蚌埠移动成功开通首个5G基站,工信部宣布我国5G已经具备商用基础、正式发放5G商用牌照,多个品牌5G手机年内上市,中国首批5G试点城市名单公布,年底上海将基本实现5G网络全覆盖,全球三分之二已发布的5G商用网络由华为部署,全球5G用户在2020年底将达到1亿……
5G虽然还没有进入商用,但有关5G的“江湖传说”已传得沸沸扬扬,5G是个啥?能给我们的生活带来哪些变化?蚌埠市民何时可享用5G?无人驾驶时代何时到来?“万物互联”能实现吗?5G对当下的产业经济会有哪些影响?
5G是个啥
5G将构筑全新的生态链
“简单说,5G的特点就是‘高、低、大’。”中国移动蚌埠分公司网络部乔国荣介绍,乔国荣的岗位是无线网优化,他对无线通信从1G到5G的发展过程有深入的了解:“商用移动无线通信开始于1980年代,从1G到5G,大致可以以10年为一个周期,每10年迭代一次。”
1G是模拟语音通信时代,半截砖头大小的“大哥大”是1G的象征。中国首个移动通信网络1987年在广东省开通,标志着中国的移动通信正式开始。模拟通信只能语音传输,语音品质低,信号不稳定,有盗号、串号现象。
2G开启了数字通讯时代,安全性得到提升。手机厂商从摩托罗拉一家独大,到爱立信、诺基亚等公司纷纷崛起,造就了一批著名通信企业。手机体积也日益小型化、轻量化,有了可以编发短信小屏幕。价格不断下降的手机,从小众走向大众。
3G开始了多媒体通信,传输速度大幅增加,抗干扰能力增强。以苹果iphone为代表的智能机出现。手机可以移动上网,不仅语音、短信,图片也可以在手机上实现移动传输,多媒体通信技术快速提升。
4G步入无线宽带时代,基于高速数据传输的应用刷新了移动互联网技术,支持大数据量的视频传输,智能手机屏幕越来越大,新的应用越来越多,颠覆很多传统观念,移动支付就是4G时代最成功的应用。
第五代通信技术5G,主要特点是波长为毫米级,超高速度、超低延时、超大数据连接,带来超百倍的能效提升和超百倍的比特率成本降低等优势。1G到4G都是着眼于人与人之间更方便快捷的通信,而5G的强大性能,将助推包括物联网、车联网在内的大数据应用的提升,使“万物互联”成为可能。
5G将渗透到我们生活的方方面面,可能会带来颠覆性的变化,这也是未来5G发展的主要驱动力。乔国荣说,比如家居生活,我们可以把所有的家电、家具包括窗帘等,加装上传感器,实现远程自动控制,灯光自动打开,空调自行启动,窗帘自动开闭,电饭煲自动做饭,浇花器定时浇花,空气净化器、加湿器按设定值自动运行……这些改变,将可能使家电行业、家具行业重新洗牌,带动更多的智能制造。
5G与材料、电子、汽车等工业门类及交通、金融、医疗、教育、体育、娱乐等产业的深度融合,也将会产生巨大的产业驱动力,对国民经济发展形成巨大推动。据有关机构测算,5G在2020年、2025年和2030年的可直接产出经济效益分别是4840亿元、3.3万亿元和6.3万亿元,间接产出经济效益则分别为1.2万亿元、6.3万亿元、10.6万亿元。
据悉,市发改委已委托中电科41所相关专家,正在组织《蚌埠市5G通信产业发展规划》编制工作,5G产业将成为蚌埠产业发展中最值得期待的亮点。
“目前还很难给5G下一个准确定义。‘信息随心至,万物触手及’是人们赋予5G的愿景。5G的定义应该是在全面商用后,人们根据它最突出、最典型的成就,来赋予内容。”乔国荣说。中国移动等运营商已在全国布局5G应用,蚌埠将紧随合肥之后进入5G时代,市民很快就能使用5G手机。
“我们能够预见:5G不仅将改变我们的生活,还将构筑全新的生态链。”
5G能干啥
连接想象世界和现实世界的通道
“可以说,5G打开了连接想象世界和现实世界的通道,许多以前只能想象的、科幻电影里才有的场景,都可以通过5G实现。”中国移动蚌埠分公司产品经理冯晓强说。“以前没有QQ、没有微信,一旦想象出了这一应用,就改变了我们的社交方式。再如手机支付的出现,不仅部分取代了现金,也开辟和占领了这一市场。5G让我们的想象有了更广阔的空间,也将诞生出更多的发展机会,涌现出更多的新产业、新业态。”
“5G的发展会有一个不断演进的过程,可能首先会在重点区域实现覆盖,比如智能制造体系里的智慧工厂。智慧工厂是工信部力推的人工智能应用典型场景,但受制于现有网络速率低、延时长的限制,或是有些生产区域很难布设光纤,因此实现难度较大,商用成熟度低,使用场景受限。5G的出现将会打破这种僵局。”冯晓强介绍,中国移动与华为、合力公司三方打造了国内首台5G无人驾驶叉车,依托于5G网络高速率、低时延,车辆可以把大量的实时行车数据传输至云端服务器,云端服务器处理后回传控制指令,毫秒级的反应速度使整个交互过程流畅迅速,令叉车在作业区内的路径规划、自动行驶、装卸操作等功能,都实现高度的自动化和智能化。“这是未来5G技术在港口、厂区进行无人物流搬运装卸的典型应用。类似的实验在天津港也很成功。”冯晓强说。我市的智能制造企业已介入5G应用,将与移动通信公司展开更深层次的合作。
高速率、低延时、大连接是5G的关键能力,可以应用于高清的流视频流媒体观看,仿真视频会议,高清媒体直播等场景,可以为使用者提供更加流畅和优质的体验。VR(虚拟现实)和AR(增强现实)技术将在5G时代大放光彩。
“VR能够带来沉浸式的体验感,比如,VR全景直播,移动用户通过手机、VR眼镜等设备,体验超高清虚拟现实的现场直播。”冯晓强说。目前VR眼镜还比较笨重,要用有线方式连接。但是当5G成熟之后,VR眼镜里进行视觉渲染计算等部件可以部署到云端,可使VR眼镜体积和重量大大降低,使用更加轻便,同时也会降低硬件成本,更容易商用推广。所以说,VR会是5G时代的重量级应用。
5G将给多种产业带来革命性的变化。
“大家都知道,下井挖煤是一项风险性很高的工作。VR应用可以在井下这样的特殊作业环境中,解决难定位、难调度、难操作、难救援等关键问题,借助于5G网络和精准定位技术,可以将前端开采设备与后端实时连接,自动完成交管控制及大型设备远程操作。”基于5G的低时延、高可靠性网络,结合高精度定位技术,可试行无人化操作,实现井下自动驾驶和远程操作控制,达到生产零事故、零伤亡安全目标。在矿井里联网车辆之间还有协同,可以进行自动避让。基于全新地图展示和设备定位,管理人员可以清楚地看到机器人作业的位置,设备也可以准确地规划自己的运营线路。
远程医疗的概念在上世纪50年代就已提出,发展至今,可以说有很大的突破,但是仍然存在一些问题。比如信号质量不稳定会影响诊疗过程的连续性,速率较低会影响图片、视频、语音的质量,进而对医生的正确判断造成误差。而远程医疗应用5G平台后,毫秒级的低时延,将会大幅提升远程医疗的安全性和精准度。前不久,安医二附院与石台县人民医院之间远程协同进行一例腹腔镜胆囊切除手术。在5G网络的支持下,相隔200多公里的两地医院手术医生精准配合,手术顺利完成。未来,远程医疗技术的全面应用,可将优质医疗资源向偏远地区覆盖,为偏僻地区的患者带来福音。
“蚌医二附院正在筹划远程医疗相关项目,期望通过整合国内国际医疗资源,在远程医疗方面有所作为。”蚌医二附院相关负责人介绍。
每粒沙子都有一个IP地址
“每粒沙子都有一个IP地址,这就是‘万物互联’时代的特征。”冯晓强说,只要芯片足够廉价,从理论上说,我们可以把任何有形物体“连接”起来,实现智能控制。
“万物互联”的概念很早就有人提出。WiFi也可以实现万物互联,但是标准不一,安全性太差,通信行业最重要的就是安全性。目前的4G技术满足不了大容量的多点接入,速率和抗干扰性也有一定局限。而5G突破了这些瓶颈,将推动物联网迎来一场大变革,继而推动材料科学、智能制造的大跃进。
“雄安新区正在做大型建筑物联网测试,大厦外立面每块玻璃都安装了传感器,随时反映温度、光照、强度的变化。”冯晓强说,芯片微型化技术的提升,可以让每栋大厦都成为智慧建筑。我市的大型公用建筑应用这项技术后,可以更加节能环保。
“如果是在一个有几万名观众的大型演出现场,我们就会发现网速变慢了,这是因为4G带宽不够。5G的带宽足以完成热点地区的巨量连接,也足以支撑万物互联。”冯晓强说。
基于5G的无人驾驶及远程控制,反应速度比人还快,可在几毫秒内执行前进、加速、刹车、转弯等驾驶指令,为无人驾驶汽车的安全行驶提供了保障。
在农业应用领域,5G可以帮助无人机等设备实现精准的植株识别,根据植株的不同长势来决定喷洒的药量或肥量。5G时代,智慧农业将跃升到一个新高度。
城市智能安防也是城市发展的热点问题,现在智能安防的进一步发展,对传输带宽、灵活部署、响应速度等方面都提出了更高要求,现有的4G和固网场景难以匹配。乔国荣介绍,5G网络大带宽、低时延、大连接的特点,可以满足安防行业的新需求。最新研制的5G+4k的安防监控解决方案,不需要铺设专线光缆,将摄像头部署在一个区域,就可以清晰识别一定范围内的人脸和车牌。电影中出现的可以不断放大的监控画面,进而辨识出肇事车辆牌照、犯罪嫌疑人面部特征的场景,都可以通过5G技术实现。
5G进入商用后,手机等终端设备也会被颠覆,也可能通话上网拿的不是手机,而是穿戴式柔性设备,一个腕式卡带手表就能通信、摄像、测试、保健等多种功能。或将开发出一系列新的上网神器,如笔式手机,屏薄如纸,用时展开,指点上网,处理数据,不用时自动卷成笔状,携带更加方便。
“在5G之前,我们利用网络传输的只是结果,比如我们拍摄的一幅照片或一段视频。5G时代,甚至可以把拍摄过程都传输过去。5G超高速率可以将大部分运算功能通过云端服务器解决,拿在手里的5G的终端设备只是一个显示屏,只保留边缘计算功能,内存、处理器等部件都可省略,终端设备重量和能耗都会大幅削减。”冯晓强说。
智能互联还可以应用于智慧教育、智慧交通、智慧旅游、智慧场馆等方面,推动这些行业领域的创新发展。据市信息办工作人员介绍,我市智慧城市建设在政务、综治、交通、教育、医疗等方面已有较快进展。5G时代的到来,将会有更多的突破性应用。
梅特卡夫定律指出,需求会创造新的需求。网络价值与用户数的平方成正比。网络使用者越多,价值就越大。万物互联可创造难以估量的价值。
5G有局限吗?
巧妇难为无“灶”之炊
“5G是无线通信技术,实现无线通信的关键是网络。5G虽然强大,但是如果没有网络,一样功能都实现不了。”
“5G依赖的是高密度、低能耗、低辐射的基站网,只有基站网齐备的区域,5G通信才有保障。”
冯晓强介绍,移动通信网由一座座基站构成,基站分宏基站和微基站两种。宏基站的特点是大功率、大区域、广覆盖；微基站的发射功率、覆盖范围等比较小,但安全性更高。俗话说,巧妇难为无米之炊,但是如果没有基站这个“灶”,依然难成熟饭。国内首批5G试点城市已公布,预计我市今年底将展开大规模的5G微基站建设,5G商用指日可待。
“5G时代,微基站会更多,尤其像电线杆这样的公共设施上,几乎都会装上5G微基站。”乔国荣说,“在这要给大家科普一下,如果采用的是大基站,离得近,辐射大；离得远,辐射小了,但信号也弱了。而微基站虽然数量多,但是功率低,既能满足5G信号需要,辐射量也远低于安全值。”随着技术的提升,微基站的体积也会大幅缩小。2G、3G时代桌面大的微基站,到5G时代则可能只有手掌大。
学过物理的都知道,波长越长,穿透力越强,传输距离越远；波长越短,效果则相反。5G是毫米级高频通信,虽然有“高、低、大”的优势,但信号穿透力差、传输距离短,因此要依靠密集的微基站,才能实现无缝覆盖。冯晓强说,5G虽然在性能上全面超越了4G,但是还不能全面取代4G,5G和4G会长期并存,这就是当前5G技术的局限。
5G虽然可以实现万物互联,但还不是万能的,性能更强大的6G已经在路上。
