邬贺铨:5G的未来

2020/05/11
5G带来的技术变化
5G和4G相比，峰值速率提高了30倍，用户体验数据提升了50倍，频谱效率提升了3倍。移动性也提升了，能支持500公里时速的高铁，无线接口延时减少了90%，连接密度提高10倍，做到了一平方公里100万个传感器联网，能效和流量密度各提高100倍。总之，5G跟4G比，在多数性能上有1-2个数量级的提升。

另外，5G会触动边缘计算。企业光有云计算是不够的，尽管空口的延时降下来了，如果地面的传输时延很长，也没法实时响应，而工业上要求快速响应，包括VR/AR、远程医疗等，所以我们要把云的能力做成边缘云。目前IDC已经预测，到2020年，全球将有超过50%的物联网数据将在边缘处理，而到未来单独使用2G云的成本反而比使用1G云的成本要低39%。所以这也是未来企业发展的一个很重要的内容，因为只有靠近生产现场才能实现快速的响应。

5G的应用
第一，数字产业化或产业数字化。产业数字化首先要让工厂的生产装备联网、生产仪表要联网，而对新企业用光纤联网是比较合算的。可能老企业光纤很难布上去，而且企业里面的机器人、物联网小车等工件都是移动的，没办法用一根电缆连接，所以必须用无线联网。而现有的技术无法支撑联网，因为工业上的干扰比较多。所以现有的无线技术在全球能做到工厂联网的只有6%，WiFi只有4%。

5G本身是专门为工业联网设计的。企业可以单独建一个5G的专用网，现在大概一般需要有专用的频率，也可以用运营商的无线系统，甚至运营商还可以把企业内部的网络管理部分也加上去。现在有很多企业也希望往这个方向做。传统的公共应用移动网采用时分双工的模式，一般是下行的带宽比较宽，回传的带宽比较小，而工厂的物联网是相反的。所以，工厂最好还是有一个专用网络，这样更安全。目前，欧洲已经规划了给工厂专用的5G网络分配频率。

第二，5G总的应用会为视频带来更多保障。现在8K高清电视接入码率有100兆，4G根本无法支撑，而虚拟现实/增强现实甚至要一个G，只有5G才能做得到。比如冬奥会，只有在我们的头盔、雪橇上装上5G的终端、安上传感器，才能更好地让观众感受到高山滑雪的速度、高度、难度。5G的大带宽可以支持多个摄像头同时流畅工作，这样一来，观众不用切换场面就能得到全景的多视角。

第三，5G给VR/AR带来了很多应用。比如说VR不是装在自己头上，而是装在对面的摄像头上，它可以利用手势来更换衣服。VR/AR还有利于培养工人、外科医生。比如，传统的可上手术台的外科医生一般需要10年的培养时间，而使用VR/AR有可能使这种培养更为轻松。

第四，车联网也是5G很重要的应用，也可以说5G为车联网而生。5G可以实现车到车、车到红绿灯、车到停车场的通信。车联网是需要实时快速响应的，而5G+边缘计算的延时只有1毫秒。这是车载雷达无法做到的，只有5G才能让自动驾驶真正得到应用。

车联网得到广泛应用，便会带动汽车电子的发展，同时带动与车联网有关的服务。麦肯锡预测，到2030年，全球汽车产业包括汽车的互联网服务等新服务模式的诞生，将贡献1.5万亿美元的额外收入。这个数字超过了现代汽车产业的规模。
5G+的应用
5G本身低时延、高可靠、高宽带、大连接的特点让它可以很好地适应于各个行业的应用。实际上它是一个通用的技术，所以5G+的应用也非常广泛。

首先是5G+工业互联网。近期，工信部在中国商飞集团召开了一个“5G+工业互联网应用现场会”。商飞成为全球第一个5G+工业互联网的工业园区，它在22个生产环节中都使用了这个技术。比如飞机是一节一节装配的，飞机“肚子”里有很多电缆。过去是一个工人拿着一张图纸非常小心地操作，旁边还站着一个工人监督才不会连错。现在商飞给装配工人配上5G+VR+高清的头盔，机器看见哪根电缆会告诉工人连哪根，大大提高了效率，而且避免了差错。

再比如飞机的复合材料，贴只需要十分钟，但要停下来检测有没有贴好却需要50分钟；现在用5G+摄像头直接连接后台的云计算、大数据和人工智能分析，只需要2分钟就能搞定，效率提升了上百倍。现在很多公司使用机器替代人工，5G+8K+移动边缘计算可以使机器人的反应更灵敏。过去，我们买一个机器人回企业可能还要自己开发程序；现在，只要把5G的视频装在机器人手臂上，看旁边视频上的手怎么动它就跟着怎么动，一段时间后，程序会自动生成。

此外，5G在机器人上的应用更多是在机器视觉上。全国目前在生产线上靠眼睛来检测产品的工人有350万。这350万人都靠眼睛来测试产品质量，很容易产生误差。而现在很多公司已经开始使用机器视觉，比如清华和英业达合作检测印刷版，每年效益有9000万。也就是说，所有环节质量检测都可以用机器人来替代。

目前，工业上出现了数字双胞胎的技术。通过实物戴上5G、戴上传感器，网上可以搜集到实际运行状况的正常数据；一旦发生异常，马上就能在网上发现，通过远端更正；如果远端更正不了，就可以派人进行远端维护，还可以做预防性维护。美国GE公司已经将这个技术用于风力发电的管理。GE公司有很多风电厂，总部就建立了这样的数字双胞胎实验室，效果很好。IDC预测，到2021年，全世界排名2000强的企业，30%都会用到数字双胞胎的技术。这项技术能够提升企业25%的效益。

其次是5G+农业。比如苹果开花只有一星期时间，利用无人机加上5G的视频摄像头，可以精准地测出每一棵苹果树上有多少朵花，也可以计算出几个月之后有多少苹果产出，这样有利于实现期货的销售。
5G对经济增长的作用
5G对经济增长有显著的推动作用。高通公司曾经委托HIS公司做过一个咨询报告。报告指出，5G在2035年会给全球经济带来4.6%的经济产量的增加，对应的具体金额是12.3万亿美元，工信部估计80%会体现在产业领域。再对应GDP，到2035年，5G会带动全球GDP增加7%；其中中国会增加接近一万亿美元的GDP，也会新增将近一千万的就业岗位。总之，5G对经济增长的影响应该是非常大的。

大数据、人工智能、云计算和物联网支撑了5G的技术创新。5G是新一代技术的进步，是当代高新技术的制高点。5G为经济治理、社会发展、民生服务提供了新动能、催生新业态，成为数字经济的新引擎。5G的出现，对中国的科技和经济发展来说都是难得的机遇。围绕5G技术和产业的国际竞争，对我们也是严峻的挑战，5G的创新永远在路上。
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