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            商用一周年,5G成為中國數字經濟的“新引擎”

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              編者按

              2019年6月6日  ,工業和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照  ,標志著我國正式進入5G商用元年  。2020年突如其來的全球疫情  ,改變瞭人們的生活方式  ,很多活動都搬到瞭線上  ,這對5G及新一代信息技術的發展起到瞭極大助推作用  ,5G視頻會議、智慧醫療、車聯網等應用飛速發展 。隨著我國5G基礎設施的逐步完善  ,5G作為“新基建”代表 ,會延伸出更多的應用場景  ,5G產業將迎來大發展的新機遇  。

              作者:鄔賀銓 (中國工程院院士)

              5G作為超寬帶低時延無線通信技術  ,可以將物聯網、數據中心、人工智能和工業互聯網等融合構成完整的新一代信息基礎設施 ,成為“新基建”的重要組成部分  。我國提出要推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟的深度融合  ,加快制造業、農業、服務業的網絡化、智能化、數字化 。近一年來  ,5G等新一代信息技術賦能新應用  ,推進智慧社會的發展 ,支撐產業數字化 ,成為中國數字經濟的新引擎  。

              1.5G將物聯網跟雲計算、大數據、人工智能無縫融合

              “新基建”就是要建設集約高效、經濟實用、智能綠色、安全可靠的現代設施體系  。包括三個方面的內容:第一是新一代信息基礎設施;二是融合基礎設施;三是創新基礎設施  。其中新一代信息基礎設施又可以分為三方面:一是通信網絡基礎設施  ,包括5G、互聯網、工業互聯網、衛星互聯網;還有新技術設施以及算力基礎設施  。

              移動通信從第一代1G、2G、3G、4G發展到現在的5G 。5G跟前面幾代移動通信相似的地方都是十年一代  ,峰值速率十年提升瞭一千倍  。5G跟前幾代不一樣的地方  ,1G到4G是面向個人通信  ,5G面向產業互聯網和智慧城市的應用 ,有三大應用場景:增強移動寬帶、超可靠低時延、光覆蓋大連接  。5G跟4G比在多個性能有數量級的提升  ,5G主要依靠無線技術的創新 ,無線技術離不開通信的基本原理  ,首先把基站做得更多  ,其次把天線做得更多  ,當然還需要頻段和物理機的改進  ,表現在5G是寬帶的能力峰值是4G的30倍 ,體驗數據是4G的10倍  。另外支持高速移動 ,能做到每小時500公裡的運率速度  。還有低時延  ,時延比4G減少40%  。它支撐大連接  ,連接面比4G提高10倍  ,做到1平方公裡100萬的傳感聯網  。其次能效密度都比4G有百倍的提升  。

              5G網絡技術的提升  ,不單純是智能手機 ,無線接入網  。5G是使用邊緣計算  ,5G特別強調把雲計算的能力分一部分下沉到邊緣上 ,以降低對敏感業務的處理時延  ,並且可以減少到中心雲的帶寬壓力  ,提高可靠性  。5G的邊緣計算有些還可以adc影庫十八歲確認年齡放到機站的附近 。使用邊緣計算對企業來講  ,據IDC分析  ,今年50%的數據會放在邊緣側處理  ,而且兩機雲比單機雲節省成本  。

              還有智能物聯網  ,物聯網感知數據包括大數據和人工智能的分析 ,5G之前通常的移動網絡時延比較大 ,帶寬不夠  ,而且當時也沒邊緣計算  ,因此傳感器的數據送到後臺時延比較長  ,決策回來以後已經失去瞭實時性的處理機會  ,現在5G來瞭  ,5G不僅是大帶寬低時延 ,還表現為一平方公裡支持一百萬個傳感器聯網 ,端到端的時延不超過十秒  ,因此可以說5G將物聯網跟雲計算、大數據、人工智能無縫融合  。AI跟IOT的融合成為AIOT智聯網  ,AIOT相當於拿5G把雲計算的能力虛擬化到物聯網上面連接起來  ,更進一步的我們可以把AI的芯片以及商業AI的軟件、開發工具集成到AIOT的終端裡頭  ,跟原來物聯網的模塊綜合在一起  ,當然綜合在一起適用於一些比較復雜一點的要求、要求嚴格一點的物聯網終端  ,像超高清的攝像頭、機器人、無人機這些  ,這些直接把人工智能的能力融合到物聯網模塊  。更進一步地在AIOT的終端裡頭還可以遷入區塊鏈的能力 ,這樣保證物聯網設備的接入驗證、設備加密和設備控制安全  ,解決數據的確權和數據資產化的問題 。

              2.“上雲賦能”  ,5G支持超寬帶和低時延的高速網絡

              5G解決瞭“上雲賦能”的問題  ,傳統的視頻會議、遊戲、數字文化產業、工業的協同設計都需要將核心程序下載到本地  ,本地要完成計算  ,對計算能力內存成本要求比較高 。現在依靠雲端服務器的運算能力借助服務器的傳輸能力  ,把兩者連起來  ,不需要下載終端和程序 ,即插即用、多屏合一  ,流暢體驗  。右上角兩個小視頻  ,一個是在手機上上雲  ,一個是比較高端的PC上雲  ,兩者看不出多大區別  。現在的終端通過5G連到互聯網再連到後臺的雲計算平臺 ,終端可以發出遊戲控制的動作  ,馬上後臺進行圖像的渲染、畫面的壓縮  ,再把遊戲流傳過來  ,基本是沒有時延的  ,因此感覺比較流暢 。這種應用不僅僅在遊戲  ,像這次疫情期間帶動瞭雲辦公、雲課堂、雲視頻、雲招聘、雲簽約  ,即便是在疫情過後 ,這種雲的應用能夠節省交通和時間的成本  ,比較方便  。

              5G另外一個很大的特點是超寬帶 ,可以支持超高清4K8K  ,與傳統的高清相比4K、8K的分辨率大大提升  ,2K的分辨率是這樣的 ,4K是它的4倍 ,8K又是4K的4倍  。不但分辨率提升  ,幀率到120幀 ,倍數從8bit到16bit  。由於5G可以支持高分辨率  ,因此我們希望屏幕更大一點  ,但是屏幕太大不方便隨身帶  ,因此現在折疊屏的手機就出現瞭  ,現在折疊屏屏幕沒那麼大  ,所以現在出現瞭智能屏 ,表面上是電視屏  ,實際上它是一個手機的屏幕 ,我們可以通過手機跟它聯動  ,也可以靠觸摸翻屏 ,這樣我們可以享受超高清的視頻 。應該說4K8K電視在中國發展還是相當快的  ,預計今年會占總銷量的40%和5%  。

              另外5G的特點是支持高速移動  ,什麼時候需要高速呢?我們知道高山滑雪的運動速天天看片免費高清觀看度達到每小時250公裡  ,冬奧會跟夏奧會的區別 ,一個是速度、adc視頻在線觀看年齡確認一個是藝術 ,為瞭高速度運動5G可以發揮作用 ,我們可以在運動員的頭盔和雪橇上裝上5G攝像頭  ,場外的觀眾可以由場內運動員的高度、難度、溫度、速度的感受  ,通過5G可以把超清視頻直接播出去  。中國聯通用5G把超高清8K的乒乓球比賽傳到場外  ,可以把運動場上的多個機位信號傳到外面  ,在場外再把多個機位進行合成處理  ,所以場外的觀眾可以獲得360度場景的體驗 。過去我們的運動場在不同位置票價是不一樣的  ,觀看的角度不同  ,直播的時候大傢看到導播送出來的機位信號是一樣的  ,有瞭5G可以把多個機位的視頻分別送出來  ,分別由用戶點看哪個機位  。現在有商傢想到瞭什麼呢  ,不同的機位可以賣不同的錢  ,比如“溫網”比賽 ,坐在費德勒天王角度的機位可以賣更多的票價  ,這種直播的市場也是很大的 。

              5G另外一個特點  ,不但支持高清 ,而且是極低的時延 。AR/VR要求高帶寬特別是低時延  ,4G的時候是做不到的  ,5G可以  。華為曾經預測  ,到2025年全球10%的企業都會使用AR/VR ,IDC去年的報告到2023年中國AR/VR的市場能達到650億美元  。比如  ,故宮開放  ,很多珍藏是不能手觸摸和近距離看的  ,在故宮戴一個5G的VR頭盔可以親身感受珍寶  。在旅遊點可以戴上VR頭盔  ,可以有更驚險刺激的感受 。在植物園觀看植物的時候 ,通過頭盔可以看到這個花的雲端搜索內容 。

              3.數字創意、智慧醫療、智慧教育、車聯網……5G產業的融合創新應用越來越多

              5G產業  ,融合創新  ,將來會有廣泛的應用 。比如  ,數字創意也可以借助5G產業和5G的發展得到很好的提升  ,這裡面可以分析出運動員的動作和我們設計武打片的動作等  ,將來拍電影電視的時候就不需要花錢去請價格很高的“小鮮肉”  ,實際上“畫”一個就可以瞭 。

              5G終端不僅僅限於普通終端  ,手機還可以作為眼鏡  ,作為5G的終端 。對於平常人來說屏幕是不能凹凸的  ,可以在手指上讀一個攝像頭 ,指哪個字讀哪個 ,甚至可以翻譯  。也有人說把終端做一個眼鏡 ,是反過來戴的 ,我們可以看看  。AR/VR不僅僅戴到自己頭上  ,可以裝在地面的攝像頭  ,攝像頭拍下你的身材 ,當你說換一種顏色的時候它自動根據你的身材換一種顏色 ,不單是換顏色  ,還可以換服裝  。

              在智慧醫療上有很好的應用  ,去年3月份在三亞的一個解放軍總醫院的醫生通過5G遙控在北京301醫院的機械手  ,為帕金森患者完成瞭開顱的手術  ,疫情期間5G的遠程會診以及遠程手術指導都有很多的例子  。另外利用VR可以培訓醫務工作者 ,一般的外科醫生上手術臺還需經過很長時間的訓練  ,利用VR可以加快這個培訓的過程  。現在判斷是不是得新冠肺炎主要是靠核酸檢測  ,核酸檢測並不能馬上確診患者是陽性  ,還有假陰性  ,還需要通過CT  ,一張張CT照片還是比較難看的  ,可以通過大數據人工智能技術融合為立體的肺  ,再看看肺的周邊怎麼樣  。利用醫生看新冠肺炎的經驗總結放到後臺人工智能大數據 ,現場的醫生把醫療影像傳到後臺  ,可以利用後臺的比對  ,發現哪些CT圖像問題大的 ,大大縮短時間  。

              智慧教育  ,疫情期間很多孩子在傢上網課  ,5G和AR/VR技術  ,不僅對兒童  ,對成年人也很有幫助  ,瞭解生物中的微觀世界、宏觀的天體運行、未來2300年世界變怎麼樣都可以呈現直觀的感受 ,利用AR/VR頭盔可以模擬很多場景  。

              檢測水的污染  ,不一定非要通過衛星  ,現在利用無人機搭載5G終端和高清攝像頭就可以拍下地面的污染和水質的污染  。另外5G的特點是大連接  ,特別適合於對環境的檢測  。

              陜西一個農場 ,在蘋果園開花的季節  ,一個無人機帶5G的攝像頭掃個蘋果園 ,蘋果開花一般隻有一周  ,掃下來以後通過後臺的大數據人工智能分析  ,可以清楚數出每一棵樹有多少朵花  ,哪些花能結果  ,可以說提前三個月預測瞭蘋果園的產量  ,當期貨可以賣出去  。5G高清攝像頭還可以檢測農田土壤的肥料、旱情以及農作物的生長情況  ,也可以判斷我們哪些地方受災 。

              車聯網  ,可以說5G為車聯網而生  ,車聯網因為5G煥發青春  。交通對安全比較敏感  ,因為對時延要求嚴格  ,4G時代時延太大  ,5G加上邊緣計算可以保證空口時延1毫秒  ,可以保證車到紅綠燈、車到人等等通信  ,過去我們是靠雷達 ,未來還會用雷達 ,但是不需要那麼精確的雷達瞭  ,不僅僅是智能的車  ,再加上聰明的路 ,兩者結合起來車路協同  ,這樣可以提高交通效率、保證交通安全  ,減少尾氣排放  。而且車聯網本來也是一個產業 ,麥肯錫公司預測2030年車聯網車載電子以及車聯網服務加起來是1.5萬億的全球規模  ,現在全球汽車產業也就兩到三萬億規模左右  。華為預測2025年車聯網會嵌入到全球15%的車輛裡  。

              實際上5G的應用不僅僅在汽車領域  ,包括垂直行業 ,也在金融領域  ,可以看到2G出來有瞭網上銀行 ,3G出來有瞭手機銀行 ,4G出來有瞭數字銀行  ,5G出來會有智慧銀行  。

              5G還可以幫助培訓工人 。這個工人是不會修汽車的 ,戴上5GAR眼鏡他就會修汽車瞭  。所以可以看到虛擬的  ,也可以看到實物  ,一步一步引導就把汽車修瞭  。我們國內也用瞭  ,江西的江陵汽車就讓工人戴上AR眼鏡  ,出錯率降低瞭  。

              工業應用  ,中國每天的生產線上靠眼睛目測產品質量的工人全國有350萬  ,盡管工人很認真  ,但檢測準確度還是不高的  ,現在利用5G高清攝像頭把拍下來的產品直接連到邊緣計算中心雲和人工智能  ,跟預存的合格和不合格的圖片比對 ,這樣發現機器視覺的能力超過瞭人類  。青島港利用瞭5G遙控吊車  ,實現毫秒級的延時和高精度的定位  ,這樣的話功效提高瞭30%  ,工作人員減少瞭70%;山東的濰柴動力利用5G將濰坊、杭州、法國等地的研發中心協同起來  ,使得研發效率提升瞭25%  。

              通過利用5G可以讓機器人無人機變得更敏感  。無人機買回來要編程的  ,一般的企業不見得有這個能力  ,現在我們在機械手上面裝瞭5G攝像頭  ,看看旁邊的人手怎麼動它就怎麼動  ,自動就訓練成瞭  。華為預測到2025年全球每萬名制造業員工會跟103個機器人共同工作  ,也就是說到2025年大概每一百個工人會配一個機器人  。

              不僅僅在生產環節  ,在企業金融環節也有作用  ,很多中小企業現在面臨一些困難  ,包括信貸的困難  ,因為中小企業不動產比較少 ,可質押的東西少  ,另外誠信記錄也沒那麼完善  。但是所有的企業哪怕再小也會有半成品、成品的倉庫  ,即便這個倉庫是租來的  ,也會有一段時間成品、半成品在倉庫存起來  。我們在倉庫加上攝像頭  ,把攝像頭的視頻送給銀行  ,銀行觀看攝像頭知道這些動產變成臨時的不動產  ,可以作為質押的標的 ,因此銀行就敢於給企業貸款  ,當然企業出庫之前要記得還貸 ,銀行中間還可以區塊鏈管理  。用瞭這種方式  ,現在貸款利率隻比銀行正常利率高1.5個百分點 ,而過去民間借貸利率要高達15%  ,高1倍以上  。不僅僅是倉庫的東西可以作為質押 ,應收賬款、訂單也可以質押 ,由於5G人工智能大數據的出現  ,給很多企業更多的數據提供瞭信用的憑證 。

              總之  ,5G的出現會有很多新的應用  。2G全球是1991年開始  ,中國是1994年開始  ,1992年開始出現短信  ,後來就有瞭QQ、支付寶  。3G全球是2001年發的牌照 ,中國是2007年發的牌照  ,3G的突出表現是數據傳輸能力  ,3G出現以後就有瞭移動手機、移動電子商務、微博、O2O、微信  ,微信是中國3G發佈瞭四年以後才有的 ,可以說這些應用在3G商用的時候根本沒有想到  。4G ,全球是2010年開始的 ,中國是2013年開始的 ,4G的主要能力是寬帶  ,4G出現以後就有掃碼支付、共享經濟網約車、社交電商、智能搜索、抖音等短視頻 ,這些也是我們4G商用的時候根本不可能想到的  。現在中國的5G跟發達國傢的5G同步商用  ,5G的主要特點是雲端智能的融合能力  ,現在預見到5G會支持4K、8K超高清視頻、AR/VR、智聯網、工業互聯網  ,5G一定會產生出我們現在還想象不到的新應用  。


                

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