2019年6月6日,我国5G正式投入商用,至今已有4年。截至2022年底,我国累计建成开通5G基站231.2万个,5G用户达5.61亿户,全球占比均超过60%。全国110个城市达到千兆城市建设标准,千兆光网具备覆盖超过5亿户家庭能力。移动物联网终端用户数达到18.45亿户,成为全球主要经济体中首个实现“物超人”的国家。
5月20日至31日,由科技部、中央宣传部、中国科协主办的2023年全国科技活动周在全国各地展开,以“热爱科学 崇尚科学”为主题,广泛营造讲科学、学科学、爱科学、用科学的社会氛围。
作为距离群众生活最近的最新一代移动通信技术,5G究竟为我们的生活带来了怎样的变化?为什么感觉5G对生活改变没有4G带来的强烈?你能想象网络有一天能够感知你、触摸你吗?针对这些网友热议的话题,记者对话中国传媒大学媒体融合与传播国家重点实验室副教授、中国电信5G融媒实验室专家卢迪,对5G的发展及其未来进行科普与解读。
通信代际更新使命不同,5G≠4G+1
不同频率的电磁波,拥有不同的属性特点。根据频率的不同,无线电波被划分成了众多频率片段用于完成不同的使命,包括无线定位、导航、广播以及卫星气象等。因此,能提供给移动通信的可用电磁波频段十分有限。
而无线通信的升级,就是建立在研究人员对电磁波频率的应用效率上。如何在有限的频谱中让通信发挥更大的效能,如何充分利用这些稀缺的频谱资源,成为一代代移动通信技术追求的目标。
卢迪介绍,5G中的“G”是英文“Generation”,即“代际”的意思,5G就是五代移动通信技术的简称。自20世纪80年代以“大哥大”为代表的1G移动通信工具开始普及,到2019年我国5G正式投入商用,通信技术平均以10年一代的速度不断更新。
“从最开始的只提供通信,我们能打电话,到后来除了打电话以外可以发短信、发彩信,再后来可以跑流量、数据,这些都是随着通信技术的发展,给用户端服务不断升级。”卢迪说。
而和4G上网速度快、延迟时间短、流量价格更低的特点相比,国际电信联盟对5G的关键性能指标除了更高的速率、更低的时延外,对其连接密度的要求也更高。这些特点让5G网络对物联网的支持能力得到大幅提升,物联网的应用场景也得到大范围扩展。在5G网络中,除了智能手机、PC等常见3C产品,更多的终端设备也可以纳入到网络中。
“所以5G并不是4G+1,这种改变是颠覆性的,使用场景和能力是不完全相同的。”卢迪说,不同代际通信技术使命与目标的确立要早于技术的发展。更准确来说,是通过世界各国通信技术专家商定讨论后,在整体的规划中由各个国家去推进代际通信技术的发展。如在2013年2月,我国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合就推动成立IMT-2020(5G)推进组,推动第五代移动通信技术研究、开展国际交流与合作工作。
4G已满足居民通信需求,5G更多服务千行百业
“从4G到5G为什么大家感知不到太多变化?是我们的生存维度决定,毫秒级别的延时差距我们肉体感觉不到,人类的感知极限就到这了。”卢迪介绍,与4G的服务对象是个人客户不同,5G更多的目标是服务行业与机构客户,再通过对行业的改变来服务个人。
媒体、矿山、港口、医疗、教育……5G对人民生活的改变早已渗入千行百业。新冠疫情期间,火神山医院和雷神山医院施工现场的24小时不间断高清直播,便是建立在5G网络超大带宽支持多路4K超高清视频信号直播回传的基础上;2019年,解放军总医院成功进行世界首例5G远程操控颅脑手术,信号能够相隔3000公里实时操控精细手术,便是基于5G技术的超低延迟;今年5月,工信部依申请批复中国移动开展5G地空通信(5G-ATG)技术试验,让飞机上的乘客在机舱内仍能通过无线局域网接入方式访问互联网,让旅客不会因空中行程而错过紧急重要信息。
“如果我们的需求只停留在日常的看短视频、打电话、刷朋友圈,这些基本场景的通信需求4G早就满足了。”卢迪说,“5G的突破不是用户的手机里多了个APP,多了个图标,它是通过对千行百业的改变,从而改变人们的生活场景,这是颠覆性的。”
她还提到,通信技术的突破让很多曾经理论上无法实现的场景拥有了触及的可能,如VR旅游、无人矿山、远程医疗、自动驾驶等,在2022北京冬奥会期间基于5G技术实现的可360度回看的“子弹时间”也让观众们大饱眼福。
但5G的成熟运用也不仅仅是靠通信技术突破就能够做到的。“比如自动驾驶,不仅需要人、车、路、云的配合,还需要各个行业、中央部委、地方政府等多方面的沟通和合作。理论上可以实现,但能否真正大规模铺开则是更现实的问题。”卢迪说。
通信技术不止步于通信,网络能够感知与触摸
迈入2023年,5.5G的发展也传来好消息。
今年2月,中国移动在世界移动通信大会上表示,5.5G会进一步提升网络能力,实现10倍速率提升、10倍能效提升、数千亿连接等能力。5月,上海联通携手合作伙伴率先在上海嘉定完成全球首个5.5G通感算一体车联网连片组网试验区建设,测试结果表明通感算一体各项指标符合车联行业标准。同月,北京地区首个5G-A实验基站在昌平区的国际信息港建设开通。
卢迪介绍,“5.5G”的学名是5G-A,即5G-Advanced(5G的扩充与增强),虽然它介于5G和6G之间,但其应用范围与5G、6G都不完全相同。其在速率相比5G提升10倍的基础上,应用场景也从原来5G的三个扩展到包括移动带宽增强、超可靠低时延、海量机器类通信、上行超宽带、宽带实时交互、通信感知融合的六个场景。
其中的“通信感知融合”更是打破了以往人们对通信技术认知:在以往的通信技术突破中,我们习惯于将通信理解为网络通道,其能力局限于传输信息。但5G-A不同,它还具有感知的能力。“比如在交通场景中,以往我们监测车速要通过测速器等外设实现监控。但5G-A可以实现‘网络即传感器’,网络覆盖的空间就像有无数的触角一样,能够感知到车辆的情况。”卢迪说。
同时,5G-A还让通信网络本身具有智能化,什么时间段基站应该关闭?应该给用户分配“更低的延时”还是“更大的带宽”?这些决定可以由网络本身进行判断。
华为发布的《6G:无线通信新征程》中提到,或将在2030年到来的6G,将如同巨大的分布式神经网络,集通信、感知、计算等能力于一身。同时,也将整合地面网络和非地面网络,提供全球覆盖。但今年3月的华为年报发布会上,华为轮值董事长徐直军在谈及6G技术时也表示,如果消费者和各行各业对移动网络的需求没有大的提升,“也许就不要6G了,因为没有需求就没有人愿意投资,长期生活在5.5G的年代也是正常的”。
4G同步、5G引领,新基建为数字中国打下基础
中国2G商用于1993年,3G商用于2008年,我国的2G时代持续15载。但仅隔数年,中国4G投入商用,同时中国主导的TD-SCDMA逐渐向TD-LTE演进,成为4G时代的国际主流标准之一。卢迪表示,世界各国的通信技术发展并不均衡,中国与世界通信技术的差距,从2G跟随、3G突破、4G同步、到5G引领,取得今天的成绩实属不易。
今年2月,国务院印发《数字中国建设整体布局规划》并指出,建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎,是构筑国家竞争新优势的有力支撑。加快数字中国建设,对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴具有重要意义和深远影响。
作为建设网络强国、数字中国的基石,数字信息基础设施已成为支撑全面建设社会主义现代化国家的战略性公共基础设施。工信部数据显示,截至2022年底,我国累计建成开通5G基站231.2万个,5G用户达5.61亿户,全球占比均超过60%。我国移动电话用户规模为16.83亿户,人口普及率升至每百人119.2部,高于全球平均的每百人106.2部。其中,5G移动电话用户达5.61亿户,占移动电话用户的比例比上年末提高11.7个百分点,达到33.3%,是全球平均水平(12.1%)的2.75倍。
“5G不仅在于日常的娱乐,重要性也远超买菜打折的日常生活。”卢迪说,5G建设是数字中国“2522”整体框架“两大基础”中的数字基础设施。“它对于国家、对于社会,对于我们所在的任何一个行业都有重要的意义。我们不仅要做网络大国,更要做网络强国,要加快建设数字中国。这是个很厚重很宏大的东西。”