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移動(dòng)通信從面向個(gè)人通信的1G、2G、3G、4G以十年一代的速度發(fā)展到現(xiàn)在，面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市應(yīng)用的“5G時(shí)代”終于要來(lái)了。
5G的到來(lái)將帶來(lái)哪些領(lǐng)域的顛覆性變革?與前幾代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不同，為何智能制造、互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)界對(duì)5G寄予如此厚望?
在日前舉行的2020深圳灣5G應(yīng)用創(chuàng)新大會(huì)上，中國(guó)工程院院士鄔賀銓和郭仁忠對(duì)此進(jìn)行了深入解讀。
一、增強(qiáng)移動(dòng)寬帶，支持上云賦能與高清高速傳輸
理解5G在未來(lái)的應(yīng)用，首先要從其特性說(shuō)起。
在鄔賀銓院士看來(lái)，5G具有增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延、廣覆蓋大連接的優(yōu)勢(shì)。
“和4G相比，5G的多個(gè)性能有數(shù)量級(jí)的提升，5G寬帶的能力峰值是4G的30倍，體驗(yàn)數(shù)據(jù)是4G的10倍。”這也就是說(shuō)，5G的傳輸速率有極大提升，相比4G百兆級(jí)的速率，可以一躍達(dá)到千兆級(jí)別，而這一特性能夠支持許許多多需要大量傳輸、計(jì)算密集型的應(yīng)用場(chǎng)景。
2019年8月26日，中國(guó)電信展廳內(nèi)，一臺(tái)5G手機(jī)(右)與一臺(tái)4G手機(jī)(左)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)速度比較。新華社記者 劉潺 攝
“5G首先解決了上云賦能的問(wèn)題。”鄔賀銓說(shuō)，傳統(tǒng)的視頻會(huì)議、游戲、數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)、工業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)都需要將核心程序下載到本地完成計(jì)算，因此對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存成本要求比較高。
現(xiàn)在終端可以通過(guò)5G連到互聯(lián)網(wǎng)再連到后臺(tái)的云計(jì)算平臺(tái)，依靠云端服務(wù)器的運(yùn)算能力和傳輸能力，人們就不再需要下載終端和程序，可以做到即插即用、多屏合一，實(shí)現(xiàn)流暢的體驗(yàn)。
此外，5G的超寬帶、每小時(shí)500公里的運(yùn)率速度，使得超高清分辨率的4K、8K和高速移動(dòng)視頻成為現(xiàn)實(shí)。例如時(shí)速高達(dá)每小時(shí)250公里的高山滑雪，如果在運(yùn)動(dòng)員的頭盔和雪橇上安裝5G攝像頭，5G就可以進(jìn)行超清視頻直播，讓場(chǎng)外觀眾也感受到運(yùn)動(dòng)員的高度、速度、難度。
“此前中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)采用5G把超高清8K的乒乓球比賽傳到場(chǎng)外，對(duì)多機(jī)位的信號(hào)進(jìn)行合成處理，所以場(chǎng)外觀眾可以獲得360度的場(chǎng)景體驗(yàn)，用戶可以自行選擇觀看角度。”鄔賀銓說(shuō)，已經(jīng)有商家嘗試對(duì)不同角度進(jìn)行不同收費(fèi)，例如溫網(wǎng)當(dāng)中，名將費(fèi)德勒的視覺(jué)角度就可以賣(mài)出更高的票價(jià)。
二、超可靠低時(shí)延，與傳統(tǒng)新興產(chǎn)業(yè)可無(wú)縫對(duì)接
5G的另一個(gè)顯著特點(diǎn)就是其極低的時(shí)延。由于覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量的極大提升，5G的時(shí)延能夠低于1毫秒，遠(yuǎn)比4G要更加穩(wěn)定流暢。因此，5G未來(lái)最典型的應(yīng)用場(chǎng)景要數(shù)VR和AR的應(yīng)用。目前的4G還難以支持VR/AR的實(shí)時(shí)傳輸，但是5G卻能夠支持其高密度的計(jì)算。
2019年8月26日，觀眾在智博會(huì)上體驗(yàn)“5G全景直播”技術(shù)。新華社記者 唐奕 攝
“例如我們?cè)凇蕦m中國(guó)’戴上5GVR的頭盔，就可以親身感受珍寶，觀看明朝的古畫(huà)，甚至變?yōu)閯?dòng)畫(huà)的一部分。”鄔賀銓說(shuō)，這不僅對(duì)文化旅游有很大的幫助，對(duì)未來(lái)的教育也能帶來(lái)很大變革，可以讓人們直觀地了解生物中的微觀世界、宏觀天體的運(yùn)行、古代歷史場(chǎng)景，以及應(yīng)用于醫(yī)生的職業(yè)培訓(xùn)等等。
按照這一邏輯，包括智能裝配制造、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲很敏感的領(lǐng)域，5G的應(yīng)用都可以帶來(lái)變革性的影響。
“去年3月，一名解放軍總醫(yī)院的醫(yī)生在三亞通過(guò)5G遙控在北京301醫(yī)院的機(jī)械手，為帕金森患者完成了開(kāi)顱的手術(shù)。疫情期間通過(guò)人工智能大數(shù)據(jù)，5G輔助醫(yī)生對(duì)CT進(jìn)行讀片，結(jié)合核酸檢測(cè)對(duì)新冠肺炎進(jìn)行診斷，大大提升了效率。”鄔賀銓說(shuō)。
利用5G這項(xiàng)“技能”，陜西的一家農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)讓帶有5G攝像頭的無(wú)人機(jī)掃描整個(gè)蘋(píng)果園的開(kāi)花情況，通過(guò)后臺(tái)的智能分析，可以清楚地?cái)?shù)出每棵樹(shù)有多少花，哪些花可以結(jié)果，提前3個(gè)月預(yù)測(cè)蘋(píng)果的產(chǎn)量，從而把蘋(píng)果當(dāng)期貨賣(mài)出去。
三、真正萬(wàn)物互聯(lián)，讓城市建設(shè)運(yùn)行更加智能
物聯(lián)網(wǎng)，是指每平方公里至少100萬(wàn)臺(tái)設(shè)備連接。而5G的特性，使其能夠真正支持“萬(wàn)物互聯(lián)”。“感知、傳輸、存儲(chǔ)、計(jì)算是智慧城市建設(shè)必備的四大能力。”在郭仁忠院士看來(lái)，5G將從移動(dòng)傳輸、實(shí)時(shí)響應(yīng)、室內(nèi)外連續(xù)定位及創(chuàng)新應(yīng)用四個(gè)方面助力智慧城市建設(shè)。
5G與4G遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控傳輸速率對(duì)比。新華網(wǎng) 劉昌馀 攝
“我們要建智慧城市就必須建起城市的數(shù)據(jù)模型，像深圳這樣一個(gè)城市，包括馬路上的車(chē)道線、下水道、地下管線要完全跟實(shí)體世界一樣，這將帶來(lái)巨大的數(shù)據(jù)量，目前這種應(yīng)用只能在有限的光纖環(huán)境下使用，還不能到移動(dòng)端。而5G可以讓其進(jìn)入終端設(shè)備，惠及每個(gè)市民。”郭仁忠表示，有了5G，未來(lái)就可以讓無(wú)人機(jī)在空中巡查時(shí)自動(dòng)和三維模型相匹配，例如對(duì)高峰期的路況進(jìn)行快速感知和實(shí)時(shí)調(diào)度，對(duì)壞掉的公共設(shè)施進(jìn)行快速處理，從而更好地服務(wù)百姓。
同時(shí)，由于5G基站密度加大，頻率提升以及天線的陣列，使得5G的定位能力、定位精度大大提高。4G的移動(dòng)定位在百米級(jí)，衛(wèi)星的動(dòng)態(tài)定位在十米左右，而5G的精度可以達(dá)到亞米級(jí)，在0.7、0.8米左右。這意味著什么呢?
“例如抗擊新冠肺炎疫情，如果有人感染了，他的移動(dòng)軌跡可以由手機(jī)記載到亞米級(jí)的精度，我們就能對(duì)其進(jìn)行跟蹤，迅速知道他和哪些人有過(guò)密切接觸，同時(shí)根據(jù)其他人的軌跡進(jìn)行比對(duì)，判斷出潛在的感染對(duì)象，讓隔離和病毒溯源更加精準(zhǔn)高效。”郭仁忠說(shuō)。
“3G出現(xiàn)后，人們有了移動(dòng)手機(jī)、移動(dòng)電子商務(wù)、微博、微信，4G出現(xiàn)后，我們有了掃碼支付、共享經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)約車(chē)、網(wǎng)絡(luò)直播。根據(jù)移動(dòng)通信的發(fā)展歷史，5G的出現(xiàn)，除了以上這些，可能還會(huì)帶來(lái)一些意想不到的應(yīng)用。”鄔賀銓認(rèn)為，新一代信息技術(shù)賦能新應(yīng)用，推進(jìn)智慧社會(huì)的發(fā)展，支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，5G必將成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新引擎。
(本報(bào)記者 黨文婷 嚴(yán)圣禾) 本文轉(zhuǎn)自光明日?qǐng)?bào)
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