一秒鐘下好一部電影?網絡成了一個硬盤?高鐵上也能暢快享受網絡?這些似乎還有些遙遠的事情,很可能3年后就會實現了。而這一切,源于5G的來臨。

不少人可能會發(fā)現,近一年來,5G成為通信科技界的關鍵詞常常“拋頭露臉”,這不,近期關于5G建設發(fā)展的重大消息頻頻出現。近日,廣東移動在國內率先于廣州大學城開通5G基站,并進行了5G外場測試。隨后,廣東聯通聯合廠商在深圳開通5G基站,也進行了外場測試。而在剛剛結束的2017世界移動大會——上海展上,5G建設成為主題之一,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?如果當時的你是欣喜的,那么,當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識5G時代,那你可就OUT了!

事實上,5G并非4G+1G,相比較2G、3G、4G,5G將突破個人業(yè)務范疇的局限。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 實習生 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年或將商用

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

基站的設立在5G建設中具有里程碑的意義。廣東移動、廣東聯通的5G基站,均是為5G外場測試準備的,這一測試是實現5G商用的重要環(huán)節(jié)。在廣州大學城,記者看到,新開通的5G基站,是在原有站房的基礎上設立5G設備。現場測試時,工作人員可通過距離基站數百米的終端閱讀包括速率在內的5G網絡運行效果。

廣東移動相關負責人告訴記者,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、聯通開通的5G基站,采用的均是中興通訊研發(fā)的5G產品,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、測試終端和虛擬核心網等端到端設備,試驗頻段使用3.5GHz,采用MassiveMIMO、LDPC編碼等5G關鍵技術。

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,中國移動還將在全國范圍內把試驗城市擴大為5個。

在三大傳統(tǒng)運營商中,中國移動第一家提出了5G發(fā)展路線圖,其計劃在2020年實現5G全網商用。

中國電信的5G開放實驗室則分別位于上海、北京和廣州,其5G部署的總體規(guī)劃是2016年—2018年完成網絡架構和關鍵技術研究以及概念驗證,并提出4G向5G演進技術方案以及開展部分關鍵技術實驗室測試與外場試驗,2019年建成若干規(guī)模預商用網,2020年實現5G商用的目標。

中國聯通則計劃下半年尋找2—4個城市進行5G的技術驗證和組網驗證,明年會在5—6個城市按照三層網的架構,進行室內外協(xié)同等相關試驗,在2019年會按照預商用的條件進行規(guī)模部署,在2020年實行更大規(guī)模的5G網絡部署。

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中逐漸變得清晰。在這之中,傳統(tǒng)運營商發(fā)力明顯,而系統(tǒng)設備商爭先研發(fā)5G產品也起了關鍵作用。

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)設備商帶來的5G預商用產品及解決方案。華為展示了5G服務化核心網樣機等,中興推出的則是5G高低頻系列化預商用產品,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關鍵技術。

據悉,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名技術人員專職研究5G。實際上,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。預計到2018年,華為將投入6億美元進行5G研究。

■速度僅是基礎

還具備毫秒級時延和超高密度連接

廣東移動相關負責人告訴記者,在大學城進行的外場測試中,5G網絡速率穩(wěn)定維持在2Gbps以上,在廣東聯通進行的測試中,速率水準也在此上下。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經濟社會影響白皮書》(以下簡稱《白皮書》)指出,5G網絡將達到至少10倍于4G的峰值速率。

從1G到2G,移動通信技術完成了從模擬到數字的轉變,在語音業(yè)務基礎上,擴展支持低速數據業(yè)務。從2G到3G,數據傳輸能力得到顯著提升,峰值速率可達2Mbps至數十Mbps,支持視頻電話等移動多媒體業(yè)務。4G的傳輸能力比3G又提升了一個數量級,峰值速率可達100Mbps至1Gbps。相對于4G技術,5G將以一種全新的網絡架構,提供峰值10Gbps以上的帶寬,用戶體驗速率可穩(wěn)定在1Gbps—2Gbps。

不過,高速僅僅是5G“天賦”的“冰山一角”。《白皮書》就指出,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,等待數據傳輸開始的響應時間也會大幅縮短。比如,當用戶在手機上觀看4K視頻時,卡頓也會明顯減少。

超高密度連接,則將解決當前移動網絡標準存在的最嚴重的問題:嚴重缺乏帶寬。如今,3G和4G網絡上的無線頻率“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,也能享受到高速網絡。

對此,《白皮書》指出,5G支持虛擬現實等極致業(yè)務體驗,連接數密度可達100萬個/平方公里,有效支持海量物聯網設備接入;流量密度可達10Mbps/平方米,支持未來千倍以上移動業(yè)務流量增長。

中國工程院院士鄔賀銓進一步向記者解析,按照3GPP的定義,5G具備高性能、低延遲與高容量特性,其實質是5G網絡中毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形五大技術特性。“通俗地講,就是5G網絡將開啟新的頻帶資源。在此之前,毫米波只在衛(wèi)星和雷達系統(tǒng)上被應用,5G網絡基站是大量小型基站,功耗比現在大型基站低,基站的天線規(guī)模也會大增,形成陣列,提升移動網絡容量,發(fā)送更多信息。”

■前沿技術愛它

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,實現了大規(guī)模機器間的相互通信。英特爾公司預計,到2020年,5G將會連接500億臺智能設備和77億人。

英特爾通信與設備事業(yè)部無線標準首席技術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,以支持海量設備的互聯和海量數據的傳輸及處理。5G采用網絡功能虛擬化(NFV)和軟件定義網絡(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到智能設備端。屆時,手機和電腦的應用水平將不再受限于設備本身的配置,而是可以借力云端獲得更強大的處理能力。

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)內人士看來,5G才是此類未來科技真正落地的關鍵。

也許不少消費者都曾在體驗VR技術時感到眩暈,這實際上也是VR必須要解決的技術難題,而5G將給這一技術難題的解決帶來突破。“眩暈一定程度上是因為時延,就是當VR體驗者做出動作,整個系統(tǒng)從監(jiān)測動作到將運動反映到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,而如果是需要聯網的VR,那就更需要用到5G高速的數據傳播特性。”移動通信分析師項立剛向記者表示。

事實上,無人駕駛同樣也將受益于5G的低延時。智能駕駛技術主要由傳感器、控制器和執(zhí)行器組成,當下4G網絡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。因為更低的時延決定了駕駛系統(tǒng)能在更短的時間內對突發(fā)情況做出快速反應。例如,車速達到120km/h時,前后車的動作只有15ms的時差,要在這15ms內做出足夠快的響應(傳感器監(jiān)測環(huán)境傳輸數據,控制器接收數據進行計算,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,幾乎等于實時反應。

■終將助力經濟

可促進眾多產業(yè)數字化轉型升級

日前,廣東移動聯合上下游9家企業(yè)共同簽署“5G改變社會”產業(yè)推進倡議書,這些企業(yè)將在以下四個方面展開5G產業(yè)合作:一是成立5G重點技術實驗室,推進5G技術應用;二是以5G技術為產業(yè)合作與創(chuàng)新平臺,布局5G智能終端產業(yè)和5G網絡裝備產業(yè);三是加快推進示范應用,掌握核心專利,盡早推出商用產品,降低使用成本及門檻;四是共同推進社會、企業(yè)、個人安全防護技術,聯合共同建設網絡安全體系。

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、物聯網的建設上,包括傳統(tǒng)運營商、系統(tǒng)設備商在內的相關企業(yè)越來越強調合作共建產業(yè)生態(tài)圈,而其背后,看重的正是新一代技術對社會變化的巨大推動力,對產業(yè)轉型升級的促進。

當前,車聯網、智能家居、智能電表等大熱,其背后的技術就是物聯網,物聯網對時延和帶寬沒有非常嚴格的要求,但是對能量消耗很敏感。物聯網發(fā)展的關鍵就是發(fā)展低功耗廣域網。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一定的人力和時間,如果用物聯網技術完成抄水表的工作,那只需要在整個城市每一戶的水表安裝相關設備,讓數據以一定的時間周期上傳到管理中心就可以了。然而,常規(guī)的網絡傳輸數據會消耗很大能量,對于像抄水表這種定期上傳極少數據(一串數字)的終端,如果繼續(xù)采用常規(guī)網絡的話成本會很高,而5G的低功耗將可以讓低功耗廣域互聯再上一個臺階。以此類推,5G將在車聯網、智慧家居、智慧城市建設中“大展身手”,實現產業(yè)的數字化轉型升級。

而《白皮書》也預測,5G將在經濟產出、經濟增加值和就業(yè)增長上形成貢獻。從產出規(guī)模看,2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億元和10.6萬億元。在直接產出方面,按照2020年5G正式商用算起,預計當年將帶動約4840億元直接產出,2025年、2030年將分別增長到3.3萬億、6.3萬億元,10年間的年均復合增長率為29%。在間接產出方面,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)將成為網絡設備支出主要力量。在5G商用初期,運營商將開展5G網絡大規(guī)模建設,預計2020年,電信運營商在5G網絡設備上的投資將超過2200億元,各行業(yè)在5G設備方面的支出超過540億元。隨著網絡部署持續(xù)完善,運營商網絡設備支出預計自2024年起將開始回落。同時隨著5G向垂直行業(yè)應用的滲透融合,各行業(yè)在5G設備上的支出將穩(wěn)步增長,成為帶動相關設備制造企業(yè)收入增長的主要力量。2030年,預計各行業(yè)各領域在5G設備上的支出將超過5200億元,在設備制造企業(yè)總收入中的占比接近69%。

測試數據

◎在廣州大學城外場測試中,廣東移動的5G網絡速率穩(wěn)定維持在2Gbps以上,在廣東聯通進行的測試中,速率水準也在此上下。據介紹,5G網絡將達到至少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。如連接數密度可達100萬個/平方公里,有效支持海量物聯網設備接入;流量密度可達10Mbps/平方米,支持未來千倍以上移動業(yè)務流量增長

商用時間

◎中國移動:計劃2020年實現5G全網商用

◎中國電信:2019年建成若干規(guī)模預商用網,2020年實現5G商用目標

◎中國聯通:2019年按預商用條件部署,2020年實行更大規(guī)模5G網絡部署

未來展望

◎手機和電腦的應用水平將不再受限于設備本身的配置,而是可以借力云端獲得更強大的處理能力

◎當下4G網絡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還將在車聯網、智慧家居、智慧城市建設中“大展身手”,實現產業(yè)的數字化轉型升級

經濟助力

◎《5G經濟社會影響白皮書》指出,從產出規(guī)模看,2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億和10.6萬億元