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5G岂止于快

文章来源:中国科学报  |  发布时间:2015-04-03  |  【打印】 【关闭

  在经历过2014年全球轰轰烈烈的4G建设之后,今年3月初在西班牙巴塞罗那举行的2015年世界移动通信大会上,人们又将目光锁定到了5G上。相较于去年的雾里看花和纸上谈兵,今年人们对5G的理解已经愈加深刻,甚至有一些企业的技术方案已经开始被真刀真枪地做了起来。

  无论是传统移动通信巨头爱立信,还是全球通信业新科状元华为,抑或正在积极谋求转型的中兴,都在悄悄地向5G转移。在巴塞罗那的大会现场,华为展示了5G网络的物理架构和逻辑架构,并演示了如何满足不同业务的需求。爱立信也展现了如何管理大规模物联网的毛细网络,并使其采用移动网络处理低延迟的控制回路。因为未来5G系统中的大部分设备将是无人值守的机器设备,管理范式也相应地需要从“一对一”转变为“一对多”。

  在国内,5G同样备受关注。今年两会期间,全国人大代表、工信部副部长怀进鹏就表示,在5G技术研发和有关需求等方面,中国已开始布局和准备,5G的应用范围将会非常广泛,如涉及无人驾驶、自动驾驶、导航、制造业、流通领域和新闻领域等。

  随着这些消息不断传来,5G的脚步似乎离我们越来越近。那么,5G究竟有什么特点?它的到来又会给人们的生活带来哪些变化呢?

  视频通话或将无处不在

  5G,即第五代移动通信技术(fifth-generation),是继4G之后的延伸。但与4G、3G和2G不同的是,5G并不是一个单一的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术演进集成后的解决方案的总称。

  根据移动通信技术演进的规律,提到5G,人们首先期待的就是其“无与伦比的速度”。“2G最开始时的速度是9Kbps,最快时能达到超过100Kbps;3G的最低要求是1.4Mbps,后来标准提高到至少有8.8Mbps,随后3G又发展出HSDPA、HSUPA和HSPA+等制式,速度也从7.2Mbps到42Mbps不等,甚至到后来3G也可以跑到96Mbps;现在的4G都可以做到超过100Mbps。”中国通信业知名观察家、飞象网CEO项立刚告诉《中国科学报》记者,“到了5G,大家对速度的期望值是1Gbps。”

  其实,早在2013年,韩国三星公司就宣布其已成功开发5G核心技术,比4G要快数百倍,可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据,这意味着人们下载一部高画质电影只需要短短10秒钟。

  北京邮电大学信息经济与竞争力研究中心主任曾剑秋在此前的媒体采访中表示,从3G的10兆带宽、4G的100兆带宽发展到5G的1000兆带宽,是一个从量变到质变的过程,好比从双车道进入20车道,又发展到200车道。比如,现在的通话以音频为主,5G时代会有无处不在的视频通话,帮助人们“面对面”交流。

  对于5G,当下的讨论非常热闹。但项立刚想要提醒人们的是,“现在对于到底什么是5G,我们其实还不知道”。

  “5G是一个通信标准,需要国际电信联盟来共同讨论制定。现在,国际电信联盟正在向全球征集5G标准,各国都可以提出自己的想法,在明年之前提交给国际电信联盟,按照惯例在这之后还要讨论一年半到两年的时间。也就是说,至少要到2018年,我们才能知道5G标准到底是什么,再后来才能接收网络。”项立刚强调,“所以,现在人们所说的5G,是没有标准作依据的,它也许只是目前做出的更先进的技术,或者是已经提交给国际电信联盟的技术,但能不能被接受还未可知。”

  “万物互联”可能成为现实

  速度更快也许是5G最明显的标志,但如果你认为5G带来的只是更快的网速,那就太小瞧它了。虽然目前5G尚没有形成统一标准,但业界普遍认为,除了速度之外,5G还将在低功耗、低延时、低成本和较高实际体验速率等方面大显身手。

  华为副董事长胡厚昆曾经表示,未来的5G网络将拥有多达1000亿的联结数量,从而使“万物互联”成为现实。也就是说,5G的推出能够满足高速发展的移动互联网和物联网业务的需要。

  近期,由工信部、发改委和科技部联合推动成立的IMT-2020(5G)推进组也发布了5G概念白皮书。在这份白皮书中,推进组专家将5G的特点归纳为连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个方面。而这四个方面正能够满足不同用户、不同行业对于通信的复杂需求。

  具体来说,连续广域覆盖意味着5G能够使人们在偏远地区、高速移动等恶劣环境下仍可以高速上网。热点高容量则使5G能够满足人们在人员密集、流量需求大的区域依然可以享受到极高网络速度的要求。低功耗大连接的特点使5G可以在智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景中发挥作用。而对于车联网、无人驾驶、工业控制等对时延和可靠性具有极高要求的领域,低时延高可靠的特点或许可以使5G能够应对自如。

  在这些特性中,项立刚尤其关注5G的低功耗优势。“现在我们有大量的可穿戴产品需要连接到网络上,这些设备不一定要求速度快,但却要求功耗低。比如,智能手表需要传输的数据并没有那么多,其实就是很小的字节,因为你不可能用它来看电影和电视,所以它对于传输速度没太大要求,但需要不耗电。一块手表里就只有一小块电池,希望能尽量多用一段时间。”项立刚说,“现在,对于5G的低功耗到底能量化到多少,我们还不清楚,但至少可以透露出一个信息就是,低功耗也是5G的一个重要特点”。

  第七次信息革命或许正在到来

  正因为5G可能会具有这样的特点和功用,人们对它的期待也越来越高。但同时,一些争论也随之而来。有一种观点就认为,如今的4G网络速度已经很快了,频繁地更新换代是否会造成资源浪费?

  对此,项立刚并不同意。“不能说你不需要视频电话,所有人就都不需要。就像现在4G在我国可能只有10%的人在用,但这不代表我们就不需要向前推进,以后可能还会有更多人来用。我们首先应该有能力提供这些技术,再让人们进行自由选择。”

  曾剑秋也解释说,每一代通信技术都可向下兼容,在原基站的基础上升级技术,不必另起炉灶,新老技术可以共享设备,目前4G就可以兼容2G。

  不管怎样,可以确定的是,不断追求更快、更强、更稳定的信息传输技术,是人们一直以来努力的方向。“到目前为止,人类社会已经经历了六次信息革命。第一次是让信息可以分享,所以我们发明了语言;第二次是让信息可以被记录,我们发明了文字;第三次是让信息可以远距离传输,所以我们发明了纸和印刷术;第四次是让信息实现远距离实时传输,所以我们发明了无线电;第五次是让信息可以远距离实时多媒体传输,所以我们发明了电视;第六次是让信息可以远距离实时多媒体双向交互传输,所以我们发明了互联网。”项立刚认为,“在未来的第七次信息革命中,除了速度越来越快、覆盖越来越广之外,我们还要提升能力。”

  在项立刚看来,这种能力首先是智能感应的能力。“具备这种能力,很多智能感应器就可以被整合到网络系统中去,包括光线感应、触摸感应、重力感应、加速度感应、声音感应、方向感应、温湿度感应、红外感应、辐射感应等;二是大数据的挖掘、整合、融合和渗透等能力,而这些能力将会共同形成一个新的、更强大的能力。”