5G未來(lái)如何影響到我們生活的方方面面

　　日前，深圳信息通信研究院主任沈浩濤做客“深圳市民文化大講堂”，主講《5G，未來(lái)正來(lái)》。在講座中，他介紹了5G的特點(diǎn)和最新發(fā)展，展望了5G技術(shù)未來(lái)在智慧城市、智能家居、自動(dòng)駕駛、智慧醫療等場(chǎng)景的應用。
 

 

　　5G的前世

　　5G，首先要澄清一下它的概念，5G的這個(gè)G是英語(yǔ)單詞Generation的縮寫(xiě)，意思是第五代移動(dòng)通信。

　　其實(shí)，從古至今，人類(lèi)一直都在探索向遠方通信的方法。比如，古代修長(cháng)城，一旦有外敵入侵，可以迅速把信息傳到后方。后來(lái)有人養信鴿，信鴿有固定的路線(xiàn)，從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)傳遞消息。

　　一直到近代，人類(lèi)才真正發(fā)明了聲波、電波之間轉換的技術(shù)，發(fā)明了電話(huà)。有了電話(huà)之后，又發(fā)展成為無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行通信。上世紀80年代末，我們經(jīng)常在一些香港大片里看到，做生意的老板左手一個(gè)BP機，右手一個(gè)大哥大，正在談著(zhù)大生意?？梢哉f(shuō)，通信的發(fā)展改善了人類(lèi)的生活質(zhì)量。

　　第一代移動(dòng)通信1G是語(yǔ)音的，采用模擬的技術(shù)。它就像月老的紅線(xiàn)，牽著(zhù)兩端，兩邊在通話(huà)的時(shí)候，單獨占用一個(gè)頻段，不用的時(shí)候這個(gè)頻段就讓出來(lái)給另外的用戶(hù)使用。它存在的問(wèn)題是使用效率特別低，通信非常不安全，它只是初步解決了遠端移動(dòng)通話(huà)的場(chǎng)景需求。

　　那時(shí)候我們國家一窮二白，市面上出現的終端設備都是國外品牌，其中以摩托羅拉為主，第一代設備就是摩托羅拉8001。

　　很快，我們來(lái)到了第二代2G的時(shí)代，以諾基亞為代表。2G開(kāi)創(chuàng )了時(shí)間段的概念，可以在同一個(gè)頻率不同的時(shí)間段來(lái)傳遞語(yǔ)音，這就實(shí)現了效率的提升。這是移動(dòng)通信技術(shù)的一大飛躍。

　　因為有了數字調制技術(shù)，所以各種器件都變小了，生產(chǎn)出了一大批具有代表性的移動(dòng)終端設備，主流就是手機。那時(shí)的手機有很多功能，比如說(shuō)可以發(fā)短信，屏幕上可以顯示來(lái)電，可以編輯文本。所以說(shuō)，2G時(shí)代進(jìn)入了文本的時(shí)代。此外，還出現了一些像“貪吃蛇”這樣的簡(jiǎn)單游戲，也可以上網(wǎng)，不過(guò)只是非常簡(jiǎn)單的頁(yè)面。

　　我們國家雖然起步較晚，但當時(shí)也跟上了移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的步伐，出現了一些國有品牌，比如TCL、波導。波導當時(shí)的廣告語(yǔ)是“手機中的戰斗機”，宣傳它很耐用，各項指標都很堅挺。

　　2G只能產(chǎn)生文本和普通的項目功能，所以叫作功能機。而隨著(zhù)數據的大量交換，漸漸催生了3G。到了3G時(shí)代，我們才真正進(jìn)入了智能手機的時(shí)代。為什么這樣說(shuō)？因為智能手機有了操作系統，操作系統的豐富應用直接誕生了像應用商店這種功能，它可以下載鈴聲和壁紙，還有了一些初級網(wǎng)絡(luò )游戲。

　　這個(gè)階段催生了一些新生代的智能手機品牌，比如HTC、酷派、MTK。值得一提的是，芯片發(fā)生了翻天覆地的變化，芯片制造商生產(chǎn)出了很小的芯片，卻集合了超強的功能。

　　我們大家現在所處的是4G通信時(shí)代。它和3G最大的區別在于，它極大地豐富了數據包的細分。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把每一個(gè)數據包賦予一種顏色，而接收端則有足夠細致的分辨率，這樣在同一個(gè)時(shí)間，一個(gè)數據鏈路上有很多不同的顏色，從而極大提升了數據鏈路的使用效率。

　　再加上全世界寬帶硬件上的大量建設和投入，極大地拓寬了帶寬。大批量的文件可以實(shí)現傳輸，視頻的使用催生了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)則進(jìn)一步促進(jìn)了電子商務(wù)的迅猛發(fā)展。在這期間，中國形成了國產(chǎn)手機的巨大市場(chǎng)，形成了以華為為首的眾多國產(chǎn)手機制造商，還誕生了其他很多智能家居、智能穿戴、智能車(chē)載等產(chǎn)品。
 

 

　　5G的特征和指標

　　有這樣一種說(shuō)法：4G改變生活，5G改變社會(huì )。

　　為什么這樣說(shuō)？因為從1G到4G一路走來(lái)，所解決的問(wèn)題仍是人與人交互的問(wèn)題，4G時(shí)代通過(guò)通信變革改善了我們的溝通方式和消費模式;而5G時(shí)代來(lái)臨以后，將從根本上改變生產(chǎn)環(huán)節，改變我們對整個(gè)人類(lèi)社會(huì )的認識，甚至可以改變生產(chǎn)要素，所以說(shuō)5G能夠改變整個(gè)社會(huì )。

　　5G究竟給移動(dòng)通信技術(shù)帶來(lái)了怎樣的變革呢？5G采用了非常復雜的技術(shù)，極大地提高了頻率和帶寬的使用效率，各類(lèi)指標大幅升級。5G根據頻段分為低頻和高頻兩個(gè)部分，低頻為6GHz以下的頻段，高頻為6GHz至50GHz之間的頻段。頻率與波長(cháng)是成反比的，頻率越高波長(cháng)越短，5G高頻部分的波長(cháng)以毫米為單位計算，高頻部分就被稱(chēng)為毫米波。無(wú)線(xiàn)電波低頻部分已經(jīng)被充分占用，所以5G采用了高頻部分的頻率。

　　在規劃初期，我國提出了5G的9個(gè)主要指標，目前ITU(國際電信聯(lián)盟)采納了其中的8個(gè)指標，這是非常值得我們中國驕傲的?，F在我來(lái)具體講講這8個(gè)指標。

　　1、峰值速率。5G的峰值速率最高可以到多少？20G比特/秒。也就是說(shuō)，1秒鐘可以發(fā)送20乘以10的9次方比特這么大的量。

　　2、體驗速率。每個(gè)用戶(hù)體驗到的速率可以達到每秒100兆比特，這是一個(gè)很大的進(jìn)步。

　　3、頻譜效率。是指每單位小區或面積內，每單位頻譜資源提供的吞吐量。這個(gè)指標5G比4G提高了3倍。

　　4、移動(dòng)性能。是指在保持正常的連續數據交換的情況下最高時(shí)速移動(dòng)能有多快。5G的移動(dòng)性能可以達到每小時(shí)500公里。

　　5、時(shí)延。通俗來(lái)講就是反應速度，是數據從一個(gè)端到另外一個(gè)端需要的時(shí)間。5G的時(shí)延是1毫秒，那是相當快的速度。

　　6、連接數密度。5G可以允許每平方公里內有100萬(wàn)個(gè)設備接入網(wǎng)絡(luò )，比4G提高了10倍。

　　7、網(wǎng)絡(luò )能效。就是指每單位能量能夠傳輸的數據量。這個(gè)數據5G比4G提高了100倍。

　　8、流量密度。就是單位時(shí)間、單位面積里能夠傳輸的流量，5G的流量密度能夠達到4G的100倍。
 

 

　　5G的未來(lái)應用

　　5G有這么過(guò)硬的指標，我們未來(lái)能在哪些地方應用呢？

　　5G的應用分為三大塊：增強移動(dòng)寬帶，超高可靠低時(shí)延，海量機器類(lèi)通信。

　　第一，增強移動(dòng)寬帶。如果用一句話(huà)來(lái)形容，那就是“辦事快”?？偟膩?lái)說(shuō)，它解決了大視頻流量的需求，再大的文件都可以傳輸，而且網(wǎng)速很快。

　　目前AR/VR的應用并不普及，因為遇到了兩個(gè)短板：一是網(wǎng)絡(luò )速度不夠快，視覺(jué)效果差，容易產(chǎn)生眩暈感。二是屏幕不清晰。未來(lái)，超高清晰的屏幕加上超快的5G速度，可以解決AR/VR的短板問(wèn)題。戴上AR/VR眼鏡之后，眼前是虛擬的高樓大廈，你進(jìn)去可以買(mǎi)東西，可以吃飯，也可以到體育場(chǎng)里去踢球。

　　還比如開(kāi)遠程會(huì )議，幾乎和現場(chǎng)會(huì )議沒(méi)什么區別，你可以清晰地看到每一個(gè)人，聽(tīng)到每個(gè)人的發(fā)言。

　　尤其是電視直播，中國排球超級聯(lián)賽實(shí)現過(guò)一次5G+真4K直播，在現場(chǎng)用超高清的攝像機拍下畫(huà)面，經(jīng)后臺編輯很快就可以直播。它與現在4G最大的區別在于畫(huà)面更加清晰。

　　第二，超高可靠低時(shí)延。也就是“不拖沓”。

　　剛才介紹了5G的時(shí)延是1毫秒，也就是千分之1秒。舉例來(lái)說(shuō)，假如一輛汽車(chē)以每小時(shí)120公里的速度在高速公路上行駛，時(shí)延為1毫秒的話(huà)，一旦遇到緊急情況，汽車(chē)自動(dòng)剎車(chē)的制動(dòng)距離僅為3厘米。那么低時(shí)延可以應用在哪些地方呢？

　　首先當然是無(wú)人駕駛技術(shù)，我更習慣稱(chēng)之為智能車(chē)聯(lián)。智能車(chē)聯(lián)包括3個(gè)層面。首先，在車(chē)里建一個(gè)局域網(wǎng)，你的手機可以和車(chē)載機相連接。車(chē)里還有沒(méi)有油？車(chē)有沒(méi)有發(fā)生故障？這些信息可以隨時(shí)反饋到你的手機上，也可以直接反饋到4S店。然后是車(chē)路協(xié)同，通過(guò)車(chē)上的傳感器和5G網(wǎng)絡(luò )，可以清晰地知道前后左右其他車(chē)和你之間的距離以及它們的行駛速度和方向，可以識別路上的行人、斑馬線(xiàn)和紅綠燈等。最后結合大數據和人工智能，就可以掌握方圓50公里內所有車(chē)輛的行駛狀態(tài)，主動(dòng)、智能地安排行駛路線(xiàn)?？梢哉f(shuō)，只有實(shí)現了5G網(wǎng)絡(luò )全覆蓋，無(wú)人駕駛才能真正變?yōu)楝F實(shí)。

　　其次，低時(shí)延還可以應用到智慧醫療領(lǐng)域。有了5G，醫生就可以在北京操作設備，為病人進(jìn)行遠程手術(shù)。目前，一些小的手術(shù)已經(jīng)可以遠程操作，但特別復雜的手術(shù)還不行。

　　5G對智慧醫療的貢獻不止于此?，F在，我們去醫院看病，往往是排隊1小時(shí)，看病5分鐘。如果所有的醫療設備都裝上5G模塊，有些病人就不需要到醫院去排隊，你只要在家就可以量血壓、做體檢，完成看病程序。此外，數據庫里有病人長(cháng)期以來(lái)的病歷和治療情況，可以全程跟蹤病人的健康狀況，真正實(shí)現主動(dòng)預警和精準醫療。

　　第三，海量機器類(lèi)通信。用一句形象的話(huà)來(lái)說(shuō)，就是“擠不爆”。

　　這主要應用于智慧城市的場(chǎng)景。智慧城市可以讓數量非常龐大的城市公共設施連到網(wǎng)絡(luò )上，路燈、下水道井蓋、交通攝像頭、水表電表等，因為數量太龐大，所以網(wǎng)絡(luò )必須有巨大的容量。

　　之前提到，5G還可以改變生產(chǎn)環(huán)節、完善生產(chǎn)環(huán)節。未來(lái)，在工廠(chǎng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，布滿(mǎn)了各種正在工作的機械臂。而且，一旦某個(gè)環(huán)節缺少零配件，網(wǎng)絡(luò )上立即就會(huì )顯示出來(lái)，并將需要的零配件送過(guò)去。所有的生產(chǎn)設備也都與網(wǎng)絡(luò )相連，設備出現了故障，很快就會(huì )知道問(wèn)題出在哪里。

　　如果哪一批產(chǎn)品出了問(wèn)題，生產(chǎn)廠(chǎng)家需要花很長(cháng)的時(shí)間去尋找信息，或者根本就無(wú)法找到。但到了5G時(shí)代，每一件產(chǎn)品里都會(huì )有一個(gè)身份，保存了各種產(chǎn)品信息，這樣，每一家企業(yè)都可以建立起龐大的系統管理生產(chǎn)要素，每一個(gè)制造出來(lái)的產(chǎn)品都可以追溯得到，這將使生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到極大的提升。

　　總而言之，5G是個(gè)美好的事物，它會(huì )給我們的生活帶來(lái)豐富多彩的應用，從而讓我們的生活、我們的社會(huì )變得更加美好。