全球各國(guó)早就開(kāi)始積極布局5G,中國(guó)也不例外。早在2013年2月,中國(guó)5G推進(jìn)組便成立了;3年后的2016年1月,中國(guó)宣布全面啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn),并給5G的實(shí)驗(yàn)、商用制定了具體的時(shí)間表。
5G是5th-Generation的縮寫(xiě),也就是第五代移動(dòng)通信技術(shù)。和4G相比,它最突出的特點(diǎn)就是帶寬更寬、速度更快、延時(shí)更短。一個(gè)形象的比喻是,3G相當(dāng)于4車(chē)道,4G相當(dāng)于40車(chē)道,而5G則是400車(chē)道。
外界普遍認(rèn)為,從2G到4G只是一種漸進(jìn)式創(chuàng)新,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本身并無(wú)太大變化,只是網(wǎng)速在逐漸變快,而5G要面向各種新的服務(wù),提供不連續(xù)的、嶄新的能力,因此被看作是移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域的一次較為徹底的創(chuàng)新。
這種徹底式創(chuàng)新可以簡(jiǎn)單理解為,提供定制化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在5G時(shí)代,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不再“一視同仁”,運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同,設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速率以滿(mǎn)足個(gè)性化的需求。
作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,5G毫無(wú)疑問(wèn)將會(huì)在未來(lái)發(fā)揮出巨大的潛能。高通2017年發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)研究報(bào)告》預(yù)測(cè),2020~2035年間,5G對(duì)全球GDP增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)將相當(dāng)于與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟(jì)體;到2035年,5G將在全球創(chuàng)造12.3萬(wàn)億美元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,同時(shí)創(chuàng)造2200萬(wàn)個(gè)工作崗位。
因此,全球各國(guó)早就開(kāi)始摩拳擦掌,積極布局5G,中國(guó)也不例外。
從3年前開(kāi)始,在位于成都的電子科技大學(xué)清水河校區(qū),來(lái)往食堂的學(xué)生們每天都會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)不太起眼的室外試驗(yàn)場(chǎng)。不過(guò),鮮有人知道,這個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)到底是做什么用的。
“它對(duì)中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用有著特殊意義?!彪娮涌萍即髮W(xué)教授李少謙說(shuō)。他是國(guó)家“863”計(jì)劃第五代移動(dòng)通信重大項(xiàng)目專(zhuān)家組成員。
這個(gè)早在2015年下半年便投入使用的室外試驗(yàn)場(chǎng),是電子科技大學(xué)與華為聯(lián)合建立的中國(guó)乃至全球首個(gè)5G通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)外場(chǎng),首批搭建了13個(gè)基站,承擔(dān)了諸多5G關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證工作。
“這些技術(shù)只有被反復(fù)證明是可行的之后才能走向商用?!崩钌僦t說(shuō),未來(lái)中國(guó)人使用的5G技術(shù)或許有部分就是從這里走出去的,并且這個(gè)時(shí)間不會(huì)太久。
2018年4月,國(guó)內(nèi)首個(gè)5G電話(huà)已在廣州成功撥通。按照中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信3家運(yùn)營(yíng)商公布的5G時(shí)間表:2019年預(yù)商用,2020年正式商用。
“作為新一代移動(dòng)通信技術(shù),5G對(duì)中國(guó)是個(gè)難得的機(jī)遇,因?yàn)橹袊?guó)有全球規(guī)模最大的網(wǎng)民人數(shù)和移動(dòng)手機(jī)用戶(hù),5G應(yīng)用潛力巨大?!崩钌僦t說(shuō)。
從1到5
31年前的1987年11月,中國(guó)第一個(gè)TACS模擬電話(huà)系統(tǒng)在廣東建成并投入商用,重約1公斤、形似磚頭的“大哥大”面世,標(biāo)志著1G概念在中國(guó)落地,語(yǔ)音通話(huà)開(kāi)始擺脫固定電話(huà)線(xiàn)的限制進(jìn)入移動(dòng)時(shí)代。
自此,移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)入快速迭代期。伴隨著手機(jī)屏幕上端的信號(hào)標(biāo)識(shí)從“E”到“2G”“3G”再到“4G”,通信設(shè)備從緊俏的“大哥大”變成隨處可見(jiàn)的智能手機(jī),移動(dòng)通信一步步“走入尋常百姓家、融入日常生活中”。如今,4G已經(jīng)徹底改變了人們的生活方式,無(wú)處不在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋讓大家可以在線(xiàn)看電影、開(kāi)直播、進(jìn)行視頻通話(huà)、玩網(wǎng)絡(luò)游戲,等等。
“移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步在給民眾帶來(lái)便利生活的同時(shí),也深刻影響著社會(huì)各個(gè)層面的變革與發(fā)展,是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施?!北本┼]電大學(xué)信息經(jīng)濟(jì)與競(jìng)爭(zhēng)力研究中心主任曾劍秋說(shuō)。這也是全球各國(guó),尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家自1G時(shí)代便奮力搶奪移動(dòng)通信技術(shù)主導(dǎo)權(quán)的主要原因?!盁o(wú)論是從現(xiàn)實(shí)還是長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及其帶來(lái)的影響都不容小覷?!痹鴦η镎f(shuō)。
1G時(shí)代,美國(guó)的摩托羅拉一枝獨(dú)秀,掌握了全部的核心技術(shù);2G時(shí)代,力圖打破美國(guó)壟斷的歐洲通過(guò)運(yùn)營(yíng)商與設(shè)備商的合作,推出了名為GSM(全球移動(dòng)通信)的新標(biāo)準(zhǔn),并在全球廣布GSM基站,奪得了大量市場(chǎng)份額。
而中國(guó)直到1995年才開(kāi)始建設(shè)2G網(wǎng)絡(luò),比歐洲晚了4年?!霸谶@兩個(gè)時(shí)代,中國(guó)一直是跟隨歐美的腳步,被動(dòng)接受它們的產(chǎn)品和技術(shù),自己不具備相關(guān)的能力?!痹鴦η镎f(shuō),轉(zhuǎn)折出現(xiàn)在3G時(shí)代,不甘落后的中國(guó)首次推出了自己的移動(dòng)通信制式TD-SCDMA。
TD-SCDMA與歐盟、日本聯(lián)合推出的W-CDMA以及美國(guó)高通推出的CDMA2000并稱(chēng)為3G時(shí)代的三大移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),得到國(guó)際社會(huì)的認(rèn)可,但TD-SCDMA的使用只限于中國(guó)境內(nèi)。
“到4G時(shí)代,全球的移動(dòng)通信制式進(jìn)一步統(tǒng)一為兩個(gè)方案,TD-LTE和FDD-LTE,其中前者就是以中國(guó)提出的TD標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)演化而來(lái)?!痹鴦η镎f(shuō),此時(shí),中國(guó)在全球移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展中已開(kāi)始嶄露頭角,發(fā)揮一定作用。
不過(guò),他也直言,即便如此,中國(guó)的話(huà)語(yǔ)權(quán)依舊很弱,充其量只是個(gè)配角,“但3G、4G時(shí)代的技術(shù)積累以及對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的深刻認(rèn)識(shí)讓中國(guó)在5G時(shí)代奮發(fā)圖強(qiáng)?!?/p>
定制化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
“相較4G,5G最突出的特點(diǎn)就是帶寬更寬、速度更快、延時(shí)更短?!?中國(guó)5G推進(jìn)組成員、北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張平說(shuō)。
在全國(guó)首批承建5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用示范工程項(xiàng)目的重慶,第一張5G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通后測(cè)出的5G下載速率高達(dá)10Gbps,連接密度達(dá)100萬(wàn)/平方公里,5G業(yè)務(wù)時(shí)延僅3毫秒。
“5G的運(yùn)行速率比4G提高了十幾倍,這是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過(guò)程?!痹鴦η镆攒?chē)道為例,指3G相當(dāng)于4車(chē)道,4G相當(dāng)于40車(chē)道,而5G則是400車(chē)道,“4車(chē)道很擁堵,400車(chē)道的話(huà)就可以隨便開(kāi)?!?/p>
中國(guó)通信企業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)武鎖寧說(shuō), 除了更快的速度,5G將帶來(lái)的最大改變是物聯(lián)網(wǎng),“1G到4G時(shí)代,移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展都是在滿(mǎn)足人與人之間的通信需求,而5G將成為一個(gè)轉(zhuǎn)折?!?/p>
“從2G到4G只是一種的漸進(jìn)式創(chuàng)新,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本身只是微調(diào),并沒(méi)有太大的變化和創(chuàng)新,只是網(wǎng)絡(luò)速度在逐漸變快?!敝袊?guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司杭州分公司政企部系統(tǒng)方案主管陸恒力說(shuō)。而相比之下,5G除了提供1G至4G時(shí)代的手機(jī)業(yè)務(wù)外,還要面向各種新的服務(wù),提供不連續(xù)的、嶄新的能力,因此算是移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域的一次較為徹底的創(chuàng)新。
在陸恒力看來(lái),最能體現(xiàn)5G徹底創(chuàng)新的一點(diǎn)就是,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由4G時(shí)代的整體一張網(wǎng)變成了切片式網(wǎng)絡(luò)。這種架構(gòu)下,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不再“一視同仁”,而是可按用戶(hù)需求以及場(chǎng)景的不同,定制化設(shè)置上行速率和下行速率。
“發(fā)朋友圈、上傳視頻等都會(huì)對(duì)上行速率有較高要求,而在線(xiàn)觀(guān)看視頻、直播則對(duì)下行速率有較高要求。”陸恒力說(shuō),如果仍像4G時(shí)代一樣,所有人都使用同一張網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)不會(huì)有太大改觀(guān),因此要“區(qū)別對(duì)待”。比如在醫(yī)院,醫(yī)生需要上傳大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)、病人影像圖片,便可在該區(qū)域設(shè)置較高的上行速率;而在展會(huì)這種短暫性人流密集的區(qū)域,則可調(diào)低上行速率,提升下行速率。
積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定
“5G本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的不可估量影響促使我們必須高度重視其發(fā)展?!睆埰秸f(shuō)。
早在2013年2月,工信部便聯(lián)合國(guó)家發(fā)改委、科技部推動(dòng)成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組,將其作為聚合移動(dòng)通信領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研用力量、推動(dòng)5G技術(shù)研究、開(kāi)展國(guó)際交流與合作的基礎(chǔ)工作平臺(tái)。
3年后的2016年1月,中國(guó)宣布全面啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn),計(jì)劃在2016—2018年三年間分階段進(jìn)行5G的關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、技術(shù)方案驗(yàn)證和系統(tǒng)方案驗(yàn)證。7月,中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,明確提出到2020年,第五代移動(dòng)通信(5G)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)取得突破性進(jìn)展。此后,多個(gè)政府文件均對(duì)5G的研發(fā)、試驗(yàn)、商用提出了明確要求。
此前,中國(guó)的移動(dòng)通信技術(shù)步伐相對(duì)較慢:2009年才開(kāi)通3G網(wǎng)絡(luò),比世界上第一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通晚了8年;2013年發(fā)放4G牌照,比全球第一個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)晚了大約3年。
“如今在5G上的較早布局讓中國(guó)更加主動(dòng)。”武鎖寧告訴記者,其中最明顯的變化是,中國(guó)在5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定上開(kāi)始扮演重要角色,而標(biāo)準(zhǔn)是5G商用的前提,一直是各國(guó)博弈的重點(diǎn)。
“以往中國(guó)在移動(dòng)通信技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定中很少能插上話(huà),現(xiàn)在不一樣了?!币晃灰竽涿倪\(yùn)營(yíng)商內(nèi)部人士對(duì)記者說(shuō),中國(guó)的三大運(yùn)營(yíng)商、華為等通信設(shè)備廠(chǎng)商以及聯(lián)想等手機(jī)生產(chǎn)商都已參與到全球5G標(biāo)準(zhǔn)的制定中。
這位曾參與過(guò)幾次3GPP會(huì)議的業(yè)內(nèi)人士告訴記者,中國(guó)企業(yè)在會(huì)上提出的5G標(biāo)準(zhǔn)方案往往都會(huì)吸引與會(huì)者的注意,引起比較熱烈的討論?!坝泻芏嗳速澇?,也有一些人反對(duì),但這至少代表中國(guó)提出的標(biāo)準(zhǔn)方案獲得了重視,而不是無(wú)人問(wèn)津?!痹撁耸恐毖浴?/p>
在2016年11月的3GPP RAN187會(huì)議上,由華為主推的Polar Code(極化碼)方案就打敗美國(guó)主推的LDPC、法國(guó)主推的Turbo2.0,獲得更多贊成票,成為5G控制信道eMBB(增強(qiáng)移動(dòng)寬帶)場(chǎng)景的編碼方案。
2018年6月14日,3GPP全會(huì)批準(zhǔn)了第五代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(5G NR)獨(dú)立組網(wǎng)功能,標(biāo)志著5G已完成第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作?!俺藰?biāo)準(zhǔn),中國(guó)擁有的5G技術(shù)專(zhuān)利數(shù)量也在增加?!崩钌僦t說(shuō)。
全球證券和投資銀行集團(tuán)杰富瑞2017年9月發(fā)布的報(bào)告《電信服務(wù)——5G和IoT(物聯(lián)網(wǎng))的地緣政治》顯示:截至2017年初,1450項(xiàng)5G網(wǎng)絡(luò)重要專(zhuān)利中,10%為中國(guó)人所有,預(yù)計(jì)未來(lái)這一比例還會(huì)上升。
基站建設(shè)成本有待降低
在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的雙重助推下,中國(guó)的5G建設(shè)正在提速,三大運(yùn)營(yíng)商均已開(kāi)始了5G網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)。
過(guò)去一年多里,中國(guó)移動(dòng)提出在上海、杭州、廣州、武漢、蘇州5個(gè)城市進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試,每個(gè)地區(qū)將建設(shè)超過(guò)100個(gè)5G基站,并在北京、成都、深圳等12個(gè)城市開(kāi)展5G業(yè)務(wù)與應(yīng)用示范。
中國(guó)聯(lián)通則在北京、天津、青島、杭州、南京、武漢、貴陽(yáng)等16個(gè)城市試點(diǎn)建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò);中國(guó)電信也計(jì)劃在雄安、深圳、上海、蘇州、成都、蘭州等12個(gè)城市開(kāi)展5G試點(diǎn)。“但對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),發(fā)展5G的心態(tài)多少有些矛盾,一方面5G代表著未來(lái)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,不能落后;另一方面5G的建設(shè)成本偏高,壓力很大?!鄙鲜鲆竽涿臉I(yè)內(nèi)人士說(shuō)。
中國(guó)移動(dòng)研究院院長(zhǎng)張同須說(shuō),5G設(shè)備主要采用大規(guī)模天線(xiàn)陣列技術(shù),再加上超大帶寬,導(dǎo)致射頻通道數(shù)和基帶處理能力需要成倍增加,建設(shè)成本也有所增加。
“目前,新建一個(gè)5G基站的成本在100萬(wàn)元左右,而之前改造一個(gè)4G基站的成本只有幾萬(wàn)元?!币晃灰竽涿倪\(yùn)營(yíng)商技術(shù)人員說(shuō)。他希望未來(lái)形成規(guī)模效應(yīng)后,5G基站的建設(shè)成本能下降至40萬(wàn)元左右。中信建投通信行業(yè)分析部門(mén)的數(shù)據(jù)顯示,未來(lái)中國(guó)的5G基站數(shù)量將是4G的2倍,運(yùn)營(yíng)商5G建網(wǎng)主體投資可能高達(dá)1.23萬(wàn)億元,較4G投資增長(zhǎng)68%。
“整體上看,目前運(yùn)營(yíng)商4G的投入還未收回,再加上提速降費(fèi),5G龐大的建設(shè)費(fèi)用確實(shí)是一個(gè)問(wèn)題。”武鎖寧說(shuō)。
不過(guò),中國(guó)信息通信研究院發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書(shū)》指出,預(yù)計(jì)2020年,5G將直接創(chuàng)造920億元的經(jīng)濟(jì)增加值;至2030年,5G帶動(dòng)的直接總產(chǎn)出將達(dá)3.6萬(wàn)億元,經(jīng)濟(jì)增加值2.9萬(wàn)億元,將增加800萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
同時(shí),上述白皮書(shū)也說(shuō),5G將從線(xiàn)上到線(xiàn)下、從消費(fèi)到生產(chǎn)、從平臺(tái)到生態(tài),全面構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,推動(dòng)我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁上新臺(tái)階。
即便如此,張平仍再三提醒,中國(guó)發(fā)展5G要穩(wěn)扎穩(wěn)打,“5G的建設(shè)要分步驟、有計(jì)劃地進(jìn)行,不要指望一蹴而就,因?yàn)?G時(shí)代剛剛開(kāi)始?!?/p>