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中国信息通信研究院王志勤副院长:5G-渐行渐近

2017-12-14 10:35

  

  与4G服务于移动互联网不同,5G更多从移动互联网向物联网的拓展,所以一方面面向未来十年的发展,它将满足上万亿移动互联网的业务数据、业务流量的增长,实际上提升用户的一个体验。与此同时,创造了一个物联网的蓝海,解决的千亿级移动设备真正能够连接到互联网这样一个难题。所以我们也认为5G是进入到万物互联新时代。

  那么什么5G?5G和4G相比有什么不同?根据IPO整个最后发布的成果我们可以看到,一共是八个,但是其中三个是最为突出的,5G和4G相比较是10倍于4G的峰值速率,可以达到10G到20GB的峰值,同时可以提到毫秒级这样一个传输时延,以及每平方公里百万级的连接能力。KPI指标,关键性能指标其实在不同的场景下有不同的需求,这也就定义了5G的三个场景,一个在移动互联网增强移动宽带,此外两个场景是属于移动物联网,分别是机器类的海量通讯,另外一个是高可靠低时延的通讯场景。

  5G要成为各行各业数字化转型的使用器,必须具备通用性,一种技术能够满足物联网各行各业不同场景的需求,这就对5G的整个技术设计提出了非常大的挑战。所以在5G的无线技术和核心网络设计方面,实际上重点应该说要达到这样一个设计目标。在5G新的无线接口设计过程中,更多的就是设计了一个统一灵活可配置的无线接口,它的关键技术和以往移动通信有点不同,可以说是一种系统级的创新,所以一方面是通过一个灵活的系统设计来满足多样化的场景和资源的调度,同时能够提供更低时延这样一种设计指标。此外引入了一些新型技术,像轻波型进一步提升系统的效率。

  在核心网络方面,也是为了满足物联网差异化的需求而设计的,特别采用了颠覆性和创新性的架构和技术。首先平台方面采用了软件、硬件相分离的技术,所以就是统一的基础设施平台能够实现网络存储和计算能力。在此之上,架构设计中引入了SDN的这样一种理念,我们叫做面向服务的新型网络架构,这个也是和中国移动一直在国际上牵头很产业界一同推进。在此基础之上运用了像网络切片等一些技术,从总体来看未来5G可以服务多元行业应用,通过资源组合形成各种行业差异化的需求和资源的配置,以及业务的开放和开发,包括边缘计算的各个也是为了满足很多一些个性化场景设计的。

  安全方面,它一方面是应对5G新的一些技术引入,比如刚才提到的网络切片技术、开放安全能力。除此之外更多的也是物联网它的差异化的需求所带来的,比如说有些场景是可以轻量化的,有些应该是重量型的,所以它提出来很多的安全保护以及隐私保护,这些都是分类和分级实现的。

  产业非常关注标准,尤其是移动通讯的标准,在5G阶段,目前已经实现了全球统一的标准,在今年10月份开始了5G的标准提交,各个国家均表示会遵循统一制定5G技术标准。这一版标准是采用我们叫做非独立组网和空口技术,也就是把新的5G的接口嫁接在4G网络上实现,到2018年6月份将会完成端到端整体的标准,这版标准是各个国家在2020年首先商用所遵循的这套标准,它重点满足了三大场景中的两大,一个是移动互联网的场景,另外一个是低时延高可靠的物联网场景,三大标准在2019年9月份完成。

  频谱是5G发展基础性的资源,今年可能大家可以看到在今年11月份工信部全球率先发布了5G的中频频谱的规划,5G因为要满足多个行业和场景,所以它的频谱也是低中高三个方面需求。其中我们认为5G中频是5G解决覆盖和解决容量非常重要的一个核心频段,所以我国频谱的发布对中国乃至全球5G发展都起到了一个重要的引导作用。美国和韩国在5G的市场需求方面比较特殊,初级阶段它会采用5G作为固定无线接入和一些局域的覆盖,所以它更多侧重在高频,但是美国2016年高频发布之后,也发现仅仅高频也无法满足5G的发展。

  随着整个标准和频谱生态环境统一一致性的发展,各个国家也更加明确和加快了5G的商业应用,当然从这个2017-2018美国和韩国有一些5G的部署,但是这些应该来说都是面向固定无线应用采用私有协议的标准,这两个国家都会把现有的系统在2019年升级到符合5G标准的这样一个设备。此外可以看到在欧洲和日本,它的商用时间都在2020年,我们国家是在2016年开始的5G技术实验,预计也会在2020年启动5G的商用,所以应该说国家也是第一次在5G这个阶段进入到全球商业应用的第一阵营。

  面向2020年商用实际上对5G研发提出了一个很大的挑战,就是2018年6月份才发布标准,要一年半的时间内实现整个商用,所以2016-2017年的5G商用更多采用商业样机,预计明年各个厂家提供5G商用平台的产品。5G的商用其实大家最关注的还是芯片和终端,预计在2019年第一季度会发布5G的芯片,真正拿到用户手中的终端会在2019年下半年逐渐投入市场。

  5G的业务应用也是面向三大场景去设计的:

  第一个场景增强移动宽带,这个场景也是在2020年5G商用的时候一个主要场景。这个场景是和4G比较类似的它的应用模式和产业的这种积累都比较丰厚,所以随着5G它所能够提供的高可靠、低时延能够提供超高清的视频,同时和虚拟现实、增强现实,给大家提供更多的身临其境的,更高用户体验的这些新的业务,特别是人工智能的引入,可能在初期阶段,我们认为相当大一部分的终端仍然是手机或者是智能硬件相关形态的,但是它和人工智能和AR、VR的叠加会衍生出很多新的业务和新的空间。

  第二个是高可靠、低时延,这类业务一般是服务于车联网和工业控制,在这里我想以自动驾驶作为一个事例来讲,这个工作有很多在业务模式和产业协作方面的积累,我们觉得是需要从4G来开始,所以在今年4G LTE-V2X它更多的是辅助驾驶,比如车辆的碰撞,以及红绿灯交通信息的提示。针对5G,包括5G-V2X是完全型的自动驾驶,以及远程遥控,这些更高级的自动驾驶实际上是和5G当时所设计的很多指标和性能是非常吻合的。4GLTE-V2X在2017年3月完成了3GPP标准之后,此外,在这个领域如何和车辆和其他领域的融合非常关键,近几年工信部特别重视车联网的发展,也进行了5+2车联网示范区的格局,同时在这个过程中我们和车厂和部委也形成了很多LTE-V2X的应用,实际上为寻找一些业务模式的合作,真正解决方案和深度化场景,我觉得还是非常有帮助。

  第三个海量机器类,也一类实际上在5G标准里现在没有启动相应的标准制定,也是为NB-IOT留有更多的市场空间。今年是NB-IOT发展元年,应该说实现的小规模应用,虽然看到中国和韩国、欧洲,很多国家部署了NB-IOT的商用网络,但是中国市场占到了全球的90%,目前芯片出货量是在500万以上,预计明年会达到千万甚至上亿。整个网络部署是今年的一个亮点,中国电信完成了31万全网的升级,中国移动也投入了400亿进行全网的升级工作。芯片初级阶段是华为为主,后期形成了一个比较大的产业群。平台方面,实际上也是包括了运营、IT企业和一些制造企业都在形成产业的聚集。

  从整个应用来看,其实比较大量的还是集中在智慧城市的水表和燃气占到70%,在规模上其实我们今年认为上线真正的终端数量只是在数十万这样一个数量,预计明年会有一个百万级应用的呈现。

  目前看,地方政府的引导作用仍然很明显,所以在产业方面,都还存在着一些性能、安全和价格方面的一些空间,实际上在应用层面,包括数据和应用方面如何真正的能够实现增效?我觉得形成这种正向循环,还有一定的工作需要去做。鹰潭它的应用和上线数量占到了全球50不能,在NB-IOT标准的完善和国内标准的制定方面起到了一个积极的作用。

  面向5G的整个发展,实际上我们国家提出了5G引领发展目标,这也意味着我们国家要在5G的技术标准产业和应用方面实现引领,一个是首先在5G概念,也就是说5G的需求和5G的概念架构方面成为了引导,同时在5G的技术标准成为主导者,在产品标准方面,我们国家和其他国家一道应该进入到第一梯队,实现5G融合应用的创新,以及2020年的商业应用。

  在5G的整个发展过程中,实际上我们国家从政府层面营造了很好的环境,包括频谱、重大专项的支持,以及在国际合作等等方面都营造了很好的环境,2013年非常早就启动了5G推进组的建立,5G推进组应该说在技术创新、标准推进、产业协作和国际合作方面发挥了重要的作用,形成了国内外一个重要的平台,也形成了全球5G推进的一个相当重要的平台的角色。

  实际上在概念和架构方面我们国家提出了很多先导性的概念,取得了很多成效的同时,在标准第一版本发布的过程中,我们也看到一方面有大量关键职位,同时在投票权和文稿数量和牵头项目应该说达到了30-40%的水平。在核心网络也是提出了作为整个架构的牵头人和网络切片技术等等也是有很多的贡献。

  那么在实验方面,我们国家是2016年率先启动全球的5G实验,所以和以往的技术实验不同,我们国家应该说是在前期的很多创新型的关键技术和支撑国际标准方面通过实验应该说有很好的引导。那么面向未来的产业化和研发,我想也会通过这个实验来进一步加快整个产业化的一个进程,特别是和很多应用去结合,来构建整个5G的一个产业生态。

  当然面向越来越近5G商业的应用,我们感到我们国家在发展5G方面也有很多挑战,一个是业务与现实之间,因为5G从它的宣传来看要实现万物互联,而5G的第一版本更成熟的是面向移动互联网,当然我们觉得在低时延、高可靠和一些消费行业方面在技术产业成熟的同时,需要业务模式和很多方面的一个突破,所以它可能会是一个渐进的过程。同时,我们的产品,特别是终端需要在一年半的时间内能够实现商用,那么在此过程中,我觉得是一个非常短的时间,其中产业的艰辛投入和困难是可想而知的。

  我们国家这个三大运营企业应该说也是第一次作为第一梯队即将来部署和商用5G网络,这个过程中,在建网过程中会遇到很多困难和挑战,也是和我们产业届一道,这些都是我们在5G发展过程中积极做好准备。

  最后从5G的整个发展,我们看到在前期的研发过程中,我们国家和5G的产业界一道共同创建了5G的概念和标准,应该说经过努力,已经形成了全球相对非常统一的技术和产业生态。同时我们国家应该说也是领跑在4G很多前沿技术方面,为5G的发展奠定了很好的基础,包括NB-IOT和车联网领域,所以对5G融合应用方面我觉得是有很多的先行探索。目前我想全球已经达成共识,全球5G发展看中国,那么这也是由于我们国家在5G产业的政策、技术,包括制造企业和运营企业的一个产业实力,以及我们国家整个市场旺盛需求和很多互联网创新,所以使我们国家应该说在5G发展上已经达到了一个,也是一个历史担当的责任和这样一个角色。所以在未来的发展当中,我们也还会以技术实验为纽带,加快发展产品成熟,在研发过程中不断的积累业务和运营的经验,特别是和其他行业一道来共同协同和增加我们互联网的这种创新发展,来促进5G的成功商业应用。

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