邬贺铨院士：5G开启互联网发展的又一关键期

 

1月12日，中国信息化百人会顾问、中国工程院院士邬贺铨在“2020科技风云榜”上发表题为《5G的2020年及展望》的主题演讲。邬贺铨认为，5G的商用展现了互联网发展的新一轮黄金时期，也是传统企业数字化转型的关键时期。作为新一代信息技术无缝融合的纽带，5G打通了数据从采集、传送到分析、决策的全过程，强化了数据作为生产要素的作用，成为数字产业化和产业数字化的引擎。目前我国5G的网络覆盖有待扩展，与5G配套的内容开发和产业生态亟需完善，社会和与经济领域的新动能价值尚未充分发挥。新基建将加快5G网络的部署，并开拓更大的应用空间。

 

以下为演讲全文：

 

5G的2020年及展望

邬贺铨

 

尊敬的各位领导、各位来宾：

 

大家好！很高兴参加新浪科技主办的2020科技风云榜。我的发言题目是《5G的2020年及展望》。

 

中国的5G实验室是2019年10月31号正式启动商用，但是真正的商用网络建设规模化还是在2020年。2020年，新冠疫情催热了对5G的需求，中国的新基建战略加快了5G的建设力度。去年，中国的5G建设就直接走进了独立组网的阶段。到去年年底，中国新增5G基站58万座，累计达到了71.8万个，5G的连接数超过了2亿，居全球首位。据GSMA预测，在2020年年底，中国的5G占到全球5G连接数的85%。右图显示全球5G连接数，从2020到2025整个预测发展的过程。红色的是中国，可见中国的5G在全球5G中占据举足轻重的位置。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

中国工信部宣布在2021年中国将再新建60万个5G基站。5G实现了新一代信息技术的无缝融合，我们走过了第一代移动通信，是模拟的，一个蜂窝小区依靠频率的不同区分用户。以GSM为代表的2G是数字的，以时间的不同区分用户。3G都是CDMA，以码道的不同区分用户。4G把频率的、时间的、码道的多重因素复合起来，提升峰值速率到了100M。5G多址方式是4G的演进，当然5G将峰值速率提高到20个G。但未来还有6G。

 

5G主要依靠无线技术，是超密集的组网，把蜂窝做得更密，大规模天线，把空分复用的因素综合进来，全频谱接入，增加更多频率的利用，还有物理层的改进。使得5G实现了增强移动宽带、高可靠低时延、广覆盖大连接，事实上除了无线技术，5G在网络技术上面也突出了云化、虚拟化、网络切片。5G跟4G比，在多项性能上有1到2个数量级的提升。5G虽然是个无线技术，但是它的高宽带、低时延、大连接、高可靠，把云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链以及工业互联网等新一代信息技术无缝地融合，打通了数据从采集、传输、存储、处理、分析、决策的全过程，发挥了数据作为生产要素的作用。

 

5G助力云网边端，协同数据处理，借助5G的传输，终端的计算可以向—云—端迁移，终端不需要下载核心软件，降低了终端的成本，即插即用。而且云—边—端数据的协同会降低延时，改进用户体验。举例，像VR的视频，如果仅靠手机来实现渲染，整个手机会发热，而且用户体验效果不好，会卡顿。现在手机跟边缘计算，跟云计算的合作，手机负责前景，变化比较快的交互，AI计算负责背景以及云负责整个综合的处理，我们从以下的小视频可以看到，左图是手机渲染的效果，它每秒职能5到7帧，变化比较慢。右图是云—边—端的协同，它每秒可以实现58到60帧，用户的体验得到很好的改进。这种应用不仅在消费，在工业互联网、车联网等场景也需要云—边—端的协同。根据IDC的预测，未来将有超过50%的数据会在边缘上来处理，5G还推动物联网发展到宽带大连接的智能网。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

2016年国际上通过的MBIOT窄带物联网标准，它能支持20K比特和250K比特每秒的信道，但这是窄带的。而大量的物联网应用要求宽带，现在5G可以实现100M比特每秒的物联网信道，而且5G还能支撑1平方公里100万个传感器联网。更进一步我们可以把物联网的芯片、物联网的操作系统嵌入到物联网终端，使得AI跟IoT结合，变成AIoT，我们叫智联网。还可以把区块链嵌入到物联网里头，使得物联网接入认证、数据加密和授权安全得到更好的保障。 

 

通过5G的连接，我们不仅上网、上云，还可以上链。从网络互联到数据互联，以及价值互联；从物联网到智联网，到信联网，从万物互联到万物智联，到万物信联。

 

5G开启了超清视频的时代，我们现在高清视频是2K，未来我们还要发展到4K、8K。8K和2K比不仅是分辨率提高了16倍，帧也从原来每秒25帧到120帧，每个像素的比特数从8比特到16比特，视宽、视域也大大增矿。PPT上黄色的“三角”显示的是原来高清视频的视域范围，“黑三角”则是8K视频的视域范围，它已经接近激光电视。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

5G的高带宽和低时延实现了高清视频的实时远端直播，5G支持超清和高运动速度的视频直播和3D视频的应用。5G本身可以同步运动场上多个机位的摄像头，同时把多个机位的信号同时传到外边，让场外的观众都像场内观众一样随心所欲看某一个角度的视频。当然这多个机位的视频也可以在后台重新合成为一个360度的视频。5G的高运动速度特别适合于高速运动，像2022年的北京冬奥会，我们在高山滑雪运动员的头盔和雪橇上装上5G的摄像头，场外的观众就可以跟运动员一样感受到高度、难度、温度、速度，高山滑雪的运动速度是每小时250公里，三维视频因为5G而可以变得有更多的应用场景，现在3D通常都是降低一半清晰度，左眼一半、右眼一半。所以，只有到8K的视频，三维视频才能得到类似4K这样的清晰度，甚至比4K更好一点，而普通的2K视频清晰度降一半，那效果就打折扣了。

 

5G还激活虚拟现实、增强现实的应用，比如说国铁南昌机务段，让高铁的司机戴上5G和VR的头盔眼镜，模拟出高铁行车过程中可能面临的场景来训练司机。戴利用5G+AR/VR的眼镜，我们可以实现机器视觉质量检测，可以模拟教学。在消费领域，5G+VR也可以做到我们在电商平台上购物的时候，可以在手机上看到自己穿上选中的衣服样子的虚拟景象。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

当然更多的应用5G是在工业上，5G把工业生产的各个环节关联起来，实现了数据的全程盘活。PPT上显示的几个小视频，包括数学建模、协同设计、智能制造、机器视觉、数字卵生、供应链管理、市场管理，但5G的关键性能现在还没有完全把它开发利用起来，比如说超宽带，现在中国电信跟中国联通联合建网，可以有200M的载波，合起来可以支持峰值速率到2.7Gbps。未来使用毫米波的频段，峰值速率还可以到20个G。这样可以实现什么呢？可以实现在生产环节利用激光视频扫描机器零件，生成一个实际的三维模型，然后通过5G传到后台，跟预存的理论三维模型比对，可以精确地检测产品的质量。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

前面说5G+AR/VR的眼镜，可以很好地实现机器视觉产品质量的检测。

 

5G的另一个关键性能是低时延，它在高可靠应用环境、场景可以做到0.5毫秒。

 

除了5G+VR来培训高铁司机以外，我们工业上电机跟PLC之间合并成逻辑控制器之间，它的时延要求需要低于0.25毫秒，车联网的要求，L4阶段要1到10个毫秒。特高压电网要求低于3毫秒。这些都希望5G的低时延来支撑。

 

5G还有一个能力是定位。对于80%的终端，水平室外定位的精度大概10米。室内定位垂直的精度是3米，垂直精度跟我们现在的卫星导航定位已经相当了。室内定位精度，不论垂直和水平都优于3米，而现在卫星导航是做不到室内定位的。

 

新的一年5G的标准还会演进到L17，它的定位精度会进一步提升到0.3米。这种定位能力在自动驾驶、码头装卸、室内定位上都有很好的应用。

 

5G还有一个特点是可靠性。它的高可靠性的指标能优于99.9999%，主要是在什么情况下应用呢？远程驾驶、自动泊车、特高压的电网以及一些高可靠的机械加工。这些5G的性能在2020年可能有些会有点应用了，但是大部分还没有真正把这些5G的关键性能在应用上体现出来。我们相信5G的优异性能会开创“两化”数字化、智能化转型的新业态，会推动“两化”信息化、工业化融合的新内容。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

5G会营造创新业态的平台

我们说2G全球是1991年商用，中国是1994年。2G的数字终端能力带起来了短信、手机的QQ、支付宝。3G全球是2001年开始的，中国是2007年开始的，3G的数据传输能力催生了智能手机、移动电子商务、微博、O2O以及微信。这些应用都是在3G开始的时候没想到的。4G全球是2010年开始的，中国是2013年，4G的宽带能力带起来了扫码支付、共享单车、网约车、共享电商、移动智能搜索，还有短视频。这些应用也是4G出现以后才起来的。

 

5G，中国跟全球发达国家同步地在2019年5G商用，5G的云端智能融合能力，我们现在预见到5G会带起来超清视频、虚拟现实、智联网、工业互联网、车联网。但是实际上未来5G的应用远远不限于此，为什么呢？根据移动通信发展的历史，移动通信的新业态是网络能力具备以后催生的，5G一定会产生出现在还想象不到的新应用。

 

5G的潜力有待发挥，在垂直行业的应用还会激发出更多、更大规模的新业态。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt)

 

不仅5G，人工智能也会因为5G而得到更广泛的应用，麦肯锡曾经预见，2035年人工智能会为全球GDP增加1.2个百分点，对应经济产出增加13万亿美元。埃森哲预见，2035年人工智能使全球利润率提高38%，相当于经济增长14万亿美元。

 

我们看到PPT右下图绿色的部分，表示各个国家GDP的增长，没考虑人工智能。蓝色部分是附加了人工智能的贡献。同样，埃森哲预测到2030年工业互联网能够为全球经济带来14.2万亿美元的经济增长。

 

 

（图片来源：邬贺铨院士演讲ppt）

 

5G跟人工智能、工业互联网三者的结合，分别带来13万亿美元、13万亿美元、14万亿美元。尽管有些对应2035年，也有对应经济产出和GDP，从保守一点计算，都算到2035年，把GDP也算成经济增长，5G、人工智能、工业互联网会在2035年使全球经济贡献增长40万亿美元。

 

中国信通院对数字经济的发展也有一个预测。2019年信息技术直接贡献相当于数字产业化部分占GDP7.2%，信息技术在传统产业应用带来的附加值相当于产业数字化部分，是29%。两者加起来，2019年达到36.2%，也就是说占GDP三分之一以上。现在5G的商用标志着我们国家互联网发展的又一个关键时期，中国互联网走过了26年，经历了四次大的磨炼。一次是2000年网络泡沫的破灭。第二次是2003年“非典”的暴发。第三次是2008年国际金融危机的暴发。第四次就是这一次新冠疫情的暴发。再加上以中国网络科技企业为打压对象的逆全球化的脱钩，这对我们国家是又一次严峻的考验，总是有互联网企业等不到新时代的到来就被大浪淘沙或者错失了发展机会。但每一次也预示着新的机会，而且危机过后开启了新的网络时代。现在5G的商用其影响将比移动互联网的到来更深远，只有敏锐地抓住潮流趋势，加快创新驱动、业务转型的企业，才能开拓新的蓝海。我们国家14亿大众是中国互联网航船的压舱石，中国高质量发展新格局将开拓互联网更大的发展空间。5G的商用更展现了互联网发展的新一轮黄金时期，也是传统企业数字化转型的关键时期。

 

最后，5G的商用无疑是2020年全球科技与产业发展的一件大事。中国的5G部署走在了全球的前面。5G作为新一代信息技术无缝融合的纽带，打通了数据从采集、传送到分析、决策的全过程，强化了数据作为生产要素的作用，成为数字产业化和产业数字化的引擎。

 

5G开启了互联网发展的又一个关键时期，目前我们国家5G的网络覆盖有待扩展，与5G配套的内容开发和产业生态急需完善，社会和与经济领域的新动能价值尚未充分发挥。

 

新基建将加快5G网络的部署，并开拓更大的应用空间。5G发展的前景广阔，但需要持续地创新去实现。

 

谢谢大家！

 

（来源：新浪科技）