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5G时代,重要的不是手机,而是对行业的赋能

来源:智库中国 编辑:玉儿甩 发布日期:2019年06月14日

  盘和林 中国财政科学研究院应用经济学博士后
  6月6日,工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放了5G商用牌照,这意味着中国正式进入了5G商用元年。

  5G是第5代通讯技术,我们先看一下通讯发展历程:

  1G是语音时代。1G时代的通讯代表公司是摩托罗拉,它采用了模拟通信,一个频段只能分配一次交流,只能语音通话,没有技术标准,信号和传输质量不好。

  2G进入文本时代。2G为第二代移动通信系统,它解决了模拟通信的保密性、信号不稳定的问题,从模拟通信进入了数字通信。2G时代的代表公司是诺基亚,可以使用手机自带的浏览器浏览WAP网站的内容,数字信号传输距离远,抗干扰能力强,基于TDMA技术(时分多址),可以传输文字信息(短信)。

  3G开启图片时代。3G为第三代移动通信系统,相对2G而言,主要技术是CDMA(频分多址),并提高频率,将通讯技术再次提高了一个档次,不仅可以潜力传音,还可以传图像,视频,使用电磁波通信。利用3G可以同时传输语音和数据(联网)。在移动通信标准,我国有了更多的话语权,3G时代的代表公司是苹果。

  4G是视频时代。4G为第四代移动通信系统,是智能手机的时代,也是我们目前所处的时代了。4G使用了超高频,还使用了高速率传输技术,比如MIMO传输,它具有速度快、通信灵活、智能性高等特点,因此催生了很多新的应用,比如扫码支付、抖音、快手等应用,实现快速传输语音、视频、图像数据,极大改善了移动互联网的体验。

  5G将激活物联网时代。5G为第五代移动通信系统,它使用了毫米波,大规模MIMO技术,具有高网速、低时延、泛接入的特点,实现了“万物互联”。利用5G通讯,下载一个高清电影的时间仅需要几秒钟,将激活物联网时代。

  从通信技术的发展历程来看,从1G到4G,主要突破的是无线通信部分。目前主流的4G LTE,理论速率只有150Mbps,而实验室中单条光纤最大传输速度已经达到了26Tbps,前者与后者相比,差了好几个数量级。而5G技术所要解决的关键问题之一,就是提高无线通信速率。

  而要提高无线通信中电磁波的传播速率,一般有两种方法,一是增加频谱利用率,二是增加频谱带宽。第一种方法就是仍然在目前极其狭窄的频谱上共享有限的带宽,但是进一步提高频谱的利用率;而第二种方法则是开启新的频带资源。

  那么二者的区别是什么呢?如果把频谱资源比作城市供水,并假设水源来自水库,当水不够用时,我们可能通过提高水的利用率来满足需求,比如更有效地在家庭和工厂之间分配,这就对应着第一种方法;但是如果我们可以在水库之外,把湖泊甚至长江也变成水源,那么这就对应着第二种方法了。

  而5G正是通过使用毫米波增加频谱带宽从而提高速率,根据波长=光速/频率的公式,随着波长逐渐变短(从长波、中波、短波到分米波、厘米波、毫米波),频率也越来越高。不难看出,从1G到4G,所使用的电磁波频率是越来越高的。通过采用这种方法,5G将大大提高无线通信速率。快,也是很多人对5G的第一印象。

5G有什么特点?

  根据国际通信标准组织3GPP的定义,5G将带来三大应用场景,首当其冲的就是eMBB大带宽,即5G下载速率理论值将达到每秒10GB,是当前4G的10倍。一部高清电影只需要几秒钟就能下载完毕,这可能是当前不少普通用户对5G下载速率的最直观印象。但是在5G网络下更有可能出现的场景是,即使是在线播放,也可以随意拉动进度条,在线播放和本地播放可能完全感觉不到有什么差别。

  而第二大场景uRLLC低延时可能对改善普通用户上网体验更为明显。在打游戏时,常常会出现下载速度明明很快,但就是很卡的情况,这正是延时过长的结果。而5G的理论延时是1ms,是4G延时的几十分之一,基本达到了准实时的水平。

  但是如果仅仅盯着手机,从网络速度和延时的角度去谈5G所带来的用户体验改善效应,其实这个效应相当有限,几分钟下载完一部电影与几秒钟相比,似乎并没有什么本质上的区别。从通信技术的发展来看,4G从一开始就有to C的基因,到目前为止,可以说基本上能够满足用户的各种娱乐需求。

  而5G更重要的是对行业的赋能作用。首先是对移动宽带(移动网络)的增强,主要是覆盖范围更广和网络容量提升,这就意味着,在大规模建筑中,比如办公楼、购物中心、大型体育场等公共区域,用户都能在使用移动网络时享受更一致的增强体验。此外,典型的应用场景包括远程教育培训、远程医疗、多人线上会议等,这些应用都可以看作是4G的扩展,5G将大大提升用户的体验。

  但是物联网或许才是5G真正能够展现其独特价值的地方,这就不得不提到5G的第三大场景了,即mMTC广联接,说的是5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别,是4G的十倍以上。其应用场景包括,智慧城市、智能农业、能源/公用事业监控、智能家居、远程监控等等。这些应用对提高城市运行效率、提升居民生活幸福度意义重大。

  目前,5G标准制定正在进行中,5G技术和产品日趋成熟,系统、芯片、终端等产业链主要环节已基本达到商用水平,具备了商用部署的条件;频谱分配、网络建设和政策完善也在快速推进,基础电信企业陆续发布5G部署相关计划。这些工作在很大程度上可以视为5G基础设施的建设,为5G未来大范围应用做好准备。

  但是最终人们能从5G中获得怎样的体验,则在很大程度上取决于与5G适配的各种硬件的发展、应用场景的开发以及产业生态的融合程度。如果人们想体验到5G网络下几乎无延时的手游体验,那至少得先有一部5G手机吧(毕竟,4G手机的通信模块是不支持5G网络的)。

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