5G：信息技術(shù)的“權(quán)力”

榮智慧

5G是全球的新聞焦點。有人說它已經(jīng)“來了”，有人質(zhì)疑它尚未“到場”。5G的布局是一場多個國家的技術(shù)競爭，也是兩個大國政治博弈的核心。

次世代的無線通信技術(shù)，對人類的生活和商業(yè)活動至關(guān)重要。它將改寫人類與外部世界的互動方式，并在制造、運輸、教育、醫(yī)療、種植等領(lǐng)域創(chuàng)造新的機會，支持經(jīng)濟的增長。

培根曾說，“知識就是權(quán)力”。信息時代已經(jīng)降臨了40年，可以說，信息技術(shù)的知識就意味著權(quán)力，而不僅僅是“力量”。信息的生產(chǎn)、傳播、消費，是政治、經(jīng)濟、文化變革的根源。21世紀的一個明顯趨勢是，國際格局被信息技術(shù)左右。

無線電通信的歷史、技術(shù)與標準，既是工業(yè)革命浪潮奔涌的體現(xiàn)，也是信息時代促成全球政治格局“風云變幻”的最重要一環(huán)。

永不消逝的“電波”

電波通信的歷史表明，領(lǐng)域內(nèi)的先行者，將在次世代獲得數(shù)十億美元的收益，同時創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，并走在技術(shù)創(chuàng)新隊伍的排頭。更重要的是，先行者將制定標準和規(guī)范，其他國家將不得不采用這些標準和規(guī)范。相反，在迭代中落后的國家，因為不得不采用“領(lǐng)頭羊”的標準、技術(shù)和架構(gòu)，會喪失新一代無線技術(shù)的開發(fā)能力和市場潛力。

3G時代擁有諾基亞和愛立信的歐洲，4G時代坐擁蘋果、谷歌的美國，無不是早早搶占競爭先機，并從領(lǐng)先優(yōu)勢里受益匪淺。中國對5G網(wǎng)絡(luò)搶先部署，搶先投入使用，保持了一定的先發(fā)優(yōu)勢。

通信技術(shù)的原理并不復雜。信息從通信機房傳輸?shù)交?，一般是“有線”通信。介質(zhì)是有“線”的，像電纜、網(wǎng)線、光纖。目前，單條光纖最大傳輸速度已達到26Tbps，是傳統(tǒng)網(wǎng)線速度的2.6萬倍。信息從基站傳輸?shù)街悄芙K端，比如手機，介質(zhì)是空中的電波，這叫“無線”通信。

如果說有線通信的傳輸容積是一輛大卡車，那么無線通信的傳輸容積跟獨輪手推車差不多。5G主要想解決無線通信里“小車換大車”的“升級”問題。

無線通信靠電波，電波也叫電磁波。通過劃分不同的波段，電磁波被分為低頻、中頻、高頻等多個類別。主流的4G LTE，屬于超高頻和特高頻，按波長區(qū)分，也叫分米波和厘米波。到了5G時代，電磁波的頻率進一步升高至“極高頻”，也叫毫米波。

電磁波的特性是，頻率越高，速度越快。頻率越低，穿越性越好。因為頻率高的電磁波波長短，趨近于直線傳播，繞射能力就差，傳播過程中的衰減也大。

次世代的通信，又要擴容，又要提速，還要考慮成本，對頻率的選擇就有了差別。

美國布局的是毫米波，在30GHz到300GHz之間。毫米波的好處是，波束窄，分辨率高，速度快，數(shù)據(jù)量大，時延?。粠挾?，避免低頻段擁堵；組件小，可以緊湊布局。缺點是傳播距離短，需要大量建基站，保證不間斷的覆蓋范圍。

中國布局的是Sub-6，包括低于6GHz的頻譜范圍，屬于厘米波。Sub-6波長更長，穿透障礙物的能力更強，覆蓋范圍比毫米波廣得多。Sub-6可以用更少的資金，更少的基站，同時利用現(xiàn)有的4G基礎(chǔ)設(shè)施，達到毫米波的效果。

如果說有線通信的傳輸容積是一輛大卡車，那么無線通信的傳輸容積跟獨輪手推車差不多。5G主要想解決無線通信里“小車換大車”的“升級”問題。

而且，在美國，Sub-6頻譜大部分都是政府專用，商用被限制。要想重新規(guī)劃或共享頻段，時間成本高昂。如果將現(xiàn)有的用戶和系統(tǒng)遷移到頻譜的其他部分，再通過拍賣、直接分配等方法釋放到民用部門，通常得花10年以上的時間。共享的話可能快一些，但也要等5年以上。

毫米波和Sub-6各有利弊。但是，將最終決定5G“標準”的，絕不僅僅是技術(shù)條件。

2019年4月12日，美國總統(tǒng)特朗普在白宮講話：“安全的5G網(wǎng)絡(luò)將絕對關(guān)系到美國在21世紀的繁榮和國家安全……在這樣一個未來極具威力的產(chǎn)業(yè)方面，我們不能允許任何國家超越美國。”

5G就像令大國逐鹿中原的“九鼎”—得之能號令天下。

產(chǎn)業(yè)信息化

5G的地位之所以能與核技術(shù)媲美，正因為它們都是一項基礎(chǔ)性技術(shù)，可以在不同的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

最重要的是，5G是一把“產(chǎn)業(yè)信息化”的利器。它不僅僅為改造農(nóng)業(yè)和服務業(yè)賦能，更重要的是為處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型中的工業(yè)國提供了全新的發(fā)展空間。

當下的階段是工業(yè)3.0，可以說，所有的工業(yè)國家目前都處在這一階段。工業(yè)3.0的特點是以PLC（可編程邏輯控制器）和計算機的應用為標志，機器已經(jīng)取代了一部分的人力，也接管了一小部分腦力。

工業(yè)企業(yè)通常分成兩大部門：生產(chǎn)部門、業(yè)務部門。前者通過MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）管理，后者通過ERP（管理信息系統(tǒng)）管理。MES主要負責生產(chǎn)流程的控制，比如生產(chǎn)的步驟、工序。ERP主要負責財務信息的管理。在今日大多數(shù)工廠的車間里，生產(chǎn)部門和業(yè)務部門都分別由兩個系統(tǒng)連通了。

不過，問題就在于，MES和ERP是沒有打通的。MES在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)原材料不合格，或者機器設(shè)備失靈等問題，它自己可以按實際情況進行調(diào)整。但是這個情況ERP并不知道，還需要人去盯著，去更正，如果中間環(huán)節(jié)發(fā)生了疏漏，那財務信息就差之毫厘、謬以千里了。

MES和ERP的問題，是工業(yè)3.0的一個縮影。工廠里的每個部門、每個環(huán)節(jié)、每條信息都像是一個個孤島，一個出了問題，其他的并不知道，等到工人發(fā)現(xiàn)問題，再從頭一個個環(huán)節(jié)篩查，效率十分低下。在過去，工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和銷售的時間都特別長，比如西門子的一種變頻器，暢銷30多年，因此開發(fā)時間長、效率低，也沒有帶來嚴重的后果。但是到了如今，全球性的產(chǎn)能過剩，和互聯(lián)網(wǎng)的繁榮，讓工業(yè)3.0的問題有了切膚之痛。