鄔賀銓

移動(dòng)通信的發(fā)展體現(xiàn)了十年一代，每一代移動(dòng)通信都是上一代峰值的1000倍。與五年前相比，移動(dòng)寬帶平均下載速率提升約6倍，手機(jī)上網(wǎng)流量資費(fèi)水平降幅超90%。5G與前面幾代一樣會(huì)提高峰值，但是5G更大的不同特點(diǎn)是擴(kuò)展到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，1G到4G則是面向消費(fèi)者應(yīng)用的。5G有三大應(yīng)用特點(diǎn)，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延、廣覆蓋大連接，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)很重要的一個(gè)引擎。

5G是靠什么技術(shù)呢？第一，要把蜂窩做得比較密，這樣有利于每個(gè)用戶(hù)得到更大的容量。另外，通過(guò)通信技術(shù)引入大規(guī)模天線，這樣可以使用戶(hù)容量更大的提升，通過(guò)波速以及在物理層需要技術(shù)改進(jìn)，5G跟4G比在峰值速率提高了30倍，用戶(hù)體驗(yàn)速率提升了10倍，頻譜效率提升了3倍，移動(dòng)性能夠支持500公里時(shí)速的高鐵，無(wú)線接口延遲減少50%。大概一毫秒，連接密度提高10倍，達(dá)到一平方公里100萬(wàn)個(gè)物聯(lián)網(wǎng)模塊聯(lián)網(wǎng)，能效流量密度提高100倍。

總體來(lái)說(shuō)，5G和4G相比在多數(shù)性能指標(biāo)是一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。5G不僅僅是無(wú)線應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)方面引入邊緣計(jì)算，只有云計(jì)算是不夠的，因?yàn)檫€要縮短地面的傳輸與延時(shí)，比如說(shuō)VR、AR需要快速的響應(yīng)，還有車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等等應(yīng)用。在這個(gè)意義上設(shè)置了兩級(jí)云的結(jié)構(gòu)，邊緣云盡可能的靠近用戶(hù)，這樣的話可以很容易響應(yīng)對(duì)時(shí)延敏感的服務(wù)要求。通過(guò)這種兩級(jí)云的處置，實(shí)際上比單級(jí)云成本還低，大概是單級(jí)云百分之三十的成本。將來(lái)全世界的數(shù)據(jù)，一半放到邊緣云來(lái)處理，5G無(wú)線技術(shù)加上邊緣技術(shù)處理可以大大提升5G的寬帶、低時(shí)延和大連接的能力。

從IOT到多場(chǎng)景AIOT

物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)是感知的，在最底層有人工智能分析數(shù)據(jù)，在上層兩者需要連接。過(guò)去的連接手段是有局限的，因?yàn)楹芏辔锫?lián)網(wǎng)的模塊是處于移動(dòng)的環(huán)境上的，要靠移動(dòng)通信來(lái)連接。4G以前的通信帶寬不夠，時(shí)延也比較長(zhǎng)，而現(xiàn)在5G的高帶寬、低時(shí)延能夠直接將物聯(lián)網(wǎng)和人工智能無(wú)縫的融合在一起，物聯(lián)網(wǎng)變成了智能物聯(lián)網(wǎng)、AIoT。

當(dāng)然，智能物聯(lián)網(wǎng)除了傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)模塊，后邊還要增加人工智能的芯片以及各種開(kāi)發(fā)軟件、開(kāi)發(fā)工具等。通過(guò)這種結(jié)合可以發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)崟r(shí)處理數(shù)據(jù)，而過(guò)去雖然數(shù)據(jù)也能上到人工智能，但它是非實(shí)時(shí)的，而實(shí)時(shí)處理才真正給產(chǎn)業(yè)應(yīng)用帶來(lái)了很多好處。

5G為超高清電視提供無(wú)線通道

5G本身為超高清電視提供了無(wú)線通道，超高清8K電視結(jié)合碼率100兆，4G是不能支持的，并且超高清電視不僅僅是分辨率，幀率也大大提升，編碼率提升，時(shí)域也增加，時(shí)域圖上黃三角的范圍是現(xiàn)在的高清電視所感受到時(shí)域范圍，黑三角的范圍是8K所能感受到的范圍，整個(gè)全部的范圍未來(lái)是激光電視所能感受到的范圍。

圖1 5G 為超高清電視提供無(wú)線通道

顯然8K能夠在時(shí)域上有很大的擴(kuò)展，清晰度和動(dòng)態(tài)范圍也是有很大的改進(jìn)。這樣帶來(lái)什么好處呢？河北在2022年承接冬奧會(huì)，希望在運(yùn)動(dòng)員的頭盔和雪橇上能裝上帶有5G的高清攝像頭，讓觀眾可以有身臨其境的感覺(jué)，而高山滑雪是需要高速度的，它的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到每小時(shí)250公里，在這點(diǎn)上還可以多個(gè)攝像頭，使觀眾可以有360度的感受。當(dāng)然，在手機(jī)屏幕上看可能比較小，現(xiàn)在有智能屏，可以把手機(jī)的信號(hào)直接反映到智能屏上，可以有8K的顯示。這種高清視頻傳輸除了支持運(yùn)動(dòng)以外，在遠(yuǎn)程醫(yī)療上也有很好的應(yīng)用，實(shí)際上已經(jīng)有這樣的應(yīng)用例子了。

過(guò)去的游戲，需要非常高級(jí)的游戲裝備，才能夠把游戲下載到桌面上來(lái)，鼠標(biāo)都要快速地響應(yīng)，這實(shí)際上是門(mén)檻比較高的。現(xiàn)在通過(guò)5G把游戲的終端直接連到云端，因此，很多游戲并不需要下載到終端了，也就是說(shuō)，玩游戲可以用簡(jiǎn)單的裝備就能支持復(fù)雜游戲。

云游戲的技術(shù)，同樣也可以用到工業(yè)上的協(xié)同和數(shù)字文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，這個(gè)技術(shù)也是5G拉近了終端和云端的距離。

5G 激發(fā)VR/AR潛能

虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)在也是一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)?？墒翘摂M現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)際上需要的帶寬高達(dá)一個(gè)G，而且對(duì)時(shí)延要求低于7毫秒，否則戴上頭盔就會(huì)有眩暈的感覺(jué)。如果把節(jié)目裝在頭盔上，那是好的，但是只能裝有線的節(jié)目，更多的節(jié)目都連到云，因此，AR、VR、頭盔跟云之間需要有一個(gè)高速的實(shí)時(shí)的連接。

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以用眼鏡來(lái)代替頭盔了，眼鏡的VR、AR，分辨率也相當(dāng)高，這種方式有什么用呢？除了游戲以外，還可用于工業(yè)上的協(xié)同以及直播。比如運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的直播，往往是一個(gè)機(jī)位的信號(hào)傳出來(lái)，但是未來(lái)通過(guò)5G可以把運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上16個(gè)機(jī)位同時(shí)傳出來(lái)，再合成360度的視頻。也就是說(shuō)，帶上眼鏡看的內(nèi)容，可以與坐在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的觀眾一樣，想看哪邊就看哪邊。

5G+VR進(jìn)行教育，在邊遠(yuǎn)地區(qū)的孩子得不到大城市優(yōu)質(zhì)的教育資源，通過(guò)5G+VR可以彌補(bǔ)不足，在培訓(xùn)上面也是很好的。比如，故宮博物館利用了VR的頭盔，讓觀眾進(jìn)入到博物館里面，甚至可以親自御膳，穿上皇帝衣服等等，引入了很多趣味的方式。實(shí)際上5G+VR也可以用在工業(yè)，比如，一個(gè)不會(huì)修汽車(chē)的人，戴上5G+VR眼鏡就可以修汽車(chē)了，虛擬的部分也能知道，還可以看到實(shí)際的部分。做完一步，下一步干什么呢？只需說(shuō)下一步，然后就告訴你下一步干什么，對(duì)培訓(xùn)工人是非常有用處的。

5G+AIOT在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍很廣，基于5G的低時(shí)延、高可靠、高寬帶、大連接，在各種工業(yè)以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域都會(huì)應(yīng)用到，像電網(wǎng)、港口、煉油、建筑、冶金、機(jī)械加工、化工等等。舉一個(gè)例子，工信部曾經(jīng)在上海商飛公司召開(kāi)過(guò)全球5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，飛機(jī)是復(fù)合材料，貼復(fù)合材料的時(shí)候，每一次貼都得有檢查才能貼下一次，往往貼十分鐘，脫機(jī)檢查50分鐘，現(xiàn)在拿5G高清攝像頭邊貼邊檢查，因?yàn)閷?shí)時(shí)傳到后臺(tái)，與大數(shù)據(jù)、人工智能比對(duì)可以發(fā)現(xiàn)貼的質(zhì)量如何，大大加快了貼的復(fù)合材料的進(jìn)度。

另外，大飛機(jī)的裝配是一節(jié)一節(jié)的，機(jī)頭、機(jī)身、翅膀、尾翼，每一節(jié)里面都有很多電纜和管子，組裝時(shí)需要非常認(rèn)真地把每一節(jié)的電纜、管子正確的連起來(lái)，過(guò)去需要老經(jīng)驗(yàn)的工人對(duì)著圖紙來(lái)連，甚至旁邊還要站一個(gè)工人看看有沒(méi)有連錯(cuò)，現(xiàn)在給裝配工人配上5G+AR的頭盔，他看到哪根電纜直接告訴你應(yīng)該點(diǎn)哪一根，這樣的話，大大提高了效率，也提升了質(zhì)量。當(dāng)然，更重要的是在一般的質(zhì)量檢測(cè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)每天有350萬(wàn)個(gè)工人在生產(chǎn)線上利用目測(cè)的方式來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，盡管這些工人很認(rèn)真，但是永遠(yuǎn)避免不了有差錯(cuò)?，F(xiàn)在利用工業(yè)的高清視頻，經(jīng)過(guò)5G與邊緣計(jì)算的相連，結(jié)合已經(jīng)預(yù)存的很多質(zhì)量好與不好的圖像，很容易就實(shí)現(xiàn)快速、高效檢測(cè)。

5G+AIOT 實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)

目前，基于人工智能的機(jī)器視覺(jué)的能力已經(jīng)超過(guò)了人類(lèi)。比如，惠州的華星光電與騰訊合作做液晶面板的檢測(cè)，清華大學(xué)和英偉達(dá)合作做PC版的檢測(cè)，青島港利用機(jī)器視覺(jué)能夠讓吊車(chē)工人可以遠(yuǎn)程精準(zhǔn)地遙控集裝箱的吊車(chē)，這些都大大提升了效率，增加了準(zhǔn)確度，并且創(chuàng)造了直接的經(jīng)濟(jì)效益。

機(jī)器人會(huì)在未來(lái)大量應(yīng)用，在5G+8K+邊緣計(jì)算，可以使機(jī)器人更敏感?，F(xiàn)在機(jī)器人買(mǎi)回來(lái)還是要編程的，但是機(jī)器手臂如果裝上5G的攝像頭，它看見(jiàn)旁邊的人手怎么動(dòng)，它學(xué)著怎么動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的訓(xùn)練，自己把程序編進(jìn)去。機(jī)器人一樣可以帶上5G的攝像頭，看到旁邊人怎么走，它就怎么走，也可以自動(dòng)生成程序。更多的應(yīng)用，用云端控制一大批的機(jī)器人，每個(gè)機(jī)器人不需要大腦，簡(jiǎn)化了機(jī)器人的成本。機(jī)器人比較難的是多個(gè)機(jī)器人的協(xié)同管理，因?yàn)?G的低時(shí)延可以使多個(gè)機(jī)器人能夠真正做到完全協(xié)同，現(xiàn)在也有500臺(tái)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的例子。最近新開(kāi)的大興機(jī)場(chǎng)已經(jīng)使用機(jī)器人來(lái)幫助旅客拿行李了。

5G在車(chē)聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

5G也是專(zhuān)門(mén)為車(chē)聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的。在4G的時(shí)代，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的響應(yīng)要100毫秒，而5G+邊緣計(jì)算后，響應(yīng)一毫秒就夠了。傳統(tǒng)的加上各種雷達(dá)只是感知了周邊的情況，沒(méi)有通信能力，加上5G以后就可以實(shí)現(xiàn)車(chē)到車(chē)的通信、車(chē)到云的通信，車(chē)到服務(wù)端、車(chē)到停車(chē)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)全方位的感知和協(xié)同。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)不僅僅提高交通的效率，它本身也是個(gè)產(chǎn)業(yè)，車(chē)載電子加上車(chē)聯(lián)網(wǎng)的軟件加上車(chē)聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。據(jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，2030年全球?qū)⑦_(dá)到1.5萬(wàn)億美元，超過(guò)了現(xiàn)有汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值總額。

5G將催生新業(yè)態(tài)

5G總的來(lái)說(shuō)會(huì)催生新業(yè)態(tài)，在1G的時(shí)代是模擬蜂窩組網(wǎng);在2G時(shí)代是數(shù)字化的應(yīng)用，還增加了可靠性;在3G的時(shí)代出現(xiàn)了智能手機(jī)，帶火了電子商務(wù)和社交應(yīng)用;在4G的時(shí)代激發(fā)了視頻業(yè)務(wù)和移動(dòng)支付;在5G的時(shí)代還會(huì)帶來(lái)一些什么呢？實(shí)際上移動(dòng)通信的新業(yè)態(tài)不是人們能夠預(yù)先規(guī)劃的，而是網(wǎng)絡(luò)能力具備以后才催生的。

5G的登場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)在還想象不到的新應(yīng)用。5G實(shí)際上對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是非常快的，有咨詢(xún)公司曾經(jīng)預(yù)測(cè)過(guò)，到2035年5G會(huì)使全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出增加4.6%，對(duì)應(yīng)是12.3萬(wàn)億美元。從2020到2035年，因?yàn)?G全球GDP增加7%。對(duì)應(yīng)中國(guó)來(lái)講，測(cè)算大概增加1萬(wàn)億美元，同時(shí)帶動(dòng)新增就業(yè)崗位接近1000萬(wàn)人，國(guó)內(nèi)的預(yù)測(cè)也有類(lèi)似的數(shù)據(jù)。

三足鼎立支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)

5G還可以非常好的與人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，三足鼎立來(lái)支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

關(guān)于人工智能。圖2綠色的是原有每個(gè)國(guó)家的GDP，可能達(dá)到的GDP，藍(lán)色的是人工智能附加的增加值。麥肯錫認(rèn)為到2030年，人工智能可以為全球貢獻(xiàn)13萬(wàn)億美元的GDP。

圖2 三足鼎立支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)

關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。埃森哲預(yù)測(cè)，到2030年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)槿蚪?jīng)濟(jì)帶來(lái)14.2萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。5G是12萬(wàn)億美元，人工智能是13萬(wàn)億美元，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是14萬(wàn)億美元，加起來(lái)是30多萬(wàn)億美元，這是一個(gè)很好的數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的前景。國(guó)內(nèi)的測(cè)算，在去年國(guó)內(nèi)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)占到了整個(gè)GDP的三分之一，其中直接貢獻(xiàn)是7.1%，間接貢獻(xiàn)是27.7%，所謂間接貢獻(xiàn)就是信息技術(shù)在工業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)上原有系統(tǒng)上導(dǎo)致附加的增加值。

最后，5G增強(qiáng)移動(dòng)寬帶的能力，為4K、8K高清視頻和VR、AR節(jié)目的無(wú)線傳輸提供了可靠的通道，催生了新業(yè)態(tài)，為用戶(hù)提供了更好地體驗(yàn)，推動(dòng)了數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。5G的高可靠、低時(shí)延、廣覆蓋和大連接的特征，將物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)和云端的邊緣計(jì)算、人工智能融合促進(jìn)了智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)物的智能協(xié)同，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。

5G+AIoT將為產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展增加新動(dòng)能，拓展新應(yīng)用，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新引擎。

（本文根據(jù)中國(guó)國(guó)際數(shù)字經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)速記整理，內(nèi)容未經(jīng)本人確認(rèn)）