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第364期【齐悦读—线上共读—透视新科技】“齐悦读”[线上共读] 《5G是什么》

2022-05-26 10:03:23 来源: 点击量:
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讲座题目:透视新科技——5G是什么

          

主 持 人:胜  春

做客嘉宾:王志勤,中国信息通信研究院副院长。

                 曹蓟光,中国信息通信研究院标准所副所长。

          

讲座时间:2022年5月23日~5月29日

(备注:讲座视频可循环播放)

 

https://article.xuexi.cn/articles/video/index.html?art_id=16042975392414135895&read_id=d77308eb-1f27-4785-8705-156e84a93ed2&ref_read_id=b268037b-a34a-4a3e-80b3-fd13a3d94bbf&reco_id=&mod_id=&cid=&source=share&study_style_id=video_default_id

透视新科技——5G是什么

 

讲座内容:

各位好!欢迎收看我们今天的《透视新科技》!我是主持人胜春。今天,我们跟大家聊一聊关于5G的话题。2019年的6月6日,工信部向中国的三大电信运营商,以及中国广电颁发了商业牌照。到今天算起来,我们节目播出的时候,已经将近一年的时间了。这段时间里,对于中国人来讲,大多数人都觉得5G是我们每天都能够看得见,听得着,却又摸不清楚的东西。那5G到底是什么?会给我们的生活带来怎样的改变?接下来,我们先通过短片去了解一下。

从2019年初开始,跟5G相关的话题就不绝于耳。2020年3月24日,工信部发布了关于推动5G加快发展的通知,正式宣告中国5G迎来了发展高峰的一年。时至今日,我国的5G研发和建设进展如何了?短片过后,欢迎回到我们的演播室当中。首先给大家介绍一下我们今天请来了两位嘉宾,我左手边的这位女士是中国信息通信研究院的副院长王志勤,欢迎您!王院长。大家好!另外一位,是中国信息通信研究院的标准所副所长曹蓟光。大家好!欢迎您!曹所长。刚才我们通过短片,已经了解了一些概念,5G这个概念到底是什么?其实5G的G是英文generation的一个缩写,就是“代”的意思。5G实际上就是第五代移动通信技术的一个简称。

那移动通讯到底是什么一个概念?过去我们在小品当中听到的移动都说,移动就是一边走,一边打电话,当然这是开玩笑,真正的移动概念是什么呢?实际上我们平时做通信的时候,实际上是有两方进行通信,咱们打电话也好,或者是进行交流也好,肯定是双方。那么在这个技术定义方面,我们认为这两方里面,其中有一方是在移动的过程中,是可以来进行交流和打电话的,这种方式其实就叫移动通信,其实跟您刚才说的,我觉得也不能算错。在走的过程中打电话,对,对,对。这个是相对于过去我们家用的固定电话来说的。对,对,对。这个移动。对,其实这个移动通信,它也是有很多广泛的这种技术,像刚才您说的在家里头,我们家里有一个无绳电话是吧,另外就是我们原来叫BP机,就是寻呼机是吧。有什么信息,谁呼你一下,然后我们收到这个寻呼信息以后,再去打电话。那么,它也是移动通信的一种,现在广泛应用的就是手机了,大家叫手机。其实我们也是叫蜂窝移动通讯(信),它是可能大家认知最多的,最为熟悉的这样一种移动通讯的这种技术。

1G、2G、3G、4G,那时候都是什么样子?基本上是在1980年左右,我们当时出现了第一代移动通信技术。那时候,其实我们现在回想起来,就是当时的“大哥大”,基本上就是打电话了是吧,这个提供的业务。第二代移动通信,实际上我觉得应该说是大部分人就是认识手机和认识这个移动通信,是从第二代移动通信开始的,除了这个打电话以外,我们还可以发短信。现在短信其实,用得还是很用的。就是当我们的手机有短信功能的时候,那个时候已经进入2G时代了。对,对,对。哦,那3G呢?3G的时候,应该说是叫多媒体,能够提供这种多媒体信息,然后通过3G这种手机,就可以实现通话双方一个视频的这种通话,我不光是打电话听声音了,我都能看见对方这个讲话的人了,所以从第三代开始基本上能够实现这样一种功能。到了4G,可能我们电视机前的观众就比较了解了。现在我们国家因为4G的用户已经非常多了,4G使得手机成为了一个大家进入到互联网的这样一个入口,包括一些视频业务,现在像抖音,包括我们现在的这个网上购物等等,我觉得这些习惯,和这种新的生活方式吧,都是4G时代推出的。包括我们现在的微信,网上包括打车等等,都是在4G这个平台上激发和这个,我觉得培养起来的。就是说到3G、4G之后,就是整个通讯能力的提升,然后就使得互联网跟移动通信紧密结合起来了。就像刚才王院长讲的,出现了移动互联网。移动互联网的大发展,这个大家都能感受到,我们可以通过手机终端,一个手机终端可以搞定一切。

1G时代,手机只能接打电话,语音信号极不稳定。2G时代,手机不仅可以上网,还可以进行文字传输,是发送短信息的开始。2009年初,中国颁发了三张3G牌照,3G在传输声音和数据的速率上有了巨大提升,它能够处理图像、音乐、视频等多种媒体形式。2013年12月,我国进入4G时代,短视频、移动支付等在线上网成为主流。移动通信技术的不断革新,改变了我们每个人的生活。5G时代的到来,又将带来哪些变化呢?一提到5G跟4G的对比,这里边最大的表现,就是速度(率)快了,这个速度(率)快到底能快多少?5G跟4G比,其实它的整个这个数据速率可以提高10倍,也就是说过去,其实我们现在4G,平均的速率可以达到20多兆。那么像到5G,它的用户的最低的,用户的使用是在100兆以上,峰值就是最高的时候可以达到1000兆,就是一个G。这么多。所以我们也认为5G可以到,我们叫G比特的这样一个新的时代,或者是从速率的这个角度来看。你们是通过什么样的技术达到这样的一个效果的?

因为要实现这样一个高速率,我们简单地比喻一下,确实就是。因为整个的这个移动通信,它就是像一个高速公路,过去可能我们是一个羊肠小道,很窄的一个小道。随着每一代技术的发展,这个高速公路其实是越来越宽,在4G的时候,我们每个运营商分配的频谱是20兆的频谱,就相当于两个车道。现在我们5G的时候,给每个运营商分配的频谱是100兆,那就是相当于10个车道,所以它在10个车道上,所能够传送的这种数据肯定是要比两个车道还要大得多。而且也许过去在两车道的时候,其实我们上面跑的更多的是汽车,是吧。现在是一个10车道以后,实际上我们可以跑飞机,是吧。那你想想?可能性就更多了。对,比如说我们这个数据,可能就可以想象成一些这种货物的运送,对吧。你用汽车去运的话,你想它这个速率,我如果用飞机,实际上它所能够承载(的)和它这种效率会是更高的。所以应该来说就会有一个10倍以上的吧,这样一个大幅度的这样一个提升。嗯,有这样一个问题,可能很多观众会问,说我们现在用4G用的挺好的,我生活当中很多速度都能够满足我的需求,我们为什么还要花那么大的物力人力去研究5G呢?

就是简单来看,就是刚才提到的有些业务,像这个4K、8K(超高清视频)的这种高清视频,以及AR(增强现实)、VR(虚拟现实)的这种技术。其实我们基本来看,实际上它是需要一个100兆以上的,非常稳定的这样一种速率。如果没有这样一种速率的话,这种图像是无法传送的。除了这些5G还能做什么?医疗领域,特别是在最近这个疫情期间,实际上医疗领域是使用5G,非常具有特点的这么一个领域。比如说。一个就是这个火神山、雷神山医院,大家可能也都知道,在很短的时间,两天之内,就建设了这样一个5G覆盖。那么,就是考虑到其实有很多的这种患者和这种案例,需要每天进行探讨,所以通过5G就构建了一个远程医疗的这样一个系统,就是像他们开发的有一些其实叫医疗小推车。这种小推车,它也是有一个视频和诊疗的这么一个系统。那这个小推车就可以,我们直接推到这个床边,病床边,那么远程北京的这个医生,能通过这个小推车,实际上对这个病人的很多的一些医疗仪器,因为它会对你很多生理的一些进行测试,测试的结果直接输出,而且能够直接进行远程的这种会诊,这种模式也是比较多,是通过5G来进行这种连接的,提供一个大带宽的一种连接。另外,其实有很多这种,我们叫机器人,医疗机器人,因为病情(有)这种传染性,所以现在我们有很多的医院里头配备了我们叫网上机器人,就是说它的很多的处理是在云端处理的,它的智能化的处理都是在云端的。云端的这种能力是非常强的,对吧。所以它会有一个很强的智能,也就是说5G跟人工智能相结合,来从云端控制这个机器人。比如说它可以进行包括一些测温、远程测温,然后去运送一些医疗物资,还有进行一些消毒等等,这种现在在医院里头用得也挺多。

实际上在工业领域5G的应用也很多,比如我们说在生产线上有很多机械手在工作。机械手在工作的时候,一般机械手配了摄像头,摄像头会采集很多的信息,而且是高清的信息。比如零部件的位置,然后决定它下一步装配怎么样来动作,那么这些一个机械手可能就有十几个摄像头,这样它能够全方位掌握信息。如果以前用这种的话,都要后面带一个很粗的“辫子”,就是有线的方式来传,传到远端进行处理。现在拥有了5G之后,实际上就可以把高清的这些信息直接无线的方式传输,这样的话能够减少工厂内设备布置的难度,降低成本,有很大的好处。还有就是比如说我们以前也有这种无人机,无人机用来做工厂的巡检、安防等等,上面基本都带一些摄像头,但是那个摄像头,基本上清晰度都比较低的。我们经常可以看到一些交通上面的摄像头,有时候能够看到那个人,但是识别不出人脸。有了5G之后,它的大带宽的特性就发挥出来,比如带4K、8K的摄像头,这样的话就在安防领域,在生产调度领域都有很多应用。除了速度(率)快之外,还有哪些特点?

第二个,就是我们讲的低时延,高可靠。第三个就是广覆盖,大连接。低时延,高可靠就是以前我们的一些通讯,可能是时延比较长,就像我们在转播画面的时候,可以看到主持人说话之后,很长时间才能听到。明明记者已经说了主持人你好!这边半天听不到,但观众都看得到。这就是由网络带宽所决定的,它有很多摄像头采集的信息在网上传不过来,它传输的时候有时延。这个延时。如果是带宽比较大的话,马上就能够过来,这个可能在一些业务里面不是很敏感。比如我们发个邮件,你延迟几秒钟收到,这个没有感觉,但是对于有些,尤其工业控制上面的应用,那几个毫秒都是很大的问题。比如说。因为在工厂的流水线上面,它是多个机械手配合在工作,它有这个时序的,比如说我的这个电机和那个电机,谁先转动,谁先配合,如果这个时序一乱,中间有谁稍微停顿了一下,那么这些机械手之间可能互相碰撞,会出现大的差错。对,这些是很重要的,会造成事故,如果在医疗方面有延时,那就更是致命的。更可怕了。我这边刀已经划开了,那边流血的一些状况还没反馈回来,我这边医生还不操作,那就会造成很大的问题。

5G是如何降低时延的呢?其实传输信息就像快递包裹,在4G时代,当包裹太大时,需要包裹里的东西全部收齐之后,快递员才能发货,这就耽误了时间。而在5G技术时代,大包裹可以被拆分成若干个小包裹,由不同的交通路线和工具分别派送,这样就节省了时间,也就是降低了时延。刚才我们还提到了一个关于大连接技术的这种提升,这都体现在哪些方面?大连接主要是指连接数量,以前像3G、4G的时候,一个基站连接的这些传感器的数量是有限的,你不可能无限增多,现在到了5G之后,基本上从理论上来讲,一个公里(千米)可以连接一千万个设备,一千万个传感器,这样的话就是真正的实现万物互联。这个其实是一个物联网的这种行业,物联网其实就是大量的有很多我们这种传感器,过去可能在4G的时候,它不太能够支持在这么密集的小的这些物体上报这些信息。而在5G,它就是在这个性能上有进一步的提升,大概提升了50倍。所谓的万物互联给我们生活真正带来的利好到底是什么?

万物互联,以前我们的通信主要是面向于人和人通信的,万物互联之后,就是包括人、机、物、环境的各个要素都能够联系在一起,就像自动驾驶,我可能这个车上就会有很多的这种传感器,它和路边的一些传感器进行配合,它来判断,这边过来这个人究竟是不是一个人,还是一个一阵风吹的一个塑料袋过来的,这个都需要这些传感器来传递这些信息。传递信息之后,它和路边的这个信息交互之后,车里面各个系统之间做出反应,是做刹车,是做减速,还是说直接通过,这些人都感觉不到,但是它们一个简单的动作,我们行驶的几米距离,实际上,这里面可能是有成千上万次的物和物之间的交互。实际上据统计来讲,我们地球上的人口就70几亿,是有限的,但是物联网的你要连接的数量是很大的,目前来讲基本上预测5年之内,基本上通过网络来互联的,我们叫机器与机器间通信的这种设备,基本上就能达到四千多亿。这样的话,实际上是人口的几十倍,甚至上百倍的增长(量),所以以后的通信的发展的空间,就是物和物之间的通信可能要远远超过人和人之间的通信。

对于我们普通的用户来讲,我们在很多媒体通讯(信)上都可以看到,一些人站出来说5G新的时代到了,我买了一部5G的手机,它的特点是什么样的,它的好处、坏处是什么?同时也会告诉我们说,5G现在如果你买的话有点早,2年之后再买,技术比较成熟,价格也比较便宜了,你们怎么来看这些说法。目前,应该说我们使用5G手机的这样的用户,在今年2月份,大概2月份,当时统计的时候是1300万。我们4G的基础大概是多少?现在应该是12.6亿。12.6亿4G的用户,现在有1300万转换了用5G,这个数字的比例在你们看来是多还是少?我觉得比较合理,因为现在5G还是在一个非常初期的阶段,一般的移动通讯(信),要建设一代新技术的话,它可能需要一年的时间来进行网络的建设,网络的一些优化,肯定现在不在爆发期,还没有达到爆发期。实际上整个的应用的发展,刚才讲它是一个渐进式的,它到一个临界点的时候,才会有一个大范围的爆发。刚才讲现在目前基础设施在逐渐地完善之中,5G的基站数量在逐步增加,以后在一些重点区域实现连片覆盖之后,大家体验会更好,实际上我们可以看到年轻人对这个很感兴趣。

实际上5G现在它是一个实新技术的代表,也是一个时尚的代名词,大家用了5G之后,可以感觉到,比如说像年轻人他打游戏,首先就感觉快了很多,可以做真人扮演,这些游戏什么的,然后在跟对方或者跟朋友通话的时候,可以(进行)更高清晰的视频等等,这些它就会带来一些很好的体验,然后后面逐渐用户的习惯培养起来之后,然后网络再逐步地优化,还有一些新的商业模式的形成,最终我觉得5G会像4G一样,会有一个井喷式的发展。就像刚才讲的,目前4G用户是将近13亿,还差100多倍,所以后面的发展空间是很大的,但是我们觉得这个时间也不会特别长。就拿我本人来举个例子,我本身是一个喜欢电子产品,喜欢更新换代的人,但是对于5G,我是犹豫的,想听听我说说心里话吗?我可能也代表了很多我们普通的用户,首先,他们考虑的一个问题就是费用,他们都说这个网络流量的费用没有涨,甚至如果你用了5G的手机,电信商还会给你一些补偿,可是刚才你们说了,网络快了,流量大了,这5G就非常费流量了。所以等于说不仅仅手机,买手机要付出成本,而且使用起来这个流量的成本也加大了,这是不是也会影响(成为)用户投入使用5G的一个障碍。

我们在2G、3G时候就可以看到,在2G,我们在推3G的时候,当时业内也有很多反映,说3G带来那么大的流量,自然会产生很多的成本,用户不会欢迎的。但实际上业务起来之后,整个社会都在向前发展,这种多媒体的应用就成为一个基本的标配。实际上,大家的这个信息消费的底线在逐步提升,这个是难以阻止的。就像以后的这个AR、VR的发展起来之后,可能我们现在就不是短视频了,可能是AR、VR的这种应用了,如果你还在用户还停留在短信和短视频阶段,你自然就觉得。就是如果你不更新换代,你就无法跟对方你要联系的人对接,是吧。这是一个时代发展的需要,包括我们个人用户的终端的替换,这些都会带来新的需求。这个需求实际背后是带动了整个通信产业链的发展,从芯片、软件到整机,然后到整个的系统集成,到运维,整个的一个产业链都会变化。随着技术的变化,产业链就升级换代,在这个升级换代的过程中,我们是一步一步往上走的,在技术换代过程中,我们有一些新的先机。

5G有没有它的缺陷,或者是它的瓶颈?实际上从技术发展的角度来看,任何技术都有自己的长处和短处,毕竟在技术的发展长河里面,它也都是一个环节。它有前面继承的一些新的技术,后面还会继续发展新的能力,那么从5G的角度来看,从满足现在的需求方面,也有一些不太够的。比如说刚才我们讲了4K、8K(超高清视频)的,4K、8K的,一个摄像头,后面可能需要的带宽,基本上在100兆左右。如果是有多个摄像头同时工作,那么在一个基站之下,就像我刚才讲的工厂环境的话,如果是几十个摄像头,上百个摄像头同时工作的话,那一个基站是覆盖不了的。就是还需要有带宽的提升,这个是需要继续再提升的。另外低时延方面也是,时延方面的这个要求也是,应该说是没有止境的,比如在更精密的一些控制,尤其是远程的一些计算的一些环节,那可能是我们人感受不到的,就多个计算机配合。配合进行计算的时候,那里面都是以多少个微妙的时间片来进行计算,这个时候也需要它有更快的这个速率来,实现计算任务的分布、分担,然后算完了之后,整个再聚合、汇总等等。实际上就是技术发展没有止境,整个需求发展也是没有止境,就是两个是循环上升的。可能大家更关心一个问题,既然5G对未来的社会发展,国家经济的发展这么重要,目前中国的5G技术已经达到什么样的水平了?

这个问题,其实反正大家也谈论比较多,但是我总体感觉,首先我们认为5G,其实它是一个移动通信,自然发展到这个阶段,必然出现的这样一个技术。这个技术,包括它的标准也是全球产业界共同努力,形成共识的这样一个结果。当然可能在我们国家的移动通信的一些企业,随着国内整个移动通信,整体的这种发展,实际在5G阶段,已经达到了第一梯队,或者一个比较先进的这样一个水平。那么包括一方面我觉得就是系统设备,大家说得比较多了,这样一种设备相对它的先进性吧。另外,我们的其实也有比较好的一些芯片以及终端的产品,都是在全球第一时间推出了。那么推出了整个5G的这种终端产品,所以应该说在整个5G,国内也形成了一个比较完整的这种产业链,走在整个全球的最前列。2019年不仅是中国5G商用元年,也是全球各国对5G技术争夺爆发的一年。2019年4月3日,韩国在美国前1小时抢得了全球5G网络商用首发,此后全球各国相继入局。纷纷提速研发,争抢5G高地。世界各国都不惜余力地调动自己的科研团队,来研究5G的发展,这是为什么?两位能简单给我们解释一下吗?

一方面,5G自身它是新一代信息技术,本身它就是一个高科技的代表,所以它自身的这个产业链,就是一个可能一段时间就达到10万亿的,这样一个非常巨大的这样一个产业。某种意义上讲,像现在我们手机里这个芯片,过去我们可能在4G的时候,这个芯片的工艺我们可以是14纳米的,是吧。现在到5G可能都是5纳米、7纳米,是非常尖端的,基本上现在其他的电子和信息产品里,可能都用不到这么尖端的芯片。所以它自身的水平,如果能做的是全球一流的,实际上也是代表了信息通讯(信),以及这种高科技方面指出这样一个制高点上。从它的这种先进性,和它的整个巨大的这种产业规模,我想都是各个国家所追求的这方面。所以大家我觉得在进入到这种信息化的这个时代以后,大家认为谁能够获得更多的数据,能够更有效地去运用数据,都会对自己的这种整个产业竞争力,会有一个很大的提升。与此同时,就是目前它的这种带动性,我们其实在整个的信息通讯(信)的基础设施,应该是在全球非常先进的。那这样一个基础设施,其实它会带动很多新型的这种业态的产生,比如在4G,刚才提到很多移动互联网的,我们的网上购物,网上的这种实际上包括订餐、外卖,都是在我们这个基础设施之上,创新出来的很多的新型产业。所以它的这种带动性,这些新的,就是生长出来的这种产业,它本身的这种规模又远远大于它这个4G、5G,自身产业的这种经济价值和这种社会影响力,所以它的这种辐射性非常强。

未来,5G不仅能灵活地支持各种不同形态和型号的电子设备,还将与人工智能、物联网、大数据、云技术等相融合,成为各行各业数字化转型的核心动力。在5G时代之后,移动通信技术还会走向何方呢?这移动通信发展真是太快了,甚至很多科研团队都开始研究6G了。我们能在这里替大家畅想一下,6G又会是什么?又会给我们带来什么?对6G的这种研究,我觉得也还是在一个初期阶段,它的很多的设计要基于5G的实现的情况,就是要看5G有哪些方面,我还不能很好地去解决,那么这些东西有可能有一部分会遗留到6G去做。对于6G,大家都有很多的想象空间,实际上信息通讯(信)的发展,它就是一方面扩展了人的这个认识社会,改造社会的能力,就是人的这个本身的能力就得到了提升。比如说我们现在有了通信,但实际上我们就说有了千里眼和顺风耳。那么5G之后,6G以后,甚至我们的这些触觉和嗅觉,这些都可以成为远程感受,都可以,都可能实现。好,今天非常感谢两位嘉宾,给我们共同分享5G这样的话题。通过两位的专业的解释,我们可以想象未来移动通信科技给我们生活带来的好处都有哪些。好,感谢各位收看我们今天的《透视新科技》节目!我是胜春,咱们下期节目再见。

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