一秒鐘下好一部電影?網(wǎng)絡(luò)成了一個硬盤?高鐵上也能暢快享受網(wǎng)絡(luò)?這些似乎還有些遙遠(yuǎn)的事情,很可能3年后就會實(shí)現(xiàn)了。而這一切,源于5G的來臨。

不少人可能會發(fā)現(xiàn),近一年來,5G成為通信科技界的關(guān)鍵詞常?！皰侇^露臉”,這不,近期關(guān)于5G建設(shè)發(fā)展的重大消息頻頻出現(xiàn)。近日,廣東移動在國內(nèi)率先于廣州大學(xué)城開通5G基站,并進(jìn)行了5G外場測試。隨后,廣東聯(lián)通聯(lián)合廠商在深圳開通5G基站,也進(jìn)行了外場測試。而在剛剛結(jié)束的2017世界移動大會——上海展上,5G建設(shè)成為主題之一,眾多企業(yè)“搶灘”,紛紛發(fā)布自己的戰(zhàn)略,展露階段性研發(fā)成果。

作為公眾而言,你是否還記得4G廣泛普及帶來那些沖擊和快感?如果當(dāng)時的你是欣喜的,那么,當(dāng)5G到來帶給你前所未有的變化時,你可能會更加驚訝不已。但對于5G,有的人可能會說:“不就是速度變快了嘛!”如果你僅僅是這樣去認(rèn)識5G時代,那你可就OUT了!

事實(shí)上,5G并非4G+1G,相比較2G、3G、4G,5G將突破個人業(yè)務(wù)范疇的局限。這意味著,5G并不是單單指向“比4G更快”。那么,5G究竟“神”在哪?有什么值得我們期待?它到底能帶給我們多少改變?本期科技能見度我們帶你一起揭開它的神秘面紗……

●撰文:南方日報記者 姚翀 實(shí)習(xí)生 林鈺珊 發(fā)自上海 策劃/統(tǒng)籌:李江萍

■并非只是概念

5G成果頻出2020年或?qū)⑸逃?/p>

趕在2017世界移動大會——上海展之前,廣東移動、廣東聯(lián)通先后在廣州和深圳開通5G基站。廣東作為全國首批5G試驗(yàn)的重要陣地,接連迎來新成果。

基站的設(shè)立在5G建設(shè)中具有里程碑的意義。廣東移動、廣東聯(lián)通的5G基站,均是為5G外場測試準(zhǔn)備的,這一測試是實(shí)現(xiàn)5G商用的重要環(huán)節(jié)。在廣州大學(xué)城,記者看到,新開通的5G基站,是在原有站房的基礎(chǔ)上設(shè)立5G設(shè)備。現(xiàn)場測試時,工作人員可通過距離基站數(shù)百米的終端閱讀包括速率在內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果。

廣東移動相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,此次開通的5G基站完全基于5G的新空口協(xié)議,但目前測試終端大概有車頭那么大。接下來,終端的便攜化是5G發(fā)展必須攻克的難題。

記者獲悉,移動、聯(lián)通開通的5G基站,采用的均是中興通訊研發(fā)的5G產(chǎn)品,而外場測試則采用中興通訊提供的5G整體解決方案。方案包括無線接入網(wǎng)、測試終端和虛擬核心網(wǎng)等端到端設(shè)備,試驗(yàn)頻段使用3.5GHz,采用MassiveMIMO、LDPC編碼等5G關(guān)鍵技術(shù)。

中國移動在廣州開通5G基站后,在上海也開通了5G基站。年內(nèi),中國移動還將在全國范圍內(nèi)把試驗(yàn)城市擴(kuò)大為5個。

在三大傳統(tǒng)運(yùn)營商中,中國移動第一家提出了5G發(fā)展路線圖,其計劃在2020年實(shí)現(xiàn)5G全網(wǎng)商用。

中國電信的5G開放實(shí)驗(yàn)室則分別位于上海、北京和廣州,其5G部署的總體規(guī)劃是2016年—2018年完成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)研究以及概念驗(yàn)證,并提出4G向5G演進(jìn)技術(shù)方案以及開展部分關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)室測試與外場試驗(yàn),2019年建成若干規(guī)模預(yù)商用網(wǎng),2020年實(shí)現(xiàn)5G商用的目標(biāo)。

中國聯(lián)通則計劃下半年尋找2—4個城市進(jìn)行5G的技術(shù)驗(yàn)證和組網(wǎng)驗(yàn)證,明年會在5—6個城市按照三層網(wǎng)的架構(gòu),進(jìn)行室內(nèi)外協(xié)同等相關(guān)試驗(yàn),在2019年會按照預(yù)商用的條件進(jìn)行規(guī)模部署,在2020年實(shí)行更大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)部署。

這意味著,與許多被熱炒的資本概念不同,5G并非空中樓閣,它一直在階段性成果的演進(jìn)中逐漸變得清晰。在這之中,傳統(tǒng)運(yùn)營商發(fā)力明顯,而系統(tǒng)設(shè)備商爭先研發(fā)5G產(chǎn)品也起了關(guān)鍵作用。

在2017世界移動大會——上海展上,記者便看到了華為、中興等系統(tǒng)設(shè)備商帶來的5G預(yù)商用產(chǎn)品及解決方案。華為展示了5G服務(wù)化核心網(wǎng)樣機(jī)等,中興推出的則是5G高低頻系列化預(yù)商用產(chǎn)品,支持3GPP 5G NR新空口協(xié)議,支持業(yè)界5G主流頻段,采用Massive MIMO、Beam Tracking(波束跟蹤)、Beam Forming(波束賦形)等5G關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)悉,目前華為在全球有11個不同的5G研發(fā)基地,其中歐洲3個、中國6個,超過2000名技術(shù)人員專職研究5G。實(shí)際上,華為是最早開始5G研究的。早在2009年,華為就啟動了5G早期研究。預(yù)計到2018年,華為將投入6億美元進(jìn)行5G研究。

■速度僅是基礎(chǔ)

還具備毫秒級時延和超高密度連接

廣東移動相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,在大學(xué)城進(jìn)行的外場測試中,5G網(wǎng)絡(luò)速率穩(wěn)定維持在2Gbps以上,在廣東聯(lián)通進(jìn)行的測試中,速率水準(zhǔn)也在此上下。按照這個速率,用戶一眨眼就可以下完一部電影。

對比4G,5G快到了什么程度呢?中國信息通信研究院日前發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)社會影響白皮書》(以下簡稱《白皮書》)指出,5G網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到至少10倍于4G的峰值速率。

從1G到2G,移動通信技術(shù)完成了從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變,在語音業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上,擴(kuò)展支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。從2G到3G,數(shù)據(jù)傳輸能力得到顯著提升,峰值速率可達(dá)2Mbps至數(shù)十Mbps,支持視頻電話等移動多媒體業(yè)務(wù)。4G的傳輸能力比3G又提升了一個數(shù)量級,峰值速率可達(dá)100Mbps至1Gbps。相對于4G技術(shù),5G將以一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提供峰值10Gbps以上的帶寬,用戶體驗(yàn)速率可穩(wěn)定在1Gbps—2Gbps。

不過,高速僅僅是5G“天賦”的“冰山一角”?！栋灼肪椭赋?5G還具備毫秒級時延和超高密度連接兩個“殺手級”特性。

低延遲,意味著不僅上行下行會更快,等待數(shù)據(jù)傳輸開始的響應(yīng)時間也會大幅縮短。比如,當(dāng)用戶在手機(jī)上觀看4K視頻時,卡頓也會明顯減少。

超高密度連接,則將解決當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)存在的最嚴(yán)重的問題:嚴(yán)重缺乏帶寬。如今,3G和4G網(wǎng)絡(luò)上的無線頻率“人滿為患”,而5G高容量的特性讓生活在人員密集、流量需求大區(qū)域的用戶,也能享受到高速網(wǎng)絡(luò)。

對此,《白皮書》指出,5G支持虛擬現(xiàn)實(shí)等極致業(yè)務(wù)體驗(yàn),連接數(shù)密度可達(dá)100萬個/平方公里,有效支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入;流量密度可達(dá)10Mbps/平方米,支持未來千倍以上移動業(yè)務(wù)流量增長。

中國工程院院士鄔賀銓進(jìn)一步向記者解析,按照3GPP的定義,5G具備高性能、低延遲與高容量特性,其實(shí)質(zhì)是5G網(wǎng)絡(luò)中毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形五大技術(shù)特性?！巴ㄋ椎刂v,就是5G網(wǎng)絡(luò)將開啟新的頻帶資源。在此之前,毫米波只在衛(wèi)星和雷達(dá)系統(tǒng)上被應(yīng)用,5G網(wǎng)絡(luò)基站是大量小型基站,功耗比現(xiàn)在大型基站低,基站的天線規(guī)模也會大增,形成陣列,提升移動網(wǎng)絡(luò)容量,發(fā)送更多信息?！?/p>

■前沿技術(shù)愛它

VR/AR、無人駕駛落地離不開5G

如此多的特性,決定5G并非等于4G+1G。5G讓智能的萬物能夠互聯(lián),實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模機(jī)器間的相互通信。英特爾公司預(yù)計,到2020年,5G將會連接500億臺智能設(shè)備和77億人。

英特爾通信與設(shè)備事業(yè)部無線標(biāo)準(zhǔn)首席技術(shù)專家吳耕向記者表示,5G需要通信和計算的融合,用計算解決通信問題、用通信解決計算問題,以支持海量設(shè)備的互聯(lián)和海量數(shù)據(jù)的傳輸及處理。5G采用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN),將第一次真正將智慧云和云端處理的有價值的信息傳輸?shù)街悄茉O(shè)備端。屆時,手機(jī)和電腦的應(yīng)用水平將不再受限于設(shè)備本身的配置,而是可以借力云端獲得更強(qiáng)大的處理能力。

鮮為人知的是,5G的這種連接能力,對于未來科技也有著非凡意義。在本次2017年世界移動大會——上海展上,VR/AR、無人駕駛等備受關(guān)注,它們也是近些年頻繁被人談及的未來科技,代表著前沿發(fā)展的方向。不過,在部分業(yè)內(nèi)人士看來,5G才是此類未來科技真正落地的關(guān)鍵。

也許不少消費(fèi)者都曾在體驗(yàn)VR技術(shù)時感到眩暈,這實(shí)際上也是VR必須要解決的技術(shù)難題,而5G將給這一技術(shù)難題的解決帶來突破?！把炓欢ǔ潭壬鲜且?yàn)闀r延,就是當(dāng)VR體驗(yàn)者做出動作,整個系統(tǒng)從監(jiān)測動作到將運(yùn)動反映到VR視野中會有一定的延遲滯后,觀眾就會感到暈,5G時延極短,所以會減輕由時延帶來的眩暈感,而如果是需要聯(lián)網(wǎng)的VR,那就更需要用到5G高速的數(shù)據(jù)傳播特性?！币苿油ㄐ欧治鰩燀?xiàng)立剛向記者表示。

事實(shí)上,無人駕駛同樣也將受益于5G的低延時。智能駕駛技術(shù)主要由傳感器、控制器和執(zhí)行器組成,當(dāng)下4G網(wǎng)絡(luò)的支持可以做到部分無人駕駛(定速巡航、自動緊急剎車等),而5G在理論上可以支撐完全無人駕駛。因?yàn)楦偷臅r延決定了駕駛系統(tǒng)能在更短的時間內(nèi)對突發(fā)情況做出快速反應(yīng)。例如,車速達(dá)到120km/h時,前后車的動作只有15ms的時差,要在這15ms內(nèi)做出足夠快的響應(yīng)(傳感器監(jiān)測環(huán)境傳輸數(shù)據(jù),控制器接收數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,執(zhí)行器開始執(zhí)行),以4G約20ms的時延將會發(fā)生事故,而5G的時延是1ms,幾乎等于實(shí)時反應(yīng)。

■終將助力經(jīng)濟(jì)

可促進(jìn)眾多產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級

日前,廣東移動聯(lián)合上下游9家企業(yè)共同簽署“5G改變社會”產(chǎn)業(yè)推進(jìn)倡議書,這些企業(yè)將在以下四個方面展開5G產(chǎn)業(yè)合作:一是成立5G重點(diǎn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,推進(jìn)5G技術(shù)應(yīng)用;二是以5G技術(shù)為產(chǎn)業(yè)合作與創(chuàng)新平臺,布局5G智能終端產(chǎn)業(yè)和5G網(wǎng)絡(luò)裝備產(chǎn)業(yè);三是加快推進(jìn)示范應(yīng)用,掌握核心專利,盡早推出商用產(chǎn)品,降低使用成本及門檻;四是共同推進(jìn)社會、企業(yè)、個人安全防護(hù)技術(shù),聯(lián)合共同建設(shè)網(wǎng)絡(luò)安全體系。

記者注意到,與此前3G、4G發(fā)展時的相對封閉各自為政不同,在5G、物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)上,包括傳統(tǒng)運(yùn)營商、系統(tǒng)設(shè)備商在內(nèi)的相關(guān)企業(yè)越來越強(qiáng)調(diào)合作共建產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,而其背后,看重的正是新一代技術(shù)對社會變化的巨大推動力,對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的促進(jìn)。

當(dāng)前,車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能電表等大熱,其背后的技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)對時延和帶寬沒有非常嚴(yán)格的要求,但是對能量消耗很敏感。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵就是發(fā)展低功耗廣域網(wǎng)。以抄水表為例:以一個居民小區(qū)為范圍,定期人工抄水表就需要耗費(fèi)一定的人力和時間,如果用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成抄水表的工作,那只需要在整個城市每一戶的水表安裝相關(guān)設(shè)備,讓數(shù)據(jù)以一定的時間周期上傳到管理中心就可以了。然而,常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)會消耗很大能量,對于像抄水表這種定期上傳極少數(shù)據(jù)(一串?dāng)?shù)字)的終端,如果繼續(xù)采用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)的話成本會很高,而5G的低功耗將可以讓低功耗廣域互聯(lián)再上一個臺階。以此類推,5G將在車聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、智慧城市建設(shè)中“大展身手”,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

而《白皮書》也預(yù)測,5G將在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)增加值和就業(yè)增長上形成貢獻(xiàn)。從產(chǎn)出規(guī)模看,2030年5G帶動的直接產(chǎn)出和間接產(chǎn)出將分別達(dá)到6.3萬億元和10.6萬億元。在直接產(chǎn)出方面,按照2020年5G正式商用算起,預(yù)計當(dāng)年將帶動約4840億元直接產(chǎn)出,2025年、2030年將分別增長到3.3萬億、6.3萬億元,10年間的年均復(fù)合增長率為29%。在間接產(chǎn)出方面,2020年、2025年和2030年,5G將分別帶動1.2萬億、6.3萬億和10.6萬億元,年均復(fù)合增長率為24%。

《白皮書》還特別指出,5G商用將推動垂直行業(yè)的發(fā)展,各垂直行業(yè)將成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支出主要力量。在5G商用初期,運(yùn)營商將開展5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè),預(yù)計2020年,電信運(yùn)營商在5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的投資將超過2200億元,各行業(yè)在5G設(shè)備方面的支出超過540億元。隨著網(wǎng)絡(luò)部署持續(xù)完善,運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支出預(yù)計自2024年起將開始回落。同時隨著5G向垂直行業(yè)應(yīng)用的滲透融合,各行業(yè)在5G設(shè)備上的支出將穩(wěn)步增長,成為帶動相關(guān)設(shè)備制造企業(yè)收入增長的主要力量。2030年,預(yù)計各行業(yè)各領(lǐng)域在5G設(shè)備上的支出將超過5200億元,在設(shè)備制造企業(yè)總收入中的占比接近69%。

測試數(shù)據(jù)

◎在廣州大學(xué)城外場測試中,廣東移動的5G網(wǎng)絡(luò)速率穩(wěn)定維持在2Gbps以上,在廣東聯(lián)通進(jìn)行的測試中,速率水準(zhǔn)也在此上下。據(jù)介紹,5G網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到至少10倍于4G的峰值速率

◎5G還具備毫秒級時延和超高密度連接兩個“殺手級”特性。如連接數(shù)密度可達(dá)100萬個/平方公里,有效支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入;流量密度可達(dá)10Mbps/平方米,支持未來千倍以上移動業(yè)務(wù)流量增長

商用時間

◎中國移動:計劃2020年實(shí)現(xiàn)5G全網(wǎng)商用

◎中國電信:2019年建成若干規(guī)模預(yù)商用網(wǎng),2020年實(shí)現(xiàn)5G商用目標(biāo)

◎中國聯(lián)通:2019年按預(yù)商用條件部署,2020年實(shí)行更大規(guī)模5G網(wǎng)絡(luò)部署

未來展望

◎手機(jī)和電腦的應(yīng)用水平將不再受限于設(shè)備本身的配置,而是可以借力云端獲得更強(qiáng)大的處理能力

◎當(dāng)下4G網(wǎng)絡(luò)的支持可以做到部分無人駕駛(定速巡航、自動緊急剎車等),而5G在理論上可以支撐完全無人駕駛

◎5G還將在車聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、智慧城市建設(shè)中“大展身手”,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級

經(jīng)濟(jì)助力

◎《5G經(jīng)濟(jì)社會影響白皮書》指出,從產(chǎn)出規(guī)?？?2030年5G帶動的直接產(chǎn)出和間接產(chǎn)出將分別達(dá)到6.3萬億和10.6萬億元