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5G元年

2019年被称为5G元年。从2013年三星首次提出5G概念,6年时间里5G基础技术逐步成熟。虽然5G仍然处于预商用阶段,但大战已经全面打响。大国之间抢占科技制高点的战略博弈,网络、电信、手机巨头之间的纵横捭阖,汽车、智慧城市、医疗等行业的5G布局,头部企业的纷纷进场……都在昭示着万物互联时代的渐行渐近,前景空前绚丽夺目而又硝烟四起。5G不仅是一场科技革命,不仅将改变人类的社会运行和生活方式,更将对全球经济格局和价值链带来广泛而深刻的影响。

2019年4月,中国电信北京朝阳门营业厅,成为国内第一个5G营业厅。大厅里有一个保温杯形状的无线“路由器”。这是一款华为5G终端,可以将移动信号转换为WiFi信号。当设备接入这个5G热点时,下载一个1G的游戏,只需要约1分钟,比光纤宽频还要快。

而从上海车展、北京世界园艺博览会,到“一带一路”高峰论坛、亚洲文明对话大会,在一系列大型活动上,5G正成为最能显示活动规格与层次的金字招牌。

在北京世园会园区,北京电信提供了空气监测、智慧消防、智能环卫、智慧照明、智慧电瓶车、智慧井盖等6大物联应用服务,折射出了未来智慧城市的5G应用前景。

譬如,智慧路灯的开关状态、亮度、即时电压、能耗等数据可以上传至园区管理平台,即时监测。还可以根据自然光强弱与景观照明需要进行亮灯的策略配置,减少能耗。垃圾桶的盖子下安装了应用 NB-IoT(窄带物联网)技术的微型探头,可以随时监测垃圾位置,将信息传输到控制中心,提高清理效率。

中国抢先

5G 概念第一次出现在公众视野,要追溯到6年前。2013年5月13日,三星电子宣布成功开发5G——第5代移动通信的核心技术。而从1G到5G,移动通信已经在中国走过了30多年的历程。

1987年11月,中国第一个移动通信网在广东开通,这就是1G时代,也称为“语音时代”,手机的功能就是打电话。2G进入“文本时代”,手机除了打电话还可以发短信。3G又称“图片时代”,实现了无线通讯与互联网等多媒体通信手段的结合,打开了移动互联网的大门,手机可以传输更多的数据信息,微博、微信成为代表性应用。

4G开启了“视频时代”,能够传输高品质视频、图像,各类直播平台、多人线上对战的手游,成为标志性产品。但缺点在于覆盖范围不够广、数据传输延时长。

5G与之前的四个时代有重要区别,不仅仅速度较之4G提高10倍以上,还在传输技术方面有根本性的差异,是集成了对多种新型无线接入技术的总体方案,实现了万物互联的状态。与主要针对手机、平板电脑和电脑的4G不同, 5G将为无人驾驶汽车、使用物联网设备的智慧城市等提供更可靠的网络连接。

■   全球移动通信系统协会GSMA预测,中国有望在2025年前发展成为全球最大的5G市场。

2018年6月,中国完成了5G第一阶段全功能标准化工作。今年年底,第二阶段将完成,开始实现商业化落地。因而,2019年也被公认为中国5G商业元年。而2020年则将开启正式商用。

安永公司的一份报告指出,中国在技术和创新领域的显著增长,展示了其在数字化领域成为全球领先者的决心。在“中国制造2025”和“十三五规划”等国家级战略的指导下,政府部门制定了支持性政策。中国的5G技术开发是全世界规模最大的由政府规划的5G计划。

2019年4月,德国专利数据公司IPlytics发布最新5G专利报告。中国企业申请的5G通信技术SEPs(Standards-Essential Patents,标准必要专利)数量占全球34%,高居全球第一。其次是韩国,占24%,而美国和芬兰各占14%。

全球Top10企业依次是:华为(中国)、诺基亚(芬兰)、三星(韩国)、LG(韩国)、中兴通讯(中国)、高通(美国)、爱立信(瑞典)、英特尔(美国)、中国电信科学技术研究院(中国)、夏普(日本)。其中,华为拥有15%的SEPs,成为世界5G专利龙头。

“标准必要专利”是在业务发展过程中不可替代的技术型专利。一个国家的企业掌握着越多的标准必要专利,越容易在新一代通信服务中掌握主导权。拥有专利的企业可谓是“头号玩家”。欧美曾控制了3G和4G的主要专利。美国高通公司掌握智能手机半导体等专利,是4G的主要参与者,赚得盆满钵满。美国在5G所占份额为14%,比4G下降了两个百分点。全球移动通信系统协会GSMA预测,中国有望在2025年前发展成为全球最大的5G市场。

万物互联

5G的最大特点是高速率、大容量和低延迟,与物联网、人工智能、大数据、云计算等科技新兴领域紧密相连。这将给人类的工作生活各方面,包括居家、医疗、教育、交通、购物、娱乐等,带来全方位的变化。

通信技术的每一次更新换代,都催生带动了新兴业态。3G时代诞生了BAT(百度、阿里巴巴、腾讯),4G时代造就TMD(今日头条、美团、滴滴),诞生了直播、短视频等新产品形态。5G时代,超高清视频直播、VR(虚拟实境技术)、AR(增强现实技术)、MR(混合现实技术)以及裸眼3D等新兴业态将成为用户新宠,为使用者带来视觉、听觉和触觉等方面的全新体验。目前4G的网速尚不能满足VR、AR、MR的需求。

北京邮电大学教授牛凯指出,VR将普遍应用在各种技能学习中,例如游泳、飞机驾驶、手术操作等。AR将广泛应用于网上购物等电商平台,消费者可以在家中虚拟试衣。MR是VR与AR的组合,将来在影视娱乐节目中,观众或许可以参与虚拟表演。人的工作模式也将发生变化,在5G高清视频与VR/AR技术支持下,沉浸式虚拟办公将不再遥远,而无需像现在这样集中到固定场所办公。

■   5G时代将是视频大行其道的时代。

北京师范大学新闻传播学院执行院长喻国明指出,5G时代将是视频大行其道的时代。过去互联网上,虽说人人都是传播者,但是都以书写形式为主,书写仍然以精英人士为主流。在视频时代,表达权给了越来越多的普通人,每一个人都可以用视频这种最为简要、直观的形式与大众分享,这是具有革命性的改变。

喻国明认为,5G时代带来了传播的快速,必然会伴随海量视频的出现,是对社会认知方式、决策方式,以及科技赋能的重大改变。中长视频未来会崛起,会在某些传播内容上成为压舱石、定盘星,今天的短视频将会受到冲击。中长视频可能起到主流、重大的作用,而短视频将起到导读、索引、连接等作用。在人工智能的协助下,对动态视频的标引是能够高效完成的。

5G技术还将影响人们的出行方式。无人驾驶技术对数据传递有很高要求。5G技术的低时延特点,能更好地为无人驾驶保驾护航。C-V2X(下一代蜂窝车联网)的投入使用,将帮助汽车与周边车辆、交通信号灯、云端等进行直接连接。所有车辆、道路基础设施等都在一个公共频段上将各自的位置、意图等信息广播出来,让汽车更快速感知周边环境并做出回应。计程车行业也将面临重新洗牌,出现自动驾驶、自动泊车的新型租车企业。

4月23日,贵阳北站BRT公交1号站台,“5G+刷脸支付”正式发布。通过“刷脸”支付2元,2秒顺利通过闸机乘车,无需操作手机、无需登录、无需刷码,即可实现快速乘车。目前,因网络技术的限制,人脸识别技术仅应用于通道、门禁等固定场景,5G技术应用后,人脸识别技术将会朝着三维化、高性能、高速度等方向发展,其环境适应性更强。

5G将直接拉动中国经济增长,为工业、农业生产方式带来革命性变化。

2019年政府工作报告首次提出“工业互联网”,强调加快5G商用步伐,加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。智能改造、数字化转型代表着中国实体经济的升级发展方向,工业互联网与5G将共同成为数字化新型基础设施。

在5G技术带来的工业互联网时代,无人机、无人车、无人船、机械臂等智能终端机设备将广泛应用。牛凯预测,在5G低时延高可靠信号传输的支持下,飞机、汽车、大型机械部件等生产线将实现无线缆生产,全程高清自动监控。

中国工业经济联合会会长李毅中指出,4G经历了“先服务消费,后工业制造”的轨迹。5G应用也会延续这一轨迹。可能在消费、汽车、医疗等服务消费升级和社会治理应用方面率先落地。工业互联网应当与5G结合起来,共同发展。5G在工业制造业运用的时间不会落后服务业和消费领域太多。

工信部总工程师张峰5月14日在中国移动创新大会上也指出,要加强跨行业协同创新,加快培育5G与车联网、工业互联网等领域融合创新与应用。

而农业方面,在5G大连接技术的支持下,现代农业与养殖业将会普遍应用感测器,监测温度、湿度、肥力、家畜健康情况等信息,绿色无公害作物从田间地头到餐桌将实现全程监控可回溯,提供更优质、更可靠的食品。

中国信息通信研究院发布的白皮书显示,2030年5G在中国将带动6.3万亿元的直接贡献、800万人口的直接就业以及约5.8%的GDP增长。

巨头博弈

当前,主要经济体都将5G作为优先发展的领域。美国于2016年7月在全球率先发布10.85千兆赫兹的5G高频频谱,运营商Verizon于2017年在11个城市建设了5G技术试验网。日本2017年启动5G技术试验,预计2020年东京奥运会前正式实现5G商用。

而中国移动、中国联通、中国电信三大运营商正在紧锣密鼓推进5G技术试点工作,投资5G网络部署,并建立5G创新中心,在各大城市实施外部实地测试。

中国电信董事长柯瑞文指出,此前1G到4G都是通信行业内部相对封闭的网络建设,不是聚合产业链的技术。但5G最主要的是网络架构的革命性变革,主要体现在核心网络的架构越来越开放,打开了产业链边界,从设备商、运营商、平台服务商、应用商的角色都发生了变化,催生了新的产业链和生态。5G的应用主要体现在社会管理、产业互联网、生活提升三大方面。

■   中国移动、中国联通、中国电信三大运营商正在紧锣密鼓推进5G技术试点工作,投资5G网络部署,并建立5G创新中心,在各大城市实施外部实地测试。

4月17日,中国联通表示,首批合作5G手机全部到位。首批5G终端有12个品牌共15款5G手机及5G CPE。此前在4G时代,在三大运营商中,联通的发展一直落后于中国移动和中国电信。重要原因之一是,4G刚刚发牌商用的阶段,联通对其3G制式和产业链的过度自信,而忽视了4G商用起步阶段的网络建设。

于是,步入5G时代,联通提前开始了布局。2018年,中国联通便开始在国内的17个城市开展5G试点网络测试和创新业务示范,区域涵盖京津冀、长三角、珠三角的重点城市。示范业务包括智慧冬奥、智慧医疗、智慧安防、5G车联网、智慧制造、智慧教育、智慧足迹、大视频等众多5G创新业务领域。

很可能成为第四家运营商的中国广播电视网络有限公司(中国广电),主要经营互联网国内数据传送业务及国内通信设施服务业务,正在申请第四张5G牌照,令5G大战更加激烈。

不仅是电信企业之间短兵相接,各地区也在纷纷抢占制高点。3月30日,“全球双千兆第一区”开通仪式在上海市虹口区举行。上海市副市长吴清拨通了首个5G手机通话,标志着上海成为全国首个中国移动5G试用城市。上海已建成500个5G基站,是中国第一个开通5G商用网的城市。

中国移动表示,今年9月份将在上海全市范围内完成5000个5G基站的建设,届时上海将成为一个覆盖5G网络的城市。今年年底达到1万个5G基站,到2021年进一步超过3万个,实现5G深度覆盖。

从杭州的阿里巴巴总部,到乌镇互联网大会,浙江一直处于中国互联网发展的第一阵营。4月28日,浙江省政府宣布,计划到2022年,建成5G基站3万个,实现5G相关产业业务收入4000亿元,支撑数字经济核心产业业务收入2.5万亿元,推动 5G在工业制造、城市治理、民生服务、文化娱乐等领域融合应用。

但一个窘迫的事实是,三大运营商如今都还深陷4G投入的泥潭。2013年,工信部向三大运营商发布4G牌照。截至2017年末,全国4G基站总数近400万个,加上配套设施,业界估算三大运营商在4G网络上的建设至少在8000亿元规模,尚未收回投资。

继2018年底工信部正式批复了三大运营商的5G试验频率后,5G商用进程明显加快。三大电信运营商皆缩减了在4G上的资金投入。但5G信号的大范围覆盖还需要一定时间。在5G开启商用后,4G与5G将有一段长期共存的时期,以满足用户不同用网需求。

北京邮电大学教授牛凯表示,5G根据频段不同,可以分为低于6GHz电磁波与毫米波两类。前者主要满足远距离广覆盖,后者满足近距离传输。因此基站往往覆盖半径只有几十米,并且要求基站具有低功耗、低成本、自组织能力。因此,中国5G基站数目至少要增加10倍以上,超过4000万个。

■   4月28日,浙江省政府宣布,计划到2022年,建成5G基站3万个。

而安永预计,相较于4G时代,未来5G基站量将是4G基站量的2倍,5G网络建设对运营商的投资要求至少是4G的1.5倍。2019年至2025年,中国5G资本支出可能达到1.5万亿人民币。到2025年,中国的5G用户数将达到5.76亿,占全球总数逾40%。

此外,移动通信具有非常庞大的产业链,基站、网络、终端、应用涉及到硬件与软件等各个层次,行业间存在壁垒,需求差异大,如何打通各个环节,搭建5G生态系统至关重要。

医疗“尝鲜”

目前的一个重要现实是,公众对5G耳熟能详,但又觉得虚无缥缈。究其原因,就是在技术与消费者之间,仍然缺乏有效的应用场景。移动通信行业的每一个时代,都有与之匹配的标志性应用,被称为“杀手级应用”。随时随地的移动直播就是4G的“杀手级应用”之一。

相比于其他行业,医疗似乎率先迈向5G新时代,抢先靠近“杀手级应用”。5G网络强大的数据传输和连接能力,与很多医疗场景有着天然的结合点。

5月11日13点至17点,全国首场跨境5G远端鼻科手术直播在中山大学附属第五医院进行,2000余名耳鼻喉专家,分别在珠海、澳门两地院通过视频直击了4台手术。患者的基本体征数据、医学图像以毫秒级速度、无损即时地呈现给与会人员,并可即时缩放、无失真。

中国数字科技创新研究院执行院长蔡宗辉指出,5G在医疗领域的创新试点不断涌现,根本原因有几点:首先,5G网络建设改造小,部署快速,设备占地小。其次,5G灵活的组网能力,能够打通手术室各个信息化系统。再次,5G稳定性高,接入能力强,安全性强,为手术室更多的移动化设备和物联网设备应用提供更好的通信服务支撑。

■   全国首场跨境5G远端鼻科手术直播。

3月16日,中国移动助力解放军总医院,成功完成了全国首例基于5G网络的远端人体手术——位于北京的解放军总医院第一医学中心与海南医院,联手完成了一次帕金森病“脑起搏器”植入手术。由于5G高速传输、低延时性、高稳定性,让远端手术真正成为可能。

中国移动研究院首席科学家许利群认为,5G技术一旦成熟应用,对医院、医生、患者以及整个医疗服务环境和体验都会带来显著的改变。医生可以依靠人工智能、混合现实技术来进行远端手术导航,对有病灶的地方,通过增强现实技术自动地在病人器官上标示出来。

更具吸引力的应用场景是,5G还可以构建一张超大型规模的医疗物联网生态系统,涵盖甚至高达数十亿量级的互联网医疗和健康监测设备、临床可穿戴设备。医生能依靠这些设备持续接收患者的医学数据,如生命体征、身体活动、药物服用情况,及时调整治疗方案,实现对患者的全程管理。总之,5G技术能够让智慧医疗生态体系发生革命性的改变。

专家指出,5G网络技术和运营还在不断成熟中,目前所见的“5G+医疗”项目都还只是可行性研究,是点对点或小规模的专网试验示范,距离真正的实用还有相当长的路要走。

车企“撒网”

目前看来,最有可能诞生5G“杀手级应用”的是汽车领域。中国工信部部长苗圩指出,车联网或许是5G技术最早的应用。

上海交通大学智慧网联电动汽车创新中心教授殷承良指出,5G能给未来汽车产业带来三大颠覆。第一,单车智能化是做不到真正的无人驾驶,只有在多车协同感知的情况下,有非常大容量、低延时的相互依赖、相互补充才能真正实现无人驾驶。第二,提高交通效率。每辆车都可以相互通讯,通过自动调控有序排序,最大限度缓解堵车情况。第三,实现更大产业规模。5G时代会形成一种新的人、车、路、网、端、云大融合。汽车不再是一个单独的交通运输节点,还能承载更多的职责。所有的东西都互联互通,这样爆发出来的产业规模将是纯粹汽车产业规模的数万倍。

研究机构Gartner预测,到2020年全球联网汽车总量将超过2亿辆,60%的新车将成为网联汽车。

■   2019年5月17日,郑州,纪念世界电信和信息社会日暨河南省“5G+”示范工程启动仪式举行。

2016年9月,一批汽车厂商、芯片厂商和通信公司发起成立5G Automotive Association(5G汽车通信技术联盟)。创始成员包括奥迪、宝马、戴姆勒、爱立信、华为、英特尔、诺基亚、高通。旨在整合资源,开发和推广C-V2X解决方案,加快无人驾驶汽车的研发进度,同时延伸到智慧城市、智慧交通系统等领域。中国于2018年9月成立了对标5GAA的5G自动驾驶联盟,成员包括中国移动、清华大学、北京邮电大学、上汽、东风汽车等产学研多边力量。

2019年4月上海车展,与往届最大的区别在于,车企集中展示了其最新的5G技术研究成果。5G技术成为汽车智能化的催化剂。

上汽集团发布了号称“全球首款5G主动交互智能概念车”荣威Vision-I。2018年间,上汽集团与中国移动、华为签署三方合作框架协定,共同构建基于C-V2X(包含现阶段4G和未来5G)技术的智能出行服务系统和产业生态。

上汽集团总裁陈志鑫表示,在4G时代,受到传输速率、传输频宽等因素的限制,汽车智能化更多地体现在单车智能上。而在5G时代,低延时和高频宽的通信技术将使得车路协同、智慧城市的实现变得不再困难,也使得无人驾驶技术的普及成为可能。车企未来也将告别传统的流水线一体化生产模式。使用者可根据5G技术提出需求,直接导入生产车间,真正实现整车个性化订制。

今年2月,吉利宣布计划在2021年发布其首批支持5G的量产车型。此前吉利已宣布将与高通等科技公司合作,为旗下部分量产车型提供基于高通汽车5G平台以及C-V2X技术的产品。去年11月26日,吉利与中国电信也签署了战略协定,在车家互联网、云计算、大数据、5G等核心领域进行合作。

长城汽车也将5G技术提上日程,将使用基于高通骁龙TM汽车5G平台的车载通信模组。2018年长城汽车与中国移动、华为联合开发的基于5G的自动远端驾驶技术通过测试,汽车回应延时达到毫秒级。

东风汽车则与华为联手推出了“国内首辆融合5G远端驾驶技术的L4级自动驾驶汽车”Sharing-VAN无人小巴。这款车没有驾驶座、方向盘,也无油门刹车,甚至分不清传统汽车所谓的前脸和后尾。4个激光雷达、1个毫米波雷达、16个超声波雷达、12个摄像头遍布车身。具备动态限速、弯道行驶、窄道通行、环岛通行、动态避障、多车编队、自动泊车、远端控制等13项功能,可根据即时路况自主行驶。

华为的车载通信技术、5G技术和云端数据中心等都应用在Sharing-VAN上。这是华为第一次以独立身份进入汽车圈。“把数字世界带入每一部车”成为华为主打的口号。自2013年宣布推出车载模组ME909T、正式进军车联网后,华为便先后与东风、广汽、长安、一汽、上汽和北汽建立合作关系。随着车联网、自动驾驶技术在汽车研发中的地位日益提升,华为已成为车企重要的技术服务及硬件供应商。

华为轮值董事长徐直军表示,华为不造车,但将通过数据链接、计算平台、华为云、智能终端机生态四大方面帮助企业造好车。如果说企业是汽车的造物主,那么华为则将成为未来智能网联汽车大行其道的护航员。

传统车企已经意识到,随着信息化和智能化对汽车的渗透,未来汽车业将逐步由硬件主导慢慢过渡到以软件和服务为主导。尽管通信设备商、互联网公司们一再强调甘做渠道服务商、内容提供者,不会涉足整车制造和核心技术,但车企则担心会沦为互联网巨头的代工厂。无论怎样,5G的到来,必将在很大程度上重塑汽车产业生态。

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