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5G一周年,风景这边独好

来源:​中国建设报

作者:张佳丽

时间:2020-07-10

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2020年政府工作报告中提出,重点支持既促消费惠民生又调结构增后劲的“两新一重”建设,主要是:加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,拓展5G应用,建设数据中心,增加充电桩、换电站等设施,推广新能源汽车,激发新消费需求、助力产业升级。

5G作为专有技术词汇被写入政府工作报告,并被定义为领衔新基建的重要基础科技,这意味着在加强5G网络建设的同时,加快应用成为5G商用的另一重点任务。

2019年6月6日,工业和信息化部向中国电信集团有限公司(以下简称“中国电信”)、中国移动通信集团有限公司(以下简称“中国移动”)、中国联合网络通信集团有限公司(以下简称“中国联通”)和中国广播电视网络有限公司颁发5G商用牌照,这一年被业界定义为5G元年;2019年10月31日,中国电信、中国移动、中国联通共同宣布启动5G商用服务,并发布5G套餐,这成为5G浪潮的又一个里程碑;2019年11月1日,中国移动、中国联通、中国电信三大移动运营商正式上线5G商用套餐……回望2019年,这是5G概念从陌生到熟悉、5G基站从少到多的一年。随着5G技术的日趋成熟,行业应用也取得了长足发展。


商用一年 5G建设步履不停


“5G作为支撑经济社会发展的新型基础设施和重要战略资源,是推动新一轮科技革命和产业变革的关键驱动力量。”工业和信息化部信息通信管理局副局长鲁春丛表示,5G商用牌照下发一年来,在产业各方的共同努力下,我国5G商用取得积极进展:在网络建设方面,基础电信企业建成5G通信基站超过25万个,5G用户超过3600万户,预计今年年底,5G通信基站将超过60万个,覆盖全国所有地级以上城市;在应用创新方面,全国累计开展5G创新应用400余项,广泛涉及工业、交通、医疗等多个行业,在建5G+工业互联网项目超过600个。5G推动实体经济行业转型升级作用不断显现。

2019年10月31日,在5G商用牌照发布后的4个多月后,5G正式投入商用。不到3个月,新冠肺炎疫情来袭,5G网络建设面临挑战。“5G在疫情‘遭遇战’中是逆势开局的。”中国工程院院士邬贺铨如是说。

“在武汉抗疫期间,为了让全国人民能够实时了解抗疫一线的情况,中国移动在院区率先开通5G网络,并面向全国提供火神山医院、雷神山医院施工现场实况直播。”中国信息通信研究院泰尔终端实验室IoT行业首席研究员葛涵涛说。相关数据显示,观看火神山医院、雷神山医院建设现场高清直播的线上用户,同时在线数量最多时接近1亿户。此次直播的5G无线传输具有更高的灵活性,只要有信号就能直播,视角可随时变换,画面更清晰,传输信号也更稳定,满足了广大网民对火神山医院、雷神山医院施工现场的关注需求,也让全国人民感受到了5G技术的强大。

5G不仅满足了网民的“云监工”愿望,在火神山医院、雷神山医院的建设过程中也发挥了不可替代的作用。以火神山医院为例,1月25日火神山医院建设正式开工。第一时间进场的除了场地平整队伍和电力行业员工外,还有完成场地5G信号覆盖的技术人员。只有5G基站运行起来,各方施工人员的联络、办公网络才能建立起来。


强强联手 5G发力智慧城市建设


5G所代表的不仅仅是新一代的移动通信网络,更是打开通向“万物互联”的一把钥匙。5G商用后,相关应用场景可谓是遍地开花,智慧城市建设也是极大的受益者。现阶段智慧城市的主要任务之一就是探索城市基础设施的数字化和智能化改造方式,使城市真正具备感知和思考的能力,而5G低时延、广连接的特点则为信息的采集、回传以及处理提供了基础的技术支持。

数字化、网络化、智能化、智慧化,随着智慧城市建设的不断演进,建设的重点也在不断发生改变。而随着5G时代的来临,“万物互联”成为可能,城市生活的方方面面也在潜移默化地发生变化,智慧城市建设也将步入一个崭新的阶段。

葛涵涛认为,电力是城市的能量来源,对电网的建设与管理是智慧城市发展的重中之重。随着智能电网建设的不断深入,各类新能源、新业务开始大规模接入电力网络,控制信息由局部向全过程延展,信息采集呈现爆发式增长,业务通信需求逐步呈现出“高安全、低时延、高可靠、广覆盖、大连接”的特征,对无线通信网络的业务承载能力提出新的挑战。因此,迫切需要采用先进、可靠、稳定、高效的新兴通信技术予以支撑,实现智能电网业务接入、承载、安全及端到端的自主管控。

而5G技术的三大基础能力——增强型移动宽带(eMBB)、超高可靠与低时延通信(uRLLC)、海量机器类通信(mMTC)将有助于激发电力运行新型作业方式和用电服务新模式,实现电网业务智能化升级,促进电力新兴业务发展,从而使智能电网成为智慧城市之躯中不可或缺的“滚烫血液”。

不仅如此,在城市治理的基本单元社区里,5G也没有缺位。2013年以后,各地开始推动智慧社区建设。2019年,除新建智慧社区外,各地还启动试点型老旧小区智慧化改造升级。葛涵涛以北京市海淀区北太平庄街道志强北园小区为例,介绍了5G在老旧小区智慧化改造升级中起到的重要作用。

2018年,北京市海淀区提出“建设40个智慧社区”的目标。2019年7月,全国首个5G+AIoT(人工智能物联网)智慧社区在志强北园小区落地。1999年完成竣工的志强北园小区是一个拥有2100多户业主的老旧小区,除了居民住宅外还有养老驿站、幼儿园和宾馆等小区配套功能。据介绍,该小区与5G+AIoT相关的主要应用场景为安防监控、健康监控、社区服务、公共设施4大类。

以5G网络为基础,结合人工智能、大数据、物联网、云计算、传感网等技术,志强北园小区实现了智慧管理,提升了社区公共服务水平,居民生活更安全,社区管理更便捷。

在小区的“5G+AIoT智慧社区机房”里,监控大屏显示着各种智能物联网应用:消防感知、人脸感知、通行感知、井盖感知、垃圾桶满溢感知、一键报警等。位于小区南门入口处的5G高清摄像头,抓拍范围和画面质量较之以前有了大幅提高。

依托5G网络,遍布小区各个角落的智能终端为社区管理和居民日常生活提供了不少便利:垃圾桶满溢、井盖发生位移时,智能终端会自动报警;小区里70岁以上的老人如果24小时没有出门,智能终端会自动提示社区工作人员;突发灾情时,智能终端会自动规划施救路线,便于精准救援;居民在小区偏僻地点遇到险情,智能终端会自动预警。

在城市建设过程中,5G也发挥着重要作用。上海市浦东新区的一个工地上,VR(虚拟现实技术)安全行走交互体验、VR灭火、安全帽撞击体验等“黑科技”正保障着施工安全。

在建筑行业,监管体制不健全、安全事故时有发生、施工建设周期长等问题长期存在。5G智慧工地的诞生助力建筑行业转型升级,人工智能、云计算、物联网、行为识别技术等前沿技术,为建筑工地管理提供了多重保障。

葛涵涛表示,近年来,随着BIM(建筑信息模型)及无人机测绘技术的广泛应用,建筑工地已向数字化方向快速发展。在5G商用后,通过5G技术,工地可以自动采集不同施工场景的数据,包括现场施工作业的高清视频和照片、塔吊作业情况、设备和人员的各类数据等。如此一来,管理人员就可远程了解工地施工进度和施工质量。当出现险情或人员违规操作等现象时,5G监测系统会将信息推送到相关负责人手机上,相关负责人可第一时间在手机上查看具体情况并进行处置。此外,部分施工单位还将5G应用和安全教育相结合,开展了远程VR全场景安全体验教育及开发了特种车辆远程驾驶功能等。


旧瓶新酒 5G赋能传统行业


随着政府工作报告中“两新一重”建设的提出,新基建建设按下了“快进键”。邬贺铨表示:“5G在新基建中起到了领跑作用,以5G为代表的新一代信息基础设施是新基建的支柱,5G是新一代信息基础设施各种技术的融合器,通过5G可以把新一代信息基础设施应用到传统产业上。”

5G因为工业互联网而有了用武之地,工业互联网也因为5G而能够适应现代工业化的要求。邬贺铨说:“5G不仅让物联网、超清视频、车联网‘上云’,而且实现了与云计算、大数据、人工智能的融合,实现载物‘上云’融智赋能。”5G的高速率、低时延、海量连接等特性能够满足工业互联网的连接多样性、性能差异化以及通信多样化的网络需求,显著增强工业互联网产业供给能力,为工业互联网跨越式发展提供了坚实的技术保障,全面支撑工业互联网新业务、新模式的创新发展。

在一些救灾、抢险或高危区域作业时,5G技术可以与工程机械作业有效结合,即使远在千里之外,通过5G网络也可以远程操控挖掘机作业。近百年来,矿井作业一直是危险性较高的一项工业作业。因此,人们不断探索,期待有更加安全、智能、自动的采矿方法。

以全球三大钼矿之一的栾川钼矿为例,由于长期洞采挖空,目前在栾川钼矿区进行露天开采已非常危险。2019年年初,5G通信基站在栾川钼矿区建成,一台挖掘机作为原型机被研发人员联合改造。改造后的挖掘机,在5G网络的支持下,可以执行远程指令,驾驶员即使身处千里之外,也仿佛置身现场,每一个指令都迅速到位,操作误差也被控制在10厘米以内。

5G通信基站的建立使得无人采矿作业的精准度、稳定性和工作效率大幅提高。据悉,栾川钼矿区已经安装了6个5G通信基站,部分无人采矿设备应用5G技术已经调试成功并投入使用。

对矿业而言,5G智慧矿山的到来让智能高新技术和全套矿山自动化设备能够对采矿过程实时动态监控,将矿山生产维持在最佳状态和最高水平,最大限度提高生产效率。

“5G支撑产业数字化,是数字经济的新引擎。”邬贺铨认为,5G可以很好地应用到各个垂直行业,覆盖到生产制造的所有环节。例如,基于数学建模、协同设计、机器视觉等技术,可将5G应用于产品质检等,实物和网上的镜像能够实现有效的协同;5G还可以用于供应链管理和市场管理等。

“5G领航新基建,将促进信息消费惠及民生。”邬贺铨说。从网上教育到“云上文旅”、远程会诊、生态防护,再到基于5G+区块链实现食品溯源,5G正在带给人们实实在在的便利和好处。通过5G,车联网得到快速发展,智能交通得以有效实现;通过5G,安防系统的精准度得以提高;通过5G,无人机的高清摄像头可以完成环境检测,包括对农作物的土壤环境、生长状况的监测。

而在信息消费领域,5G也正在发挥有效拉动作用,成为信息消费的催化剂。以现在火热的“云上文旅”为例,通过相关设备,游客可拥有“随身导游”。在“随身导游”的指引下,游客可以轻松了解到与旅游景点相关的风土人情、历史典故等。

现阶段,5G与垂直行业相融合的未来发展方向已成业界共识。经过2G、3G和4G的积累,5G具备了更加完善的产业生态,可以更好地为垂直行业开源节流。目前,我国多个城市正在进行5G与垂直行业融合的业务实验,未来,进一步做好5G技术创新和标准化工作、促进产业高质量发展仍是需要努力的方向。


克难制胜 5G加速建设正当时


“中国5G发展的速度超出了预期。今年3月,全球移动通信系统协会(GSMA)对中国5G发展进行了预测,与2019年3月的预测相比,此次预测大幅度调高了对中国5G发展的预期,预计今年中国5G通信将占全球5G通信的70%以上,到今年年底,中国5G通信将占全国移动通信的47%,这个数据远远超过了全球领先国家水平。”邬贺铨说。

但现阶段我国5G网络建设仍存在成本较高的问题。如何实现5G网络降本增效呢?邬贺铨认为,与4G相比,5G带宽较宽,这就导致了一方面微通信基站数量增多,另一方面总耗能变大。因此,5G建设的投资成本也随之增加。他表示,在充分利用现有4G站点的同时,5G通信基站也需要逐步增加,而这需要社会各方面、各界共同支持运营商的5G建设。

此外,我国的5G行业应用正逐渐从单一化业务探索、试点示范阶段进入复制推广阶段。中国信息通信研究院副院长王志勤认为,现阶段,建设5G精品网络是基础,繁荣5G融合应用既是5G发展的重点,也是5G发展的难点。一方面5G面向行业应用的技术产业需要不断完善,特别是5G网络与行业应用要实现精准匹配;另一方面,要实现应用的规模发展,需要创新5G应用商业模式、形成融合应用解决方案。而上述难点是5G商用初期全球共同面对的问题,也是未来工作的目标和方向。

要解决上述问题,王志勤表示,需从以下几方面着手:

一是提高网络供给侧能力,满足行业应用需求。首先是提升5G自身行业支撑能力,攻克“端到端”网络切片标准及应用,实现边缘计算解决方案落地,推动5G行业模组规模化发展。更为重要的是,能够提供满足行业需求的网络解决方案,开展5G行业虚拟专网研究与试验,推动“5G+工业互联网”512工程,降低行业网络部署门槛。

二是提升应用创新能力,促进融合应用落地。推动5G与新一代信息通信技术深度融合,与人工智能、云计算、大数据等新技术协同创新,与高清视频、工业互联网等产业协同发展。

三是强化5G应用标准,探索共赢的合作模式。在进一步制定5G及增强技术与产品标准的同时,加快融合应用标准化工作,推动5G与工业互联网、医疗、车联网等领域融合标准体系与合作机制,建立跨行业的联盟、创新中心及实验室等科研体系与产业协作平台,围绕技术标准、产品研发、应用推广形成跨行业产业协同,培育5G复合人才,形成“大生态系统”。

中国通信企业协会会长苗建华则认为,与5G相关的其他企业如设备制造企业、光电缆生产企业等也在为5G网络建设作服务、作贡献,对此类企业需要给予一定的支持。


乘风破浪 5G将会带来更多新价值


邬贺铨说,值得注意的是,“云”办公、“云”课堂等应用在疫情防控期间普及开来,人们的态度也从“被动适应”转为“主动拥抱”。疫情过后,“上云赋能”这些服务将继续促使人们减少交通出行,节约时间成本,仍然会得到大家的青睐。

疫情加快了5G产品的增速,预热了5G技术的应用,培育了用户的应用习惯。5G和物联网、数据中心、人工智能和工业互联网等融合构成了新一代信息基础设施建设,成为新基建的重要组成部分,而新基建又加快了5G网络部署,开拓了5G广阔的应用空间。同时,5G也推动着智慧社会的发展,增强数字产业化、支撑数字产业化,也将成为数字经济的新引擎。

未来,5G将带来更多新价值。与4G相比,5G的意义并不是只多了一个G。它是通信行业向前迈出的一步,更是一场“端到端”的跨行业革命。受益于通信、计算以及垂直行业相互融合带来的乘法效应,5G将带来无人驾驶、智能家居、智慧城市等新一代体验,为各行各业创造新的商机。同时,5G将开启数字经济新篇章,推动经济社会全方位变革,为产业转型升级和经济高质量发展注入强大动力。


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