未来已然在目,只在于我们放眼何方。上海的长寿路上,目光敏锐的人会发现一座办公楼的楼顶架着奇怪的矩形物体:由128条微型天线组成的设备。在曼哈顿,行人会瞥见摄像头般的装置立在支架上,不但会猛然转动,而且在本应是镜头的位置有奇怪的角状突出。该装置向建筑物发射窄束无线电波,经过反射的电波可以传给接收器。萨里大学(University of Surrey)在英格兰吉尔福德(Guildford)的校园内分布着44台天线,形成一套虚拟的无线基站,供手机使用。
这些天线是新一代无线技术的前沿成果。虽然许多国家仍在推广被统称为“第四代”(即4G)的前一代无线技术,但电信业已经迈向下一代技术即5G的研发。2月12日,美国第二大移动运营商AT&T表示将试验5G原型电路能否在室内接通。而早在去年9月,美国第一大移动运营商Verizon也做过类似的实验。韩国希望在2018年主办冬季奥运会时能建成并启用5G网络;日本希望在2020年主办夏季奥运会时实现同样的愿景。2月在无线业界于巴塞罗那召开的年度峰会世界移动通信大会(Mobile World Congress)上,5G技术成为首要议题。
自摩托罗拉的马丁·库帕(Martin Cooper,如图)在1973年展示其发明的首款商用手机DynaTAC以来,移动通讯已有长足的发展。21世纪初,3G技术使手机上网成为可能,运营商于是砸出超过千亿美元购入无线电频谱牌照,却发现这项大多数人已同意使用的技术推广起来难于预期。
正当4G设备迎来订单高峰之际,5G的出现很可能激发另一轮投资热潮。目标是至少给用户以 “功能无限的印象”,萨里大学5G创新中心主任拉希姆·塔法佐利(Rahim Tafazolli)说。将来,从无人驾驶汽车、无人机到构成“物联网”的一切传感器、工业机械及家用电器,几乎所有设备都能无线联网。
视这一切为“炒作”并嗤之以鼻很容易,研究公司CCS Insight的凯斯特·曼(Kester Mann)说道。提到5G,大都未有定论:不只是利用哪一频段的无线电频谱及哪些无线技术未定,还有网络设备及手机制造商须遵照哪些标准也未确定。电信公司已就一套宽泛的“要求”达成共识。最重要的是连接速度最高要达到10Gbps,而且响应时间(“网络延迟”)须低于一毫秒。
然而,势头已然成真。韩国和日本是有线宽带建设的领跑国家,举办奥运会是一个机会,向世界展现它们也想要领跑无线领域,即便这意味着在全球标准议定出台后它们可能必须升级其5G网络以符合标准要求。AT&T及Verizon均在早期率先投资4G,如今同样希望在5G上再度领先。正如爱立信和诺基亚最近业绩所显示的那样,网络设备市场已经饱和,因此制造商也需要新一代产品及新的客户群。
需求方面也一样,改善无线基础设施的呼声日益迫切。纽约大学无线研究中心(NYU Wireless)的森迪普·兰根(Sundeep Rangan)表示,在可预见的未来,数据流量将继续快速增长。据估计,在本世纪20年代的前五年,网络需要准备好迎接上千倍的数据量增长。而4G所用的无线电频段(大多低于3GHz)已逐渐稀缺,且愈加昂贵,去年美国一次竞拍便卖得450亿美元。
但通往5G无线天堂的道路不会一帆风顺。对这一“万网之源”,争取话事权的不单是惯常那些电信企业。媒体公司希望优先获得更高的带宽,以便其以更高分辨率在线播放影片。大部分物联网企业不需要太大的带宽,而是想自己的传感器能靠一组电池续航数年,所以它们会希望5G标准重视低功耗。网游公司会担心网络延迟的问题:假如延迟过久,玩家会抱怨。
然而,最重要的新登场者是信息技术公司。苹果、IBM、三星这类企业不但关心卖出更多的智能手机及其他移动设备,对于物联网这据称将为其带来下一波收入巨浪的领域,他们也饶有兴致。谷歌已在美国多个城市运营高速光纤网络业务,而且可能有意打造无线网络,目前该公司已对5G表示兴趣。2014年,谷歌收购了创业公司Alpental Technologies,该公司当时正在研发通过极高频无线电提供廉价而高速的通讯服务,即所谓的“毫米波”(mmWave,频段高于3GHz,也是5G预期主要使用的频段)。
要满足所有各方所求并非易事,爱立信首席技术官乌尔夫·艾华信(Ulf Ewaldsson)预言道。频段问题也许是最容易解决的,一方面是因为按国际条约成立的世界无线电通信大会将解决这些问题。大会上一次召开是在去年11月,虽然当时无法就5G所用频率达成一致,但预计大会下一次在2019年召开时便可达成共识,并很可能会在毫米波频段中开辟空间。诸如上文提及由NYU无线研究中心研究人员在曼哈顿所做的测试已显示,这些频段可以用于5G:虽然薄障碍物也会造成阻隔,但可以让它们通过反射绕过障碍物。
没有多套技术准则相互竞争,这实属首次,不像4G推出时的情形,如今普遍采用的LTE标准最初还受到芯片制造商英特尔投资开发的WiMax标准威胁。这次,似乎没有谁愿意扮演英特尔的角色。尽管如此,5G将面对一个强大对手,尤其是在室内:智能手机用户除了用Wi-Fi传输数据之外,也越来越多地用其打电话及发短信。那意味着他们对接入移动网络的需求越来越少,不管数据的传输有多么极速。
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我们为什么需要5G 5G离我们还有多远?
2016年03月29日 13:17:00 科讯广电网 来源:经济日报 关键词:智能 中国移动 5G 物联网
不仅速度更快,还会深刻影响我们的生活——
“十三五”规划纲要明确提出积极推进第五代移动通信和超宽带关键技术研究,启动5G商用。5G到底能给我们带来什么?离我们还有多远?
智能制造、远程医疗、智慧交通……不妨想象一下,万物互联将会给生活带来什么变化?引发何种行业变革?信息随心至、万物触手及,你准备好了吗?
今年博鳌亚洲论坛期间,在“5G:信息随心至、万物触手及”分论坛上,来自中国移动、韩国电信、爱立信、三星和中兴通讯的高管们,畅谈了5G的技术突破和各种应用蓝图。一时间,5G炙手可热。很多人可能会疑惑,在全球4G普及率还较低的时候,有必要开始讨论5G吗?5G时代离我们还有多远?
我们为什么需要5G
5G,顾名思义就是第五代移动通信技术。在4G技术刚刚普及的今天,包括三星、爱立信、诺基亚、华为、中兴等国内外企业,都已在5G技术研发上积极跟进。据三星公司介绍,4G技术更多的是为了
提升移动宽带传输峰值速率和频谱效率,目标峰值速率是1Gbps;而5G会在移动宽带峰值速率上有大幅度增强,要达到20Gbps。“更为重要的是,5G是对海量连接和低时延高可靠应用两个新应用场景的性能进行提升。”三星全球执行副总裁、三星电子中国产品战略及研发总裁王彤说。
先说海量连接。现在,移动通信还是以人和人之间的通信为主。随着个人所携带的个人设备如智能手机、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴设备的增加,这些设备之间,这些设备与家庭物品、社区物品如公共交通和物流工具等,将来都有望实现连接。这样移动通信网络需要接入的连接数将是非常巨大的,对于传统的网络来讲,这无疑是一个巨大挑战,需要一些革新性的技术来实现海量连接。
再说低时延高可靠应用。进入可以将一切连接起来的时代之后,为了保障个人信息与财产安全,防御各种犯罪和恐怖活动,需要更高层次的安全措施。否则不仅会造成个人隐私泄露、金融财产损失,而且还可能威胁到自动驾驶汽车、远程控制等相关人员的生命安全。这些如远程医疗、车联网、智能工业控制等应用,由于它们的特殊性,需要非常可靠的信息传输以及非常低的传输时延,这些应用是传统的4G系统无法满足的,将会依赖于5G系统进行低时延、高可靠的数据传输。
中兴通讯CTO徐慧俊表示,经常看到这样的新闻,由于交通堵塞,急救车没能及时将病人送到医院。那么,怎么才能避免这样的事情出现呢?中兴通讯正尝试通过无线通信、云计算、物联网、车联网、大数据、人工智能等技术,实现跨行业、跨区域的交通数据和业务的互联互通,甚至对实时路况进行主动分析。把车与车之间、车与路之间,乃至更多的道路信息连起来,彼此分析各自的状态,比如每辆车在哪里、以多快的速度在行驶、目的地是哪里、路上有没有积水、前方有没有红灯等,然后得出最佳行驶方案,提供给驾驶员,甚至实现安全无人驾驶。“而这些,都需要5G技术的支撑,因为我们需要尽可能多的感知和尽可能快的交互。”徐慧俊说。
有哪些技术取得新进展
当前,5G已经成为国内外通信设备巨头们加紧抢占的一块科技高地。“十三五”规划纲要中,明确提出要加快信息网络新技术开发应用,积极推进第五代移动通信和超宽带关键技术研究,启动5G商用。
作为全球最大的移动通信运营商,中国移动从2012年就启动了5G的相关工作,制订了面向2020年的5G研发、规划、候选频率、关键技术研究、试验验证等一系列工作。中国移动副总裁沙跃家表示,在未来万物互联的时代,5G将纵向融合各个领域,如智能制造、远程医疗、智慧交通等。从这个角度来看,5G不是封闭系统,而是开放的生态系统。为此,中国移动在2016世界移动通信大会上成立了5G联合创新实验室,“我预计全球第一个5G网络很有可能会在亚洲出现”。
在今年2月份的2016世界移动通信大会上,中兴通讯获得了“最佳移动技术突破奖”和“CTO推荐奖”两项大奖。其大规模天线阵列、超密集网络、多用户共享接入、高频通讯、云感知软网络等技术,被评委们称为“移动宽带演进上的颠覆性创新”。特别是中兴创新的软空口技术,使得运营商具有了从4G到5G的平滑升级能力,可以利用已具备商用条件的部分5G技术,为4G用户提供接近5G的接入体验。有关专家指出,这可以将运营商的5G商用时间提前4年甚至更久,而且在未来网络升级时,设备还可以接着用。按照中兴通讯的计划,2016年就有可能在全球规模部署数张试商用网络。
在5G标准化工作方面,三星公司走在了行业前沿。三星加入了3GPP和ITU等全球标准化组织,也在积极推动与政府(如中国的IMT2020推进组、韩国千兆项目、欧洲5G-PPP)及各种领先研究机构之间的合作。三星电子目前已拥有一系列5G核心技术的创新成果,包括先进的5G毫米波通信技术平台和多连接解决方案。“作为为数不多的能够提供5G端到端解决方案的企业,三星希望能够对未来中国的5G,在网络、终端以及芯片方面都作出积极的产业化贡献。”王彤说。
在5G时代,万物互联将会变为现实,所有家用电器、健康监测终端、智能终端等都会实现互联,并引发如医疗、汽车、工业、交通等行业的变革。徐慧俊表示,在5G时代,1平方公里内甚至可以同时有100万个网络连接,届时人们将会通过无线享用超高清视频、快捷的云服务、远程医疗检查和治疗、智能驾驶和无人驾驶等。在工业领域,依托5G高可靠、低时延的信息传输,智能制造将成为可能。