本報記者 夏旭田 實 習 生 鐘華 楊諾婭 北京報道
導讀
如果一輛汽車以100公里每小時的速度行駛，30毫秒的網(wǎng)絡時延意味著83.33厘米的移動距離，而1毫秒的移動距離僅為2.78厘米。實際上，不少交通事故就發(fā)生在這一念之間，有數(shù)據(jù)顯示，司機的平均剎車反應時間大概是0.8秒，5G網(wǎng)絡下自動駕駛的快速反應能力已經(jīng)優(yōu)于人類。
1200公里之外的上海試驗場中，一臺真實的汽車正通過5G試驗網(wǎng)連接在北京的遠程駕駛平臺上。起步、加速、轉彎，在北京遙控上海的車輛與實時駕駛體驗并無太大差別，5G的超低時延保證了日常駕駛習慣在遠程操縱中的安全，超高速率也使車載高清攝像頭將車外環(huán)境實時傳回控制屏幕。
不久前在北京一次通信展上，一個由華為、中國移動與上汽集團合作搭建的5G遠程駕駛平臺，成為全場最引人矚目的焦點。
用不了多久，這款雛形產(chǎn)品就會開出展會和試驗場，開進人們的日常生活，開進這迎面而來的5G時代。
在技術與需求的雙輪驅動下，5G正在加速到來。移動通信技術的代際躍遷往往帶來系統(tǒng)性能的指數(shù)級提升，并催生層出不窮的新業(yè)務，成為社會進步的標志性刻度。5G將實現(xiàn)千億級別的連接、10Gbps的速率以及低至1毫秒的時延，這將帶來超高清視頻、虛擬現(xiàn)實等極致的通信體驗，更有可能引爆車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等多個垂直行業(yè)的快速發(fā)展。
相較于以往以人為主要連接標的，5G更加注重物的連接：5G的三大場景中，海量機器通信、低時延高可靠通信兩大場景都是以物為主要連接對象。超大連接、廣域覆蓋和更低的功耗使以智慧城市、智能家居為代表的物聯(lián)網(wǎng)開始與移動通信融合，5G還將廣泛應用在遠程控制、自動駕駛、工廠自動化等多個領域，預期千億級的設備將接入到5G網(wǎng)絡中來。一個萬物互聯(lián)的時代呼之欲出。
未來，5G將可能成為一種通用技術，像電力、互聯(lián)網(wǎng)一樣成為多個行業(yè)變革的催化劑。這將打開數(shù)萬億的市場空間。有分析預測，到2030年，5G直接帶動的社會總產(chǎn)出、經(jīng)濟增加值將分別達6.3萬億元、2.9萬億元，創(chuàng)造就業(yè)機會800萬個；到2035年5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元的經(jīng)濟產(chǎn)出。
技術需求驅動5G加速迭代
自上世紀80年代以來，移動通信以每十年左右迭代一次的速度不斷演化。遵循這一規(guī)律，移動通信如今正大踏步地邁向5G時代。
縱觀歷史，移動通信技術的代際躍遷往往使系統(tǒng)性能獲得指數(shù)級提升，并催生層出不窮的新業(yè)務，成為社會進步的標志性刻度。
從1G到2G，移動通信完成了從模擬到數(shù)字的轉變，在語音業(yè)務基礎上，開始支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務。從2G到3G，峰值速率超過2Mbps，支持視頻電話等移動多媒體業(yè)務。4G傳輸能力比3G又提升了一個數(shù)量級，峰值速率可達100Mbps至1Gbps。即將到來的5G，將提供峰值10Gbps以上的速率、毫秒級時延和超高密度連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡性能新的躍升。
中國信通院移動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)部副主任魏凱告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，在技術與需求兩方面因素的共同推動下，目前5G正在快速推進。
在技術上，他表示，5G將用更復雜的算法和更高的計算能力來置換傳統(tǒng)的帶寬，以快速發(fā)展的IT技術提升通訊能力。
他表示，摩爾定律（即每隔18-24個月，集成電路上可容納的元器件數(shù)目便會增加一倍，計算性能也提升一倍）在通信領域持續(xù)發(fā)揮著作用，如今在發(fā)射端和接收端都可以用計算能力來提升通信的效率。
中國信通院無線與移動領域副主席李珊表示，技術上看，5G與此前幾代通信最大的差別在于，后者都有一個核心的技術，比如3G有CDMA，4G有LTE，但5G與此不同，它是通過完善一組技術來提升性能，滿足多樣化的需求。比如利用大規(guī)模天線提高網(wǎng)絡傳輸速率、利用密集組網(wǎng)滿足熱點的需求，通過簡化空口結構和網(wǎng)絡結構去降低時延和成本。
目前5G技術已經(jīng)確定了8大關鍵能力指標：峰值速率達到10Gbps、頻譜效率比IMT-A提升3倍、移動性達500公里/小時、時延低至1毫秒，用戶體驗數(shù)據(jù)率達到100Mbps、連接密度每平方公里達到10的6次方個、能效比IMT-A提升100倍、流量密度每平方米達到10Mbps，其中前四個是傳統(tǒng)指標，后四個為新增指標。
由于關鍵指標的多元化，相對4G的單一場景，5G能夠支持eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量機器通信）、uRLLC（低時延高可靠通信）三大場景。這使得5G能夠滿足VR、超高清視頻等極致體驗，支持海量的物聯(lián)網(wǎng)設備接入，滿足車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)控制的嚴苛要求。
在魏凱看來，上述產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求正是驅動5G快速發(fā)展的另一大動力。
以超高清產(chǎn)業(yè)為例，北京交通大學光電子技術研究所教授徐征告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，目前中國在超高清視頻方面，面板等終端已經(jīng)不成問題，但產(chǎn)品最大的瓶頸在于前端的傳輸，5G的落地有利于打破這一瓶頸。
高速率是5G的首要特點，其網(wǎng)絡傳輸速率將達到10Gpbs，這意味著用戶使用5G時可以在40秒內(nèi)下載一個50G的超高清視頻，這為4K/8K等超高清視頻、VR/AR、極速下載、云服務等產(chǎn)業(yè)提供了強大的技術支撐。
“萬物互聯(lián)”時代來臨
此前的移動通信主要解決人與人之間的通信，而5G將目標指向了萬物互聯(lián)：在未來的5G時代，人的連接只是一小部分，更多的是人與物、物與物之間的連接。5G的三大場景中mMTC、uRLLC兩大場景都是以物的連接為目標。
5G將支持海量的機器通信。中國IMT-2020（5G）推進組組長、中國信通院副院長王志勤表示，隨著以智慧城市、智能家居等為代表的相關場景與移動通信深度融合，預計千億量級的設備將接入5G網(wǎng)絡。她表示，到2030年，移動網(wǎng)絡連接的設備總量就會超過一千億。
近日，工信部賽迪智庫無線電管理研究所研究員彭健告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，5G將與下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6相結合，催生海量物的連接。
正在推進的IPv6可以增加340萬億個IP地址，這將使地球上的一粒沙子都可以擁有自己的IP地址，加上5G千億級別的接入能力，可以滿足海量設備入網(wǎng)的需要。此外，正處于爆發(fā)式增長邊緣的NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）也將是5G商用的一個重要的前奏，前者已在共享單車、遠程抄表、智慧城市等諸多領域取得了顯著突破。
“在大連接方面，NB-IoT與5G非常相似，NB-IoT將面向5G來演進。”彭健表示，5G海量的機器通信需要降低功耗和成本，提升傳感器等設備的電池續(xù)航能力，增加設備的壽命，“以前技術的功耗都比較高，而現(xiàn)在一個電池可以用十年，這也正是NB-IoT快速發(fā)展的重要原因�！�
在低時延高可靠通信場景中，車聯(lián)網(wǎng)是一個典型。多位受訪對象向21世紀經(jīng)濟報道記者表示，車聯(lián)網(wǎng)將成為5G技術率先落地的首個垂直應用。
彭健表示，不像其他物聯(lián)網(wǎng)采取紅外、藍牙等不統(tǒng)一的標準，車聯(lián)網(wǎng)在一開始就確定使用的是移動蜂窩技術，此前在4G背景下，LTE-V2X已經(jīng)有了不少技術積累，隨著5G的到來，車聯(lián)網(wǎng)有望平滑過渡至5G-V2X。
在上述通信展上，華為的技術人員告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，超低的時延是5G得以支撐這類應用的核心能力，這保證了網(wǎng)絡的快速反應能力。一般情況下，3G的網(wǎng)絡時延會到100毫秒，4G可以達到20-30毫秒，而5G網(wǎng)絡的時延則進一步縮短到1毫秒。
這種差別可能在上網(wǎng)時體驗并不明顯，但對自動駕駛等關乎安全的行業(yè)卻至關重要：如果一輛汽車以100公里每小時的速度行駛，30毫秒的網(wǎng)絡時延意味著83.33厘米的移動距離，而1毫秒的移動距離僅為2.78厘米。實際上，不少交通事故就發(fā)生在這一念之間，有數(shù)據(jù)顯示，司機的平均剎車反應時間大概是0.8秒，5G網(wǎng)絡下自動駕駛的快速反應能力已經(jīng)優(yōu)于人類。
這一特性也將使5G廣泛應用在重型設備的遠程控制、工廠自動化、工廠實時監(jiān)控、智能電網(wǎng)和遠程手術等領域，極大地促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療的發(fā)展。
中國信通院近日的報告預計，到2030年，中國在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠程醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)四大行業(yè)中的5G投入（通信設備和通信服務）將分別達到2000億元、640億元、120億元和100億元。
萬億級市場的三大動力
高通2017年發(fā)布的一份報告預測，到2035年5G將在全球創(chuàng)造12.3萬億美元的經(jīng)濟產(chǎn)出，從2020年至2035年間，5G對全球GDP增長的貢獻相當于與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟體。
這份報告認為，5G技術將成為和電力、互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)明一樣的通用技術，成為多個行業(yè)轉型變革的催化劑，并成為社會經(jīng)濟發(fā)展主要動力的一部分。
中國信通院隨后發(fā)布的《5G經(jīng)濟社會影響白皮書》測算了5G對中國經(jīng)濟的影響：在總產(chǎn)出上，按照2020年5G正式商用算起，預計當年將帶動約4840億元的直接產(chǎn)出，2025年、2030年這一數(shù)字將分別增至3.3萬億、6.3萬億元。
值得注意的是，隨著5G商用進程的不斷推進，拉動產(chǎn)出增長的動力將會從網(wǎng)絡建設到終端設備再到信息服務逐次切換。
在5G商用初期，大規(guī)模的運營商網(wǎng)絡建設和5G網(wǎng)絡設備投資可能是5G經(jīng)濟產(chǎn)出的主要來源。白皮書預計2020年，網(wǎng)絡設備和終端設備收入合計約4500億元。其中，電信運營商在5G網(wǎng)絡設備上的投資超過2200億元，各行業(yè)在5G設備方面的支出超過540億元。
一位通信業(yè)內(nèi)人士表示，早期投資主要側重于5G基站建設，主要投向主設備以及配套的網(wǎng)絡規(guī)劃、建設、鐵塔及傳輸?shù)阮I域，并進而傳導至射頻器件、光模塊、基站天線等方面。
他預計未來5G 宏基站量將是4G的1.25倍，約為450萬；預計單基站的平均成本將達到15.67萬元，因而中國5G網(wǎng)絡建設的總投資將達到7050億元，較4G增長56.7%。
工信部賽迪智庫無線電管理研究所所長李宏偉告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，從4G到5G既要考慮技術上的跨越，又要考慮設備換代的成本，目前的4G網(wǎng)絡并非需要全部更換，比如華為在設計自己的基站時已經(jīng)考慮到了延續(xù)性，這有利于降低換代成本�！按送猓W(wǎng)絡建設要和終端的推廣共同發(fā)力，否則公路修得再好，沒車跑也是不行的�！�
終端設備將是接替網(wǎng)絡建設的另一個增長動力。白皮書預計，在5G商用中期，來自用戶和其他行業(yè)的終端設備支出和電信服務支出將大幅增長，到2025年，上述兩項支出有望達到1.4萬億和0.7萬億元。
終端方面，首當其沖的就是手機的更新?lián)Q代。高通近期開展的一項5G消費者調查結果顯示，超過86%的受訪者需要或者愿意在下一部智能手機上使用更快的連接，超過50%的受訪者有意向在5G智能手機上市后進行購買。
值得注意的是，5G時代，手機僅是入網(wǎng)設備中的一種，隨著5G向垂直行業(yè)應用的滲透融合，5G支持的其他設備將會大量涌現(xiàn)。上述白皮書預計，2030年，各行業(yè)在5G設備上的支出超過5200億元。
而在5G商用中后期，8K視頻、虛擬現(xiàn)實教育系統(tǒng)等數(shù)字內(nèi)容服務將走進千家萬戶，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與5G相關的信息服務收入有望出現(xiàn)顯著增長。白皮書預計，到2030年，5G催生的互聯(lián)網(wǎng)信息服務收入將達到2.6萬億元，其中，電信運營商流量收入所產(chǎn)生的GDP約9000億元，各類信息服務商提供信息服務將產(chǎn)生約1.7萬億元的GDP。
“業(yè)內(nèi)都說4G改變生活，5G改變社會。5G本身就是一個很長的產(chǎn)業(yè)鏈，包括上游的基站升級、中游的網(wǎng)絡建設、下游的終端產(chǎn)品及應用服務。更重要的是，5G將成為一個‘賦能者’，它將廣泛地滲透到工業(yè)、能源、醫(yī)療、教育、城市管理等各行各業(yè)，并有可能憑借新的性能引爆車聯(lián)網(wǎng)等多個垂直行業(yè)，從而深刻地改變整個社會�！痹谏鲜稣箷希A為的一位員工信心十足地說。
