數(shù)據(jù)采集與處理、精確遠(yuǎn)程同步成為可能，讓智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等觸手可及，并為無人駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
以無人駕駛汽車為例，超低時(shí)延是保證其網(wǎng)絡(luò)“大腦”快速反應(yīng)的關(guān)鍵。一般情況下，3G的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延會(huì)到100毫秒，4G可達(dá)20毫秒至30毫秒，而5G則縮短到了1毫秒。
當(dāng)我們?yōu)g覽網(wǎng)頁時(shí)，這種毫秒級(jí)的時(shí)延體驗(yàn)也許并不明顯，但對(duì)自動(dòng)駕駛等關(guān)乎安全的行業(yè)來說，毫厘之差就可能危及生命。有人就曾做過測算，如果一輛車以100公里/時(shí)的速度行駛，30毫秒的時(shí)延意味著83.33厘米的移動(dòng)距離，而1毫秒的時(shí)延移動(dòng)距離僅為2.78厘米。
“實(shí)際上，許多交通事故的發(fā)生就在這一念之間。5G網(wǎng)絡(luò)下，自動(dòng)駕駛汽車的快速反應(yīng)能力已經(jīng)能夠優(yōu)于人類了。”趙志偉說，可以預(yù)見，憑借這些優(yōu)勢性能，5G將廣泛應(yīng)用在重型設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、工廠自動(dòng)化、工廠實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能電網(wǎng)和遠(yuǎn)程手術(shù)等領(lǐng)域，并對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等的發(fā)展起到極大促進(jìn)作用。
在趙志偉看來，5G不僅是對(duì)傳統(tǒng)4G技術(shù)的再提升，它更能將4G曾經(jīng)“心有余而力不足”的夢想——萬物互聯(lián)變成現(xiàn)實(shí)。
暢想一下這樣的清晨：睜開惺忪的睡眼，臥室的燈柔和亮起，衛(wèi)生間里洗臉?biāo)炎詣?dòng)調(diào)至適中溫度；洗漱完畢戴上眼鏡，透過鏡片的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示，叮囑上學(xué)路上的孩子注意安全；吃過早餐，乘坐自動(dòng)駕駛的汽車去上班，在途中與工作伙伴視頻溝通一天的工作安排……“這將是5G帶給我們的新生活。”趙志偉說。
我國正發(fā)力成為全球5G領(lǐng)跑者
業(yè)內(nèi)曾發(fā)布預(yù)測報(bào)告稱，到2035年，5G將在全球創(chuàng)造12.3 萬億美元的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，從2020年至2035年間，5G對(duì)全球GDP增長的貢獻(xiàn)將相當(dāng)于與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟(jì)體。報(bào)告認(rèn)為，5G將成為和電力、互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)明一樣的通用技術(shù)，成為多個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)型變革的催化劑，打開數(shù)萬億市場空間。
搶占行業(yè)風(fēng)口，全球主要國家都紛紛將5G試驗(yàn)計(jì)劃提上了日程表——
2012年11月，歐盟啟動(dòng)總投資達(dá)2700萬歐元的大型科研項(xiàng)目METIS，研發(fā)5G技術(shù)；隨后，又啟動(dòng)5G公私合營合作關(guān)系（5GPPP），稱在未來7年內(nèi)劃撥7億歐元支持5G技術(shù)研發(fā)，以確保其在移動(dòng)通信行業(yè)的領(lǐng)軍地位。
2013年6月，韓國由未來科學(xué)創(chuàng)造部牽頭成立了“5G Forum”組織，并在2014年推出“5G移動(dòng)通信促進(jìn)戰(zhàn)略”。同年9月，日本也設(shè)立了“2020and Beyond Ad Hoc”項(xiàng)目，支持5G技術(shù)未來10年的發(fā)展，并提出，希望在2020年東京奧運(yùn)會(huì)上應(yīng)用5G技術(shù)。
面對(duì)機(jī)遇，我國移動(dòng)通信技術(shù)雖起步較晚，但參與5G領(lǐng)域角逐，正發(fā)力成為全球領(lǐng)跑者——
我國提出的5G典型場景和關(guān)鍵能力指標(biāo)體系等重要成果被ITU采納，為全球統(tǒng)一5G標(biāo)準(zhǔn)提供了有力支撐；主推的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、極化碼、大規(guī)模天線等核心技術(shù)被納入3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃）國際標(biāo)準(zhǔn)，成為移動(dòng)通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)力量之一；同時(shí)，率先啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，在北京懷柔規(guī)劃了全球最大的5G試驗(yàn)環(huán)境，全面開展5G系統(tǒng)、終端、芯片、儀表等產(chǎn)品研發(fā)。
2013年2月，工信部、國家發(fā)改委和科技部聯(lián)合推動(dòng)成立了“IMT-2020（5G）推進(jìn)組”，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)推進(jìn)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)工作。在其發(fā)布的《5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)總體方案》中，我國的5G試驗(yàn)被確立為“兩步走”戰(zhàn)略：2015年至2018年，主要進(jìn)行技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)；2018年至2020年，主要從事產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)。
其中，技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)又被劃分為三個(gè)階段：2015年9月至2016年9月，為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，可比喻為“幼兒園看圖識(shí)字階段”；2016年9月至2017年9月，為技術(shù)方案驗(yàn)證階段，即從“看圖識(shí)字”進(jìn)入了“小學(xué)課本”階段；2017年6月至2018年10月，為系統(tǒng)方案驗(yàn)證階段，即要升入“中學(xué)階段”。
“當(dāng)前，我國5G技術(shù)研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了‘收官’關(guān)鍵期，將重點(diǎn)驗(yàn)證5G系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)性能、進(jìn)行5G典型業(yè)務(wù)演示等，為下一步運(yùn)營企業(yè)開展產(chǎn)品試驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。”趙志偉說。
5G離我們還有多遠(yuǎn)
雖然我國5G研究已躋身全球第一方陣的前列，但若想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，仍然面臨問題和挑戰(zhàn)。
頻譜是研發(fā)、部署5G系統(tǒng)最關(guān)鍵的基礎(chǔ)資源之一，如果我們將5G通信比作車流，那么，頻譜就是通行所必需的車道。“車道”越寬，“車流”越順暢。
“但作為一種稀缺的公共資源，頻譜具有排他性，當(dāng)某一頻段被占用后，其他人就很難再共享使用。”趙志偉說，也正因如此，不斷增長的通信需求與有限的頻譜資源間，成了一對(duì)難以調(diào)和的“冤家”。
國際電信聯(lián)盟就曾對(duì)此作出預(yù)測，到2020年，國際移動(dòng)通信頻譜需求將達(dá)到1340MHz至1960MHz。屆時(shí)，我國移動(dòng)通信頻譜需求將增加到1490MHz至1810MHz，缺口達(dá)1000MHz。
化解矛盾，我國已經(jīng)作出積極努力。2017年，我國發(fā)布了5G系統(tǒng)在中頻段的頻譜使用規(guī)劃，明確將3300MHz至3600MHz和4800MHz至5000MHz頻段作為5G系統(tǒng)的工作頻段，成為國際上首個(gè)發(fā)布5G在中頻段使用規(guī)劃的國家。去年，工信部還公開征集了在毫米波（高頻段）規(guī)劃5G使用頻率的意見，毫米波的研發(fā)也被逐漸提上日程。
此外，盡管我國的5G終端及基帶芯片與國際先進(jìn)水平間的差距日漸縮小，但大部分終端的射頻前端芯片仍然需要進(jìn)口，特別是5G的高頻產(chǎn)品，因其產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢、突破難度大，整體牽頭拉動(dòng)作用尚未顯現(xiàn)。
“核心技術(shù)往往是制約中國創(chuàng)新發(fā)展的一大桎梏。”中國聯(lián)通研究院院長張?jiān)朴略诮邮苊襟w采訪時(shí)提出，應(yīng)加快攻克5G關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，盡早突破5G核心芯片設(shè)計(jì)、關(guān)鍵器件和虛擬化平臺(tái)等環(huán)節(jié)，積極推進(jìn)3GPP和ITU的5G國際標(biāo)準(zhǔn)化，引導(dǎo)全球統(tǒng)一5G標(biāo)準(zhǔn)及后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
爭取早日部署5G商用網(wǎng)絡(luò)，三大運(yùn)營商摩拳擦掌：中國電信和中國聯(lián)通表示將在2019年實(shí)現(xiàn)5G的預(yù)商用部署；中國移動(dòng)則計(jì)劃在2018年首個(gè)國際5G標(biāo)準(zhǔn)公布后，適時(shí)展開5G網(wǎng)絡(luò)的部署，力爭2020年商用。
5G“嘗鮮”，我國多地居民今年即可“飽口福”——
中國聯(lián)通將在北京、天津、青島、杭州、南京、武漢、貴陽、成都、深圳、福州、鄭州、沈陽等16個(gè)城市開展5G試點(diǎn)；中國移動(dòng)將在杭州、上海、廣州、蘇州、武漢開展5G外場測試，在北京、成都、深圳等12個(gè)城市進(jìn)行5G業(yè)務(wù)應(yīng)用示范；中國電信則將在雄安、深圳、上海、蘇州、成都、蘭州進(jìn)行5G試點(diǎn)，并根據(jù)國家相關(guān)部委要求再增設(shè)6個(gè)城市。
不僅手機(jī)網(wǎng)速快100倍，自動(dòng)駕駛汽車、更逼真的AR和VR，以及萬物互聯(lián)下的智能家居……一系列的嶄新體驗(yàn)，已經(jīng)來到了家門口。（記者 張懷琛）
