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什么是5G?并非所有人都了解这个“G”具体所指,也并非都了解5G(5th Generation)是全称第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术。但这个由数字5和英语字母G组成的新名词,已经是网络知名度很高的热词。
提到5G,许多人的第一感觉是它的网速比4G更快。常接触科技报道的人或许说得出它可在一秒钟的时间下载多少部电影。此外关于5G,近期最多的信息几乎都是华为公司的有关新闻——这个被打压和正面“硬刚”的企业典范,让国人的民族情怀大振。5G是中国科技进步的标志,随着“贸易战”相关信息铺天盖地的传播,在人们心目中,它某种程度上又成了代表国家尊严的一个符号。
整个“地球村”联系日益紧密的今天,“共商、共享、共建、共赢”本应成为普世价值的“硬核”原则,但很可惜,华为在国际市场上遇到了非市场因素的干扰和打压。作为中国科技进步的结晶,促进经济发展和互联互通的5G,会不会成为一个国家打压另外一个国家的牺牲品?它将给我们的经济发展和社会生活带来怎样的影响?“一带一路”国家和地区的人们,尤其正处于求学和就业关键时代的青年,该如何面对5G带来的时代机遇呢?
带着一系列问题,本刊记者对全国政协委员、中国联通研究院院长张云勇进行了专访。以下内容为专访实录。
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美国的5G远远落后于中国
本刊记者:美国为什么阻挠中国5G技术的发展?
张云勇:在核心技术竞争层面,5G已成为中美之间差距最大的技术领域之一,在核心产品、网络覆盖、应用、技术标准等方面中国处于领先地位。加之5G相比较4G不仅是通信能力的提升,更能带来整个社会生产力升级的新动能,战略意义重大。仅凭借竞争,目前美国无法跟上中国5G技术的发展节奏。
首先,和中国相比,美国缺乏5G通信设备厂家,早期在1G和2G时代有摩托罗拉等公司,3G、4G时代在标准上做出了失误的选择,包括专注做CDMA形成孤岛,最终导致这些厂商被淘汰。5G时代目前全球只剩下4个主要厂家做5G网络设备,包括中兴、华为,欧洲的诺基亚、爱立信。
其次,美国的移动通信频谱资源不足。移动通信中,频谱资源至关重要。好比修路筑楼的工匠技术一流,但没有土地难以施展技能。中国拥有优质的移动通信频谱资源,覆盖低频700MHz、600MHz,中频2.5GHz、2.6GHz,高频还有3.5GHz、28GHz,频段覆盖范围广。而美国可用于移动通信的频谱资源相对匮乏,这源于3G、4G时代频谱资源的过度拍卖,导致如今5G时代其只能选择高频,如28GHz。同时,频谱资源有优劣之差,频率越高穿透力越弱,覆盖能力越差,部署成本越高。例如4G基站信号覆盖半径是5百米,即使在3.5GHz频率下,信号覆盖的半径也能达到250米,但是到达中高频,如6GHz、28GHz,信号的穿透力就变得极弱,大大提高了网络覆盖的成本。因此美国在资源和技术上均不占优势,以至于FCC——美国联邦通讯委员会经过长时间研究,仍无法拿出具有竞争力的5G发展方案。近期传闻美国要直接跨过5G发展6G,个人认为6G仍然停留在概念阶段,和5G相比缺乏规模商用的优势。
此外,美国电信企业都是私营企业,而我国电信企业承担着更多社会责任。美国企业不会投太多钱用于5G的网络建设。美国全部基站仅18万,而我国现在4 G基站已达500万,比其他所有国家的4G基站数总和还多20%。我国的移动通信服务无论是覆盖还是网络质量都领先全球。
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中国5G不必担心美国的制裁
本刊记者:美国的制裁对中国5G技术的发展会不会造成致命的影响?
张云勇:我国在5G方面已取得领先优势和持续动能,不必担心美国的制裁。5G系统由三大部分组成,一部分是业务应用,一部分是网络系统,一部分是终端。
业务应用方面,中国对于创新业务一直是探索中不断前进,在发展中改革,在改革中发展,始终保持着动力。比如中国的移动支付使用率全世界第一,已经覆盖到生活的点点滴滴。
网络方面如前述,无论是5G设备厂商还是运营商,我国拥有一流的设备、网络和人才。
终端和芯片方面,尤其是芯片和操作系统受到一些影响。目前全球智能终端的研发和生产主要在国内,美国的芯片制造公司对中国全终端产业链依赖度较高。如果制裁中国企业禁止使用美国上游芯片技术,由于芯片企业对于现金流要求极高,其作为供给端受到的影响远远大于需求端。因此很多上游美国企业也正在积极游说呼吁解除对中国企业的制裁限制。
操作系统层面,目前中国企业正在自主研发新一代操作系统,在技术上已经具备商用条件。其中最大挑战是如何获得与当前主流操作系统体量相当的应用生态,这通常会是一个漫长的积累过程。但因为贸易摩擦,未来这个过程或将加速并实现突破。
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5G辐射比4G大? 不!
本刊记者:有人提出,5G基站密度高、辐射大,会危害人们的健康,真实情况是这样吗?
张云勇:前一阵有言论提到5G时代的基站密度高,毫米波、高频将对人体产生很大危害。这一结论目前还缺乏依据。首先电磁辐射广泛存在人们生活当中,包括电灯、微波炉等都会产生电磁辐射。根据电磁波频率的不同,电磁辐射分为电离辐射和非电离辐射,真正有危害的辐射是电离辐射。而无线通信的频率是采用非电离辐射的频率,未来5G中使用的Sub-6频段,即低于6GHz,和我们日常家中Wi-Fi网络的辐射基本相当。即使未来在高频如24GHz上部署5G,基本上是无害的。
5G基站分为两种,一种是宏基站,即发射功率和覆盖面积均较大的基站,另一种是微基站,可以在塔杆上部署。宏基站的发射功率肯定比4G的宏基站要大。但5G的基站有五分之四是微基站,和4G不一样。微基站的功率在100瓦左右甚至更小。形象的讲,4G是一个暖气片集中供暖,而5G则像是散热更加均匀的地暖,经过均匀分布,其辐射将比4G更小。同时,中国是执行电磁辐射标准最严格的国家,这方面无需过度担心。
从辐射来源看,对于个人而言一部分辐射来自基站,更大一部分来自手机。手机的辐射和基站信号强度成反比。手机平时正常工作时使用最低的功率在工作。在发射信号、寻找基站、附着网络后就稳定在这个最低水平。如果手机找不到基站,比如基站密度不足导致信号过差时,那手机功率将加倍,辐射也随之加大。例如在郊区等信号弱的地方,手机会加大功率工作,甚至出现发热等情况。因此,未来5G网络建设基站越多,覆盖越平均,对个人而言手机辐射越小。
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5G会带来哪些改变?
本刊记者:5G时代网速大大加快,将给人们的生活带来哪些方面的重要影响?
张云勇:5G不仅是网络大大加快,更将实现人与物、物与物的万物互联时代,它的三大场景:增强移动带宽(eMBB)、超高可靠超低时延(uRLLC)和海量物联(mMTC)将给人们生活带来深远影响。eMBB增强移动带宽,顾名思义是针对3D/超高清视频、高清语音、云游戏、VR/AR等大流量移动宽带业务;uRLLC超高可靠超低时延通信,针对时延要求更高、可靠性更高的工业互联网、自动驾驶、移动医疗等业务;mMTC海量物联是大连接物联网,针对大规模的物联网业务,比如智慧城市、智能物流、智能家居、智能制造等。
正所谓 “4G改变生活,5G改变社会”。一方面5G技术将促进我们的生活方式向数字化、智能化方向发展,从娱乐、社交、医疗等很多方面提升感知与体验,比如支撑远程AR/VR应用,建立全息人像通信,提供定制化精准化的个性服务。
同时,5G技术将促进工业领域生产经营方式向更加智能化、协同化、个性化方向发展,驱动自动化生产向智能化制造转型,从而推动工业3.0向工业4.0演进,实现工业生产数字化升级。
此外,5G还将改变社会的治理方式,实现智能化、数据化、透明化、高效化、去流程化,真正落实“数据多跑路,群众少跑腿”。5G将为政府提供高速广泛、安全可靠的连接基础,将为政府的管理与决策提供数据保障,充分提升政府在各行各业的智能决策与数字化管理水平。
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5G和4G共存周期需要10年
本刊记者:现在国内有2G、3G、4G、5G,有人把这4个系统并存的现象称为“四世同堂”,这在管理上会不会存在一定的难度?
张云勇:上世纪80年代,电话刚开始普及使用,人们使用的是模拟、仅限语音的蜂窝电话标准,被称为“第一代移动通信技术”,也叫“1G”,代表设备是大哥大,只能打电话。后来欧洲人研制出了第二代通信技术GSM(Global System For Mobile Communications),俗称2G,美国人随后又研制了CDMA,俗称2.5G,各有所长,为了实现GSM由2G网络到3G网络的平滑过渡的需求,专门负责3G的组织——3GPP应运而生。移动通信系统接下来又发展到4G、5G。
需要注意的是,5G初期主要是在数据业务的速率等指标有大幅提升。用户拨打电话将回落到4G、3G或2G网络上。不同的运营商的网络演进路线有所区别,用户接打电话可能回落到2G、3G或4G网络上。未来5G网络规模覆盖后将承载包括语音和数据等全业务,但这需要一个演进的时间,可能是5至10年的过程。运营商的网络确实会比较复杂,但是可通过通信人的不懈努力保证网络服务质量。
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5G在“一带一路”上的机遇和挑战
本刊记者:5G在“一带一路”国家和地区将面临哪些机遇和挑战?
张云勇:中国通信技术很早就走出国门,堪称是国家级名片,早已得到国际市场的肯定。华为等中国通信企业的国际化起步比较早,很大一部分是国际业务。但众所周知它们也遇到一些挑战,比如部分国家对中国企业产品销售进行封锁,对中国企业断供,包括技术服务和元器件,甚至在一些科研领域也切断中国企业与高校、科研机构的正常科研活动,等等。短期看,或将对这些企业造成产能受损,减缓中国高科技领域的发展步伐,甚至中国企业的形象遭到抹黑,一些企业还不得不接受高额的罚款和不合理的业务监视。
但我们看到目前中国企业正在努力克服这些挑战,包括:继续采取开放共赢的合作态度,持续吸引国际高水平人才,提高格局,融入世界;同时坚定持续引进高水平科技产品,维护对企业自身有利的供应链管理。与此同时,他们努力加强业务连续性管理,加快自主研发核心技术(芯片、操作系统等),培育自主可控的全产业链研发和生产体系。此外,还有正确引导媒体,形成积极的舆情氛围,积极承担社会责任,提升中国企业形象。相信中国企业能够克服这些挑战,迎来机遇,不仅在通信行业继续响应国家“一带一路”号召走出国门,而且可以通过5G向更多的制造型企业,服务型企业赋能,帮助他们产品搭载5G通信能力出海全球,在国际市场实现共赢。
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5G时代,“一带一路”青年如何选择学习和事业的方向?
本刊记者:5G时代,“一带一路”青年如何选择学习和事业的方向?您有什么建议?
张云勇:“一带一路”青年会有很多机会,比如在5G领域,优秀青年可以做关键技术研发,普通青年做有技术的工匠。现在我们要加快5G商用步伐,5G方面存在很大的人才缺口,仅有通讯行业技术人员是不够的,还需要大量钻研基础研究的高端人才。期待我们的教育体系能够在5G时代输出更多青年人才。
我们常讲国防安全,最好的国防是教育。“一带一路”青年要弘扬科学家精神,尊重科学、崇尚科学,在基础科学、基础研究包括数学方面进行持续积累。5G虽然是热门,但它对于人才的要求仍然是基于扎实的科研素养。在我看来,青年们要在学习和工作中发挥工匠精神,争当技术的研发者,而不仅仅将眼光局限在当下的热门专业。
在创业机遇方面,5G的网络将是扁平化、高效化的,将加速整个社会的数字化智能化进程,将释放新一轮技术红利。5G就像一个大学,值得投入研究的方向十分广阔,5G应用开发上线周期将大大缩短,某种程度向全社会营造了一个创业平台,运营商也将借此切实践行赋能全行业的社会责任。“一带一路”青年一定要立足本国的优势产业,要结合未来的产业寻找创新机会,要有文化自信,不要妄自菲薄。最后,建议青年通过相关技术论坛的等多种方式,充分利用好5G平台,积极促进彼此的交流与学习。
监制:张红霞
编辑:岳零然