周军
移动通信从面向个人通信的1G、2G、3G、4G,以十年一代的速度发展到现在,面向产业互联网和智慧城市应用的“5G时代”终于要来了。5G的到来将带来哪些领域的颠覆性变革?与前几代移动网络不同,为何智能制造、互联网等产业界对5G寄予如此厚望?
理解5G在未来的应用,首先要从其特性说起。5G具有增强移动宽带、超可靠低时延、广覆盖大连接的优势。和4G相比,5G的多个性能有数量级的提升,5G宽带的能力峰值是4G的30倍,体验数据是4G的10倍。这也就是说,5G的传输速率有极大提升,相比4G百兆级的速率,5G可以一跃达到千兆级别,而这一特性能够支持许许多多需要大量传输、计算密集型的应用场景。
5G首先解决了上云赋能的问题。传统的视频会议、游戏、数字文化产业、工业协同设计都需要将核心程序下载到本地完成计算,因此对计算机的内存成本要求比较高。现在终端可以通过5G连到互联网,再连到后台的云计算平台,依靠云端服务器的运算能力和传输能力,人们就不再需要下载终端和程序,可以做到即插即用、多屏合一,实现流畅的体验。
此外,5G的超宽带、每小时500千米的运率速度,使得超高清分辨率的4K、8K和高速移动视频成为现实。例如,时速高达每小时250千米的高山滑雪运动项目中,如果在运动员的头盔和雪橇上安装5G摄像头,就可以进行超清视频直播,让场外观众也感受到运动员的高度、速度、难度。
5G的另一个显著特点就是其极低的时延。由于覆盖范围和网络容量的极大提升,5G的时延能够低于1毫秒,远比4G要更加稳定、流畅。因此,5G未来最典型的应用场景要数VR和AR的应用。目前的4G还难以支持VR、AR的实时传输,但是5G却能够支持其高密度的计算。
在智能装配制造、自动驾驶汽车、智慧医疗、智慧农业、工业互联网等对网络延迟很敏感的领域,5G的应用都可以带来变革性的影响。
2019年3月,一名三亚解放军总医院的医生,通过5G遥控北京301医院的机械手,为帕金森患者完成了开颅的手术。疫情期间通过人工智能大数据,5G辅助医生对CT进行读片,结合核酸检测,对新冠肺炎进行诊断,大大提升了效率。
物聯网,是指每平方千米至少100万台设备连接。而5G的特性,使其能够真正支持“万物互联”。感知、传输、存储、计算,是智慧城市建设必备的四大能力。5G将从移动传输、实时响应、室内外连续定位及创新应用四个方面助力智慧城市建设。我们要建智慧城市,就必须建起城市的数据模型,像深圳这样一个城市,包括马路上的车道线、下水道、地下管线,要完全跟实体世界一样,这将带来巨大的数据量,目前这种应用只能在有限的光纤环境下使用,还不能到移动端。而5G可以让其进入终端设备,惠及每个市民。有了5G,未来就可以让无人机在空中巡查时自动和三维模型相匹配。例如,对高峰期的路况进行快速感知和实时调度,对坏掉的公共设施进行快速处理,从而更好地服务人类。
同时,由于5G基站密度加大、频率提升以及天线的阵列,使得5G的定位能力、定位精度大大提高。4G的移动定位在百米级,卫星的动态定位在十米左右,而5G的精度可以达到亚米级,在0.7~0.8米左右。这意味着什么呢?
例如将5G用于抗击新冠肺炎疫情,如果有人感染了,他的移动轨迹可以由手机记载到亚米级的精度,我们就能对其进行跟踪,迅速知道他和哪些人有过密切接触,同时根据其他人的轨迹进行比对,判断出潜在的感染对象,让隔离和病毒溯源更加精准、高效。
3G出现后,人们有了移动手机、移动电子商务、微博、微信;4G出现后,我们有了扫码支付、共享经济、网约车、网络直播。根据移动通信的发展历史,5G的出现,除了以上这些,可能还会带来一些意想不到的应用。新一代信息技术赋能新应用,推进智慧社会的发展,支撑产业数字化,5G必将成为数字经济的新引擎。