5G:以“天地融合”定义未来

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本刊记者 蒋 莹

“要想富,先修路。”对于新发展阶段来说,“路”依然起着举足轻重的作用。随着数字时代的深入,以5G网络为代表的新型基础设施建设,正成为当今经济社会高质量发展的有力支撑。

5G深耕,共融共生”,这是2021年世界5G大会的主题。本次大会涵盖一场主论坛、11场“5G+” 行业论坛,为各行业权威专家与企业高管提供了深度交流的平台。大家围绕未来通信技术方向、5G科技合作、行业应用与创新等多角度展开研讨,将达成的共识转化为可落地的实践,将目光投向5G的飞跃之路,聚焦跨界与融合,定义未来。

5G产业:激活发展新引擎

这里,已成为自动驾驶和智能网联汽车发展的策源地:首次突破自动驾驶车辆早晚高峰测试限制, 率先出台异地测试结果互认管理办法,出台国内首个无人配送车管理实施细则和首个智能网联汽车高速公路道路测试与示范应用实施细则……

这里,便是坐落于首都北京东南五环外的北京经济技术开发区(即“北京亦庄”,以下简称北京经开区),是北京高精尖产业的主阵地之一。过去,以工业立区, 厂房林立,二产独大,是一个典型的工业园区;现在,坡道起伏的凉水河自行车赛道,可以计步数的智能跑道,“一路一景”的通勤骑行路……智慧科技成为另一张“名片”。

“十三五”时期,北京经开区汇聚了全球40多个国家和地区的3 万多家企业, 其中包括90多家世界500强企业投资项目130余个。自2019年“5G亦庄”启动以来,北京经开区加快推进5G通信基础设施建设,已形成5G网络与光纤、IPv6相结合的信息高速公路。现如今,在60平方公里范围内建成并开通的5G基站合计1374 个, 基站密度达到每平方公里22.9个;亦庄新城225平方公里范围建成并开通的5G基站合计2236 个,基站密度为每平方公里9.05 个,区域5G基站密度远超北京市平均水平。

“ 人在路上走, 宛若画中游。”两年前,北京经开区举办首届世界5G大会,恰逢我国启动5G 建设;今天,这里再一次聚集世界的目光,举办2021世界5G大会, 畅谈发展之路,见证并助力5G从加速建设、深化应用到融合发展的进程。

据工业和信息化部数据显示,两年来,我国5G商用已开通建设了99.3万个5G基站,覆盖全国所有的地级市,95%以上的县区,35%的乡镇,5G终端手机连接数超过了3.92亿户。全国5G应用案例超过1万多个,覆盖了钢铁、电力、矿山等22个国民经济重要行业和有关领域,形成了一大批丰富多彩的应用场景,成为引领我国高质量发展的新引擎。一个以5G技术为基础,万物感知、万物互联、万物智能的数字世界正在加速到来。

“本次大会体现了5G发展潮流和趋势,呼应了行业和企业期盼, 对促进5G发展有重要意义。” 工业和信息化部党组书记、部长肖亚庆在大会开幕式致辞中说, “ 十四五” 时期是我国5G网络规模化部署的关键时期,也是5G 应用场景和产业生态的快速发展期。肖亚庆表示,工信部坚持网络先行,建用并举,强化协同, 开放合作,全力推进5G应用和5G 建设,让5G技术赋能各行各业, 服务和支撑经济社会高质量发展。坚持合力共建,加快5G网络规模化部署。坚持融合共创,积极探索应用场景。坚持协同创新,着力构建产业生态,支持京津冀等重点地区搭建生态平台。坚持开放共赢,营造开放、公平、非歧视的发展环境。

“一个以5G技术为基础的数字世界正在加速到来,全球信息通讯领域最具影响力的企业家和关心5G技术产业发展的各界人士齐聚2021世界5G大会,围绕5G 增强演进技术创新和产业趋势, 共话新发展、新方向、新机遇, 十分有意义。”科学技术部党组成员、副部长李萌在大会开幕致辞中指出,当前,以移动互联网、人工智能、大数据、超级计算为代表的新一代信息技术蓬勃发展,加速演进,对各国经济发展、民生改善、环境生态带来重大而深远的影响。中国进入新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,实现高质量发展, 比以往任何时候都更加需要科技创新的有力支撑。与此同时,巨大的市场规模、多样化的消费需求、新兴的产业形态,也将为科技创新提供更加丰富的应用场景和广阔的空间。

李萌表示,中国将继续秉持开放合作、互利共赢的理念,以更加开放的态度、更加务实的举措,依托自身在5G技术应用和产业方面的基础,进一步加强5G技术演进的国际合作,探索5G垂直行业应用的二次开发技术体系,开展5G 增强技术标准、设备研发、试验攻关,提升5G垂直行业应用的适应能力,解决5G频率扩展、覆盖增强等发展急需,瞄准下一代信息通讯技术的前沿领域,开展大维智能共生基础理论、毫米波器件、天地融合等方向基础科学理论研究和技术研发合作,为全球经济社会发展作出新的更大的贡献。

5G移动通讯在突破时空阻隔、方便沟通交流等方面,发挥了独特的作用,逐步成为全球经济新的增长动力和增长点。”在开幕式上,国家发展改革委党组成员、副主任林念修表示,如今中国5G已经具备多个特点。

一是高速发展方兴未艾。2019年,我国正式启动5G商用。两年来,我国5G发展取得了显著成效:覆盖范围持续扩大,技术标准不断完善,系统和终端更加成熟,应用示范效果日益凸显,已经建成全球技术领先、规模最大、用户最多的5G网络,形成全球最大的5G产业体系,展现出强劲的发展势头。

二是潜力巨大,后劲十足。中国拥有14亿消费者,移动电话普及率远超世界平均水平,是全球最具潜力的5G市场。近年来,人工智能、大数据、移动互联网等新产业、新技术、新业态和新模式蓬勃发展,智慧城市、智能交通、远程医疗、工业互联网等数字化进程明显加速。加之,中国所拥有的全球门类最全、体量最大的传统制造产业,正在加快推进数字化改造。未来中国5G应用场景丰富且发展空间巨大。

三是机遇难得,前景广阔。全球通信技术发展历程表明, 移动通信技术从萌芽、成长到规模化应用往往会经历指数级的跃升。当前5G技术加速成熟, 正处于向大规模应用拓展的重要阶段。“ 十四五” 规划纲要明确提出“ 要加快5G网络规模化部署, 构建基于5G的应用场景和产业生态”,即将发布的有关专项规划, 将围绕5G网络建设和规模化应用,再布局一系列重大工程, 把5G建设推向全面深度覆盖新阶段。

对于5G发展的未来,林念修表示,“‘十四五’是我国数字经济发展的关键时期,国家发展改革委将会同有关方面组织实施好有关‘十四五’规划,着力推动5G实现跨越式发展,驱动全社会加快数字化转型。” 

5G融合:感受科技新魅力

全球科技创新进入空前密集活跃期,颠覆性技术变革和群体性技术突破,不断催生新经济、新业态、新模式,网络化、数字化、智能化加速了人类第四次工业革命的进展,促进了人类生活的物理世界之外的数字世界的形成和发展。面向5G需求,大数据、人工智能等技术融合创新,加快推动跨领域应用技术的融合发展。

中国工程院院士、未来移动通信论坛理事长邬贺铨表示,当前信息通信技术的融合特性,移动通信技术在迭代的同时与人工智能、云计算、大数据、数字孪生、区块链等技术紧密的融合,孕育形成了大量新技术,如国际显示技术(ICDT)加速向各行业渗透,不断催生新应用、新业态、新服务,比如超高清视频、虚拟现实、增强现实、车联网、物联网服务等层出不穷,下一个十年还将出现很多无法预想的新应用。

在邬贺铨看来,当今世界处于第四次工业革命和互联网第三次革命的交汇期,前三次工业革命都是赋能,第四次工业革命不仅赋能,还会赋智。ICDT当中,人工智能、云计算、大数据,凭借基础性、渗透性、带动性的作用支撑了宽带化、全业务和万物智联,成为推动各行各业数字化、网络化、智能化发展的新一代新型融合战略基础设施。在5G时代ICDT的融合中,5G在多种性能上比4G提升了一到两个数量级,因此拥有着强大的使能作用,将会重塑物联网、工业互联网、能源互联网和产业互联网信息结构与运作机制。

邬贺铨认为, 虽然全球范围内5G网络的建设和应用在一定程度上受到疫情的影响, 但将持续推进的趋势是不会改变的, 人类对科技进步的愿景还在不断推动5G的发展,6G研发已经开始,第三代合作伙伴计划( 3 G P P)将于2023年开展对6G 的研究,20 2 5 年下半年开始对6G进行标准化, 通信先进国家已经相继启动6G研发, 移动通信连接下的ICDT将承载高技术产业的希望。

5G商用以来,全球技术先进国家积极开展5G应用和探索,新兴业务场景逐渐涌现,正在形成融合应用的大生态,在社会应用领域体现新动能价值。同时需要认识到,跨行业的技术融合向来是艰难的过程,必然面临各种体制与技术的障碍。5G垂直行业融合应用总体上还处于起步阶段,在商业模式、技术方案、标准体系、行业政策等方面,仍存在一些这样和那样的困难。

去年1 月, 工业和信息化部发布了《5G移动通信网核心网总体技术要求》等447项行业标准。我国信息通信行业标准体系有序完善、技术水平持续提升、国际影响力不断增强,在制造强国和网络强国建设中的作用也日益凸显,特别是在5G国际标准化工作中,积极向国际社会贡献中国智慧和中国方案,共同制定全球统一的5G标准。

5G标准作为移动通信产业发展的重要支撑,在推动传统产业转型升级,促进经济高质量发展方面的引领作用日益凸显。”工业和信息化部总工程师韩夏在演讲中表示,一是加大研发推动5G技术创新发展;二是加强协作构建5G应用标准体系;三是凝心聚力加快打造合作共赢产业繁荣生态圈;四是共商、共建、共享,扩大开放谱写5G全球合作新篇。

“目前,我国5G标准必要专利数量占比超过38%,居全球首位。”韩夏指出,当前,全球新一轮科技革命和产业变革深入发展,以5G为代表的新一代技术加速演进,日益成为实现人、机、物全面互联的新型网络基础设施,对于推动经济社会数字化、网络化、智能化转型升级具有重大战略意义。她认为,5G标准支撑能力持续增强,5G标准体系不断完善,5G移动通信网核心网总体技术要求等447项行业标准陆续发布,为5G融合应用创新发展提供了重要的技术规范保障。

“发展6G要坚持需求导向、战略谋划不可或缺。”中国科学院院士、国家自然科学基金委副主任陆建华在发表题为《需求导向,守正创新,一步一个脚印迈向6G》的主题演讲时表示。

什么是6 G ? 陆建华认为, 要以需求定义6G, 由此布局6G 的研究和发展,此为守正。现在对6G也有急迫的需求, 其来源于市场,需要通过市场凝炼真正的需求,解决实际问题;一定要避免臆想、力戒武断,不以技术趋势代替应用需求。就长远需求来说,需要通过战略研判发展趋势预测,提出构想性需求,避免太过遥远,脱离社会经济的基本面,特别要注意避免陷入技术演进的路径依赖。

“ 截至今年3 月末, 虽然全国建成5G基站8 0 多万个, 但是非常重要的需求就是填补数字鸿沟,尤其是边远地区仍然普遍缺乏宽带覆盖。”陆建华指出,移动通信是侧重带宽,卫星通信侧重广域,现行范式下是一条双曲线。天地融合不是简单地做加法,按照需求来说,地面网络和卫星网络有很大补充, 地面网络是面向城市密集区,卫星网络面向的是山区、海域、空域和应急通信等等;信道特性也很不一样,无论是信号格式、网络协议还是服务方式,天地网络都存在根本性差异。

所谓天地融合关键在“融”。一方面是确定在哪里融,服务层、网络层还是空口层;另一方面是怎么融,需要解决网络差异性,也要克服技术、成本和性能的约束。融合以后,天网和地网一定是有相互制约的,延迟速率制约等都需要有新的算法,这就需要足够的、充分的基础研究,而这就是守正创新。

陆建华表示,天地融合有三个层次:服务层融合只是在服务提供商的融合,不同的网络可以使用相同的服务。网络层融合是中层,就是网络协议的融合,不同的网络可以做统一的通信。空口融合是底层,不同的网络可以使用统一的终端。将来有了天网以后,我们还是希望就用现在的手机,不要变。但是,越接近底层网络资源的效率越高,实现的复杂度也会越高,需要大量的智能算法。

“目前来看,天地融合的创新空间还是非常大的。未来的天地网络融合一定要从应用需求出发,要做足够的基础研究,实现体系架构的创新。”陆建华说。

5G互联:共享幸福新生活

科技改变生活。移动网络改变了人们的沟通、交流、学习、就业、合作等方式。发展5G在智能网络通信环境中连接人、物、数据、应用、交通系统和城市,已经成为国际社会的战略共识。

吉利汽车集团中央研究院副院长兼智能座舱及云平台中心主任夏欢认为,目前在汽车智能时代, 4G面临着网络延时和网络堵塞的情况,低延时、高容量、大带宽的需求越来越高。5G汽车将会成为互联网节点中的重要环节,智能汽车时代马上会到来,汽车未来发展方向是挂着四个轮子的移动终端。

5 G 时代汽车产业如何布局?应从智能能源、无线医疗、智能制造、联网无人机、无线家庭娱乐、社交网络、云VR/AR等方面考虑生态的应用。”夏欢说,在吉利公司,通过智慧城市、智能汽车、智慧工厂和万物互联等方面重点加速汽车5G时代的布局。

目前,吉利公司和宁波市政府合作开发的智慧城市, 主要是以基础模块为支撑,构建场景与服务。从车这一端,比如摄像头数据、雷达、整车的车载单位( O B U ) 以及整合交通气象、污染监测基础的感知层, 再通过5G上传到平台的云端, 通过云端的交通云控平台边缘计算、自动驾驶平台,形成基础的系统模块支撑平台,最终到达服务系统模块。

人、车、城市,未来会成为智慧城市的主流。那么,应该如何应对5G使用过程中的安全问题?夏欢介绍,吉利在布局完整的信息安全系统,通过证书类、安防类相关产业链,达到5G信息安全更完善。不过也面临一个问题, 信息与通信技术( I C T ) 伙伴的入局对于汽车行业是危还是机?他建议,作为主机厂应该积极面向高附加值的业务拓展,与合作厂商积极配合,创造价值更高的产品。

“整个智能家居行业的发展, 需要从智能家居关键要素,产品、用户、服务以及技术等方面着力, 同时要针对互通性质不足的痛点共同解决。”海信电子信息集团研发中心总经理李恩征认为,智能家居在过去几年发展非常不错,在传统的家电厂商和新厂商加入的情况下,尤其是从去年开始,整个产业竞争在不断加剧,现在处于产业爆发的前期,整个行业发展需要5G 赋能。

李恩征认为,智能应该从两个维度来看,一是智能程度,二是智能互联。智能服务最终是以人为中心的,每个人的需求都不一样,希望得到的服务也不一样。从智能化程度来讲, 连通是基础,通过无线连接和设备云的连接,交互智能,希望以更多的智能交付方式,不光是单品操作, 通过场景协调切换,加上交互的体验,为生活提供便捷服务;从智能生活来讲,通过连通作为基础,交互智能作为核心,深度智能作为方向,共同赋能产品、服务用户,创造至简有爱的品质生活是切实可行的;通过5G+人工智能物联网(A I O T)与新技术不断融合,将加速智慧生活各场景的落地,物联网的蓬勃发展也指日可待。

20184 月, 国务院办公厅发布《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》,提出要健全“互联网+医疗健康”服务体系, 推动远程医疗专网建设;2019年国务院政府工作报告中也指出,要改造提升远程医疗网络,推动移动网络基站扩容升级。

摄像头、超声仪、心电图机、生命监护仪、除颤监护仪等医疗设备的监测信息,可以全方位、无损地回传至医院急诊抢救室,急诊科医生可实时获取急救车内患者的生命体征信息……5G时代,万物互联共享,信息实时传输,基本能够实现急救“上车即入院” 服务。

中国电信集团有限公司副总经理唐珂以《5G数智添翼助力健康中国》为题发表演讲。他介绍,在5G+医疗健康应用方面,中国电信集团两年多来持续探索,通过5G 搭建平台,形成了从预防、急救、会诊、看护和远程示教等典型应用。“应该说5G技术跟医疗方面在网络的搭建与应用上,都做到了很好的结合。” 

另外,结合自身体会,唐珂还提出三点建议:以医疗卫生与健康行业机构及专家为牵引者,引领跨行业融合创新的正确方向;以产业链上下游的参与者为推进者,加大投入共建5G+医疗卫生和健康加速商用的良性生态;以行业监管部门为保障者,为推动5G+医疗卫生健康跨行业融合,落实政策标准体系保驾护航。

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