5G商用两年改变了什么

来源:《中国科学报》2021年03月25日

都说“4G改变生活、5G改变社会”,后者到底如何改变社会?对此,东南大学移动通信国家重点实验室主任尤肖虎的看法是,从5G开始,移动互联网将支撑垂直行业,也就是渗透到社会各行各业,“这是一个大变革”。

如果从2019年算起,5G已商用两年。今年政府工作报告提出,加大5G网络和千兆光网建设力度,丰富应用场景。

“我们预计,这个大变革可能会持续十年甚至更长时间才能非常好地完成。”尤肖虎解释道,国际电信联盟给出5G三大应用场景,即增强移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延通信,传统移动通信只强调增强移动宽带,即传输速率和移动性。“现在的技术指标强调覆盖、延时、可靠性以及终端的待机时间,特别是靠近供电设施的电池待机时长要求更高,可能其研发时间需要十年甚至更长时间。”

小试牛刀

对于普通老百姓而言,智能手机是其接触5G最直接的工具。3月1日,工业和信息化部部长肖亚庆在国新办发布会上介绍,截至2020年底,我国累计开通5G基站71.8万个,基本覆盖全国所有的地级以上城市,5G手机终端连接数突破2亿户。

既然5G改变社会,显然5G应用不限于智能手机。“总结起来,5G传得快、反应快。”尤肖虎举例说,如包剪锤游戏,人类的反应时间为60毫秒,而人工智能(AI)+5G的反应时间为20毫秒。“人类出手的瞬间,机器早就反应出来了,所以它可以做很多人类不可能做到的事情。”

通信专家项立刚在调研时发现,各行各业应用5G的积极性非常高,“他们都想抓住机会提升能力,降低成本,让自己变得更加强大。”他告诉《中国科学报》。

以5G在医疗行业应用为例,“医院里众多监护或图像系统等信息设备都需要快速稳定的数据通信支持,大量设备汇聚互联对网络连接密度和流量要求非常高”。南方科技大学电子与电气工程系教授陈菲介绍,相比现有通信手段,5G的高通量特性和海量连接能力在上述医疗场景下会更加实用。

据他了解,5G在指导诊断、远程控制、监测护理等方面已有应用。例如,远程操控类应用结合视频流、人工智能、虚拟现实(VR)和触觉反馈等技术,传输医疗影像、音视频和力反馈等信息,实现远程检查和手术等应用,使得“远在天边”的“白衣天使”可以突破空间距离检视治疗“近在咫尺”的患者。

“这些应用仅是5G医疗的直接应用,尽管从新近案例中可以看出,目前大多还处于试验性验证阶段,但预计很快就会进入临床。”陈菲说。

他同时表示,如果5G医疗应用全面铺开,将是一个新医疗技术时代的开场。

不过,医疗也只是5G具体应用场景之一。根据华为无线应用场景实验室的总结,5G新型应用场景还包括云VR/AR(增强现实)、车联网、智能制造、智慧能源、无线家庭娱乐、联网无人机、社交网络、个人AI辅助、智慧城市等。

三百六十行,行行各异

“5G医疗尽管出现了许多革命性的突破,但还没有进入深水区。”陈菲更关心5G医疗成本核算、安全性风险和患者安全、隐私保护和数据合理利用,以及医疗资源的公平性和可及性等问题。

据他介绍,5G在医院中应用需要室内基站布置,以及配套软件和升级改造机房等,这部分费用需要医院承担。但该项花费仅是医院5G应用系统成本的“冰山一角”,医疗信息系统和医疗设备软硬件需要全面5G化,如5G救护车、病房和医疗仪器建设,需要改造或采购、认证和培训等,“成本巨大”。

不仅如此,5G医疗应用还存在医院重视不足、5G医疗设备和人才缺乏、用户预期不现实、商业概念炒作、衍生技术风险等诸多问题和难关需要探索与解决。

这也只是医疗行业的5G应用所面临的问题,社会上“三百六十行”且行行特点各异。

正如前不久赛迪智库无线电管理研究所发布的《5G发展展望白皮书(2021)》(以下简称《白皮书》)所言,各垂直行业本身的需求千差万别,难以复制消费互联网时代的成功经验。例如,铁路、电力、应急、公安、交通等行业,所需的通信系统性能和解决方案都不一样,难以在一个成功案例的基础上大规模复制和推广。

从移动通信的发展脉络来看,尤肖虎将5G的出现视为其应用特征的第三次变革,前两次分别是从模拟到数字和从窄带到宽带。前者解决移动通信的基本业务、话音业务以及一些数字消息业务;后者催生了移动互联网业务的蓬勃发展。“3G刚刚推出时,业务能力对移动互联网的支持非常有限,到了4G,移动宽带已快速普及。”

《白皮书》指出,前几代移动通信系统主要是满足“人”的通信、上网、社交等需求,而到了5G,因为运营商与其它垂直行业鲜有深入交流,无法准确获知各垂直行业的需求,对未来5G能否有效赋能不同的垂直行业提出了考验。

而且,“5G的产业链长,包括终端设备、基站设备、网络设备”。尤肖虎补充道。

除此之外,项立刚虽然承认目前网络建设实际进度远超预期,但“还不够”。他把网络看成“底座”,“只有‘底座’建好了,才能有更多的业务爆发出来”。

项立刚表示,与4G不同,5G需要重新建立一个网络系统,但这个系统又不是一两天能建好的。“目前才建设71.8万个基站,需要300万个基站才能覆盖全国,预计2022年底建设好,可满足行业的部分需求。”

要放眼长远

去年,有经济界人士指出,“现有5G技术很不成熟,数千亿级的投资已经布下,而且运营成本极高,找不到应用场景,今后消化成本是难题”。

项立刚并不这么认为。“只有专业领域的人才能更了解技术到底成不成熟、有没有应用场景,这位人士应该不会有那么多时间参加各种会议、到实地调研。”他仅以工业和信息化部主办的“绽放杯”5G应用征集大赛为例,“报名项目逐年增加,第一届只有几十个,第二届有700多个,第三届就有3000多个”。

经济界人士的上述观点是基于宏观环境,分析“国内大循环”的堵塞点时提出的。他表达上述观点之前还说:“基础设施适度超前是必要的,但有些方面过度超前,抬高了用户成本或不可持续的公共部门债务。”

“什么叫过度超前?”项立刚反问道,“如果网络不建起来,何谈业务或应用场景?”因此,他认为仍需要首先建设好5G网络。

值得一提的是,去年3月工业和信息化部将700MHz这一原先主要用于广播电视部分业务的频谱资源重新划归移动通信领域后,正式拉开700MHz在全国5G建网的帷幕。今年年初,中国移动与中国广电签署“5G战略”合作协议,标志着700MHz 5G网络共建共享正式启动建设。

项立刚告诉记者,700MHz使用将进一步节省网络建设成本,加快5G的应用。

然而,现有的4G、5G网络也只能覆盖地球的7%左右,其余没有信号覆盖的93%区域怎么办?同时担任网络通信与安全紫金山实验室首席科学家的尤肖虎介绍,他们率先启动了6G的研究,并提出了6G的发展愿景就是全覆盖、全频谱、全应用、强安全。

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