5G只是网速快? 这么认为你就OUT啦

姚翀

2017年07月03日08:42  来源:南方日报
 
原标题:5G只是网速快? 这么认为你就OUT啦

  一秒钟下好一部电影?网络成了一个硬盘?高铁上也能畅快享受网络?这些似乎还有些遥远的事情,很可能3年后就会实现了。而这一切,源于5G的来临。

  不少人可能会发现,近一年来,5G成为通信科技界的关键词常常“抛头露脸”,这不,近期关于5G建设发展的重大消息频频出现。近日,广东移动在国内率先于广州大学城开通5G基站,并进行了5G外场测试。随后,广东联通联合厂商在深圳开通5G基站,也进行了外场测试。而在刚刚结束的2017世界移动大会——上海展上,5G建设成为主题之一,众多企业“抢滩”,纷纷发布自己的战略,展露阶段性研发成果。

  作为公众而言,你是否还记得4G广泛普及带来那些冲击和快感?如果当时的你是欣喜的,那么,当5G到来带给你前所未有的变化时,你可能会更加惊讶不已。但对于5G,有的人可能会说:“不就是速度变快了嘛!”如果你仅仅是这样去认识5G时代,那你可就OUT了!

  事实上,5G并非4G+1G,相比较2G、3G、4G,5G将突破个人业务范畴的局限。这意味着,5G并不是单单指向“比4G更快”。那么,5G究竟“神”在哪?有什么值得我们期待?它到底能带给我们多少改变?本期科技能见度我们带你一起揭开它的神秘面纱……

  ●撰文:南方日报记者 姚翀 实习生 林钰珊 发自上海 策划/统筹:李江萍

  ■并非只是概念

  5G成果频出2020年或将商用

  赶在2017世界移动大会——上海展之前,广东移动、广东联通先后在广州和深圳开通5G基站。广东作为全国首批5G试验的重要阵地,接连迎来新成果。

  基站的设立在5G建设中具有里程碑的意义。广东移动、广东联通的5G基站,均是为5G外场测试准备的,这一测试是实现5G商用的重要环节。在广州大学城,记者看到,新开通的5G基站,是在原有站房的基础上设立5G设备。现场测试时,工作人员可通过距离基站数百米的终端阅读包括速率在内的5G网络运行效果。

  广东移动相关负责人告诉记者,此次开通的5G基站完全基于5G的新空口协议,但目前测试终端大概有车头那么大。接下来,终端的便携化是5G发展必须攻克的难题。

  记者获悉,移动、联通开通的5G基站,采用的均是中兴通讯研发的5G产品,而外场测试则采用中兴通讯提供的5G整体解决方案。方案包括无线接入网、测试终端和虚拟核心网等端到端设备,试验频段使用3.5GHz,采用MassiveMIMO、LDPC编码等5G关键技术。

  中国移动在广州开通5G基站后,在上海也开通了5G基站。年内,中国移动还将在全国范围内把试验城市扩大为5个。

  在三大传统运营商中,中国移动第一家提出了5G发展路线图,其计划在2020年实现5G全网商用。

  中国电信的5G开放实验室则分别位于上海、北京和广州,其5G部署的总体规划是2016年—2018年完成网络架构和关键技术研究以及概念验证,并提出4G向5G演进技术方案以及开展部分关键技术实验室测试与外场试验,2019年建成若干规模预商用网,2020年实现5G商用的目标。

  中国联通则计划下半年寻找2—4个城市进行5G的技术验证和组网验证,明年会在5—6个城市按照三层网的架构,进行室内外协同等相关试验,在2019年会按照预商用的条件进行规模部署,在2020年实行更大规模的5G网络部署。

  这意味着,与许多被热炒的资本概念不同,5G并非空中楼阁,它一直在阶段性成果的演进中逐渐变得清晰。在这之中,传统运营商发力明显,而系统设备商争先研发5G产品也起了关键作用。

  在2017世界移动大会——上海展上,记者便看到了华为、中兴等系统设备商带来的5G预商用产品及解决方案。华为展示了5G服务化核心网样机等,中兴推出的则是5G高低频系列化预商用产品,支持3GPP 5G NR新空口协议,支持业界5G主流频段,采用Massive MIMO、Beam Tracking(波束跟踪)、Beam Forming(波束赋形)等5G关键技术。

  据悉,目前华为在全球有11个不同的5G研发基地,其中欧洲3个、中国6个,超过2000名技术人员专职研究5G。实际上,华为是最早开始5G研究的。早在2009年,华为就启动了5G早期研究。预计到2018年,华为将投入6亿美元进行5G研究。

  ■速度仅是基础

  还具备毫秒级时延和超高密度连接

  广东移动相关负责人告诉记者,在大学城进行的外场测试中,5G网络速率稳定维持在2Gbps以上,在广东联通进行的测试中,速率水准也在此上下。按照这个速率,用户一眨眼就可以下完一部电影。

  对比4G,5G快到了什么程度呢?中国信息通信研究院日前发布的《5G经济社会影响白皮书》(以下简称《白皮书》)指出,5G网络将达到至少10倍于4G的峰值速率。

  从1G到2G,移动通信技术完成了从模拟到数字的转变,在语音业务基础上,扩展支持低速数据业务。从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达2Mbps至数十Mbps,支持视频电话等移动多媒体业务。4G的传输能力比3G又提升了一个数量级,峰值速率可达100Mbps至1Gbps。相对于4G技术,5G将以一种全新的网络架构,提供峰值10Gbps以上的带宽,用户体验速率可稳定在1Gbps—2Gbps。

  不过,高速仅仅是5G“天赋”的“冰山一角”。《白皮书》就指出,5G还具备毫秒级时延和超高密度连接两个“杀手级”特性。

  低延迟,意味着不仅上行下行会更快,等待数据传输开始的响应时间也会大幅缩短。比如,当用户在手机上观看4K视频时,卡顿也会明显减少。

  超高密度连接,则将解决当前移动网络标准存在的最严重的问题:严重缺乏带宽。如今,3G和4G网络上的无线频率“人满为患”,而5G高容量的特性让生活在人员密集、流量需求大区域的用户,也能享受到高速网络。

  对此,《白皮书》指出,5G支持虚拟现实等极致业务体验,连接数密度可达100万个/平方公里,有效支持海量物联网设备接入;流量密度可达10Mbps/平方米,支持未来千倍以上移动业务流量增长。

  中国工程院院士邬贺铨进一步向记者解析,按照3GPP的定义,5G具备高性能、低延迟与高容量特性,其实质是5G网络中毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工以及波束成形五大技术特性。“通俗地讲,就是5G网络将开启新的频带资源。在此之前,毫米波只在卫星和雷达系统上被应用,5G网络基站是大量小型基站,功耗比现在大型基站低,基站的天线规模也会大增,形成阵列,提升移动网络容量,发送更多信息。”

  ■前沿技术爱它

  VR/AR、无人驾驶落地离不开5G

  如此多的特性,决定5G并非等于4G+1G。5G让智能的万物能够互联,实现了大规模机器间的相互通信。英特尔公司预计,到2020年,5G将会连接500亿台智能设备和77亿人。

  英特尔通信与设备事业部无线标准首席技术专家吴耕向记者表示,5G需要通信和计算的融合,用计算解决通信问题、用通信解决计算问题,以支持海量设备的互联和海量数据的传输及处理。5G采用网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN),将第一次真正将智慧云和云端处理的有价值的信息传输到智能设备端。届时,手机和电脑的应用水平将不再受限于设备本身的配置,而是可以借力云端获得更强大的处理能力。

  鲜为人知的是,5G的这种连接能力,对于未来科技也有着非凡意义。在本次2017年世界移动大会——上海展上,VR/AR、无人驾驶等备受关注,它们也是近些年频繁被人谈及的未来科技,代表着前沿发展的方向。不过,在部分业内人士看来,5G才是此类未来科技真正落地的关键。

  也许不少消费者都曾在体验VR技术时感到眩晕,这实际上也是VR必须要解决的技术难题,而5G将给这一技术难题的解决带来突破。“眩晕一定程度上是因为时延,就是当VR体验者做出动作,整个系统从监测动作到将运动反映到VR视野中会有一定的延迟滞后,观众就会感到晕,5G时延极短,所以会减轻由时延带来的眩晕感,而如果是需要联网的VR,那就更需要用到5G高速的数据传播特性。”移动通信分析师项立刚向记者表示。

  事实上,无人驾驶同样也将受益于5G的低延时。智能驾驶技术主要由传感器、控制器和执行器组成,当下4G网络的支持可以做到部分无人驾驶(定速巡航、自动紧急刹车等),而5G在理论上可以支撑完全无人驾驶。因为更低的时延决定了驾驶系统能在更短的时间内对突发情况做出快速反应。例如,车速达到120km/h时,前后车的动作只有15ms的时差,要在这15ms内做出足够快的响应(传感器监测环境传输数据,控制器接收数据进行计算,执行器开始执行),以4G约20ms的时延将会发生事故,而5G的时延是1ms,几乎等于实时反应。

  ■终将助力经济

  可促进众多产业数字化转型升级

  日前,广东移动联合上下游9家企业共同签署“5G改变社会”产业推进倡议书,这些企业将在以下四个方面展开5G产业合作:一是成立5G重点技术实验室,推进5G技术应用;二是以5G技术为产业合作与创新平台,布局5G智能终端产业和5G网络装备产业;三是加快推进示范应用,掌握核心专利,尽早推出商用产品,降低使用成本及门槛;四是共同推进社会、企业、个人安全防护技术,联合共同建设网络安全体系。

  记者注意到,与此前3G、4G发展时的相对封闭各自为政不同,在5G、物联网的建设上,包括传统运营商、系统设备商在内的相关企业越来越强调合作共建产业生态圈,而其背后,看重的正是新一代技术对社会变化的巨大推动力,对产业转型升级的促进。

  当前,车联网、智能家居、智能电表等大热,其背后的技术就是物联网,物联网对时延和带宽没有非常严格的要求,但是对能量消耗很敏感。物联网发展的关键就是发展低功耗广域网。以抄水表为例:以一个居民小区为范围,定期人工抄水表就需要耗费一定的人力和时间,如果用物联网技术完成抄水表的工作,那只需要在整个城市每一户的水表安装相关设备,让数据以一定的时间周期上传到管理中心就可以了。然而,常规的网络传输数据会消耗很大能量,对于像抄水表这种定期上传极少数据(一串数字)的终端,如果继续采用常规网络的话成本会很高,而5G的低功耗将可以让低功耗广域互联再上一个台阶。以此类推,5G将在车联网、智慧家居、智慧城市建设中“大展身手”,实现产业的数字化转型升级。

  而《白皮书》也预测,5G将在经济产出、经济增加值和就业增长上形成贡献。从产出规模看,2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿元和10.6万亿元。在直接产出方面,按照2020年5G正式商用算起,预计当年将带动约4840亿元直接产出,2025年、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元,10年间的年均复合增长率为29%。在间接产出方面,2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元,年均复合增长率为24%。

  《白皮书》还特别指出,5G商用将推动垂直行业的发展,各垂直行业将成为网络设备支出主要力量。在5G商用初期,运营商将开展5G网络大规模建设,预计2020年,电信运营商在5G网络设备上的投资将超过2200亿元,各行业在5G设备方面的支出超过540亿元。随着网络部署持续完善,运营商网络设备支出预计自2024年起将开始回落。同时随着5G向垂直行业应用的渗透融合,各行业在5G设备上的支出将稳步增长,成为带动相关设备制造企业收入增长的主要力量。2030年,预计各行业各领域在5G设备上的支出将超过5200亿元,在设备制造企业总收入中的占比接近69%。

  测试数据

  ◎在广州大学城外场测试中,广东移动的5G网络速率稳定维持在2Gbps以上,在广东联通进行的测试中,速率水准也在此上下。据介绍,5G网络将达到至少10倍于4G的峰值速率

  ◎5G还具备毫秒级时延和超高密度连接两个“杀手级”特性。如连接数密度可达100万个/平方公里,有效支持海量物联网设备接入;流量密度可达10Mbps/平方米,支持未来千倍以上移动业务流量增长

  商用时间

  ◎中国移动:计划2020年实现5G全网商用

  ◎中国电信:2019年建成若干规模预商用网,2020年实现5G商用目标

  ◎中国联通:2019年按预商用条件部署,2020年实行更大规模5G网络部署

  未来展望

  ◎手机和电脑的应用水平将不再受限于设备本身的配置,而是可以借力云端获得更强大的处理能力

  ◎当下4G网络的支持可以做到部分无人驾驶(定速巡航、自动紧急刹车等),而5G在理论上可以支撑完全无人驾驶

  ◎5G还将在车联网、智慧家居、智慧城市建设中“大展身手”,实现产业的数字化转型升级

  经济助力

  ◎《5G经济社会影响白皮书》指出,从产出规模看,2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元

(责编:易潇、沈光倩)

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