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第四次工业革命•5G

日期: 2019-12-24
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                                                             第四次工业革命•5G

                                                                  2019-12-24 青野云麓


第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成,作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。


2019年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,并于11月1日正式上线5G商用套餐。


 

第四次工业革命•5G



5G网络的主要优势在于,数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10Gbit/s,比当前的有线互联网要快,比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。


那么,5G到底有多快?


就手机网络技术,大部分人对上世纪90年代的2G,到2010年左右兴起的4G都有深刻的感受,记得2G网络时代,下载一个几M的音乐都需要等待较长的时间。如果让使用4G网络的的人返回使用2G网络,苦不堪言这个词一定是个合适的形容。那么,呼之欲出的5G网络能有多快呢?


具体而言,5G的网络能支撑人们使用传输大量数据的一些服务,例如可穿戴设备掌上AR和VR设备的使用,这些设备每秒可能需要上百兆甚至上G的数据。当网速达不到要求,就会发生缓冲,也就是人们在电脑上观看视频时出现的“缓冲中……”,这回大大降低使用体验。


当然,上面提到的仅仅是一些娱乐活动中对5G网络的使用。而在一些物联网中,网络延时会造成严重的后果,例如,工厂中的机器人使用网络进行传输信号中,若发生超时,会造成不必要的混乱;一些实时性较强的网络传输要求是毫秒级的响应,例如自动驾驶等。


接下来,就要说一说人们常常用来形容5G网速的例子了:下载速度。5G时代,理论上最大的传输速度是每秒2.5G,看看你电脑上大约5个G的视频,在那个时代,仅仅需要2秒就能下载完毕。是不是有一种看视频的速度赶不上下载视频速度的无力感啊?


你的生活、工作,甚至是娱乐都可以完全交给云技术来处理,即便你想播放一个4K视频,10Gbps的5G网络也能够轻轻松松做到即时播放。大型游戏也会因为高速率、低时延变得更流畅,也可以在线观看高清大片,足不出户在家模拟滑雪等场景。


这将重新定义人们的生活。


 

第四次工业革命•5G



5G的基本特点


 (1)高速度


网络速度提升,用户体验与感受才会有较大提高,网络才能面对VR/超高清业务时不受限制,对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用,意味着用户可以每秒钟下载一部高清电影,也可能支持VR视频。


(2)泛在网


随着业务的发展,网络业务需要无所不包,广泛存在。只有这样才能支持更加丰富的业务,才能在复杂的场景上使用。泛在网在广泛覆盖和纵深覆盖两个层面提供影响力。


广泛是指我们社会生活的各个地方,需要广覆盖,如果覆盖5G,可以大量部署传感器,进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测,将非常有价值。


纵深是指虽然已经有网络部署,但是需要进入更高品质的深度覆盖。5G的到来,可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。


一定程度上,泛在网比高速度还重要,只是建一个少数地方覆盖、速度很高的网络,并不能保证5G的服务与体验,而泛在网才是5G体验的一个根本保证。


(3)低功耗


5G要支持大规模物联网应用,就必须要有功耗的要求。这些年,可穿戴产品有一定发展,但是遇到很多瓶颈,最大的瓶颈是体验较差。现今,所有物联网产品都需要通信与能源,虽然通信可以通过多种手段实现,但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量,就很难让物联网产品被用户广泛接受。如果能把功耗降下来,将能大大改善用户体验,促进物联网产品的快速普及。


 

第四次工业革命•5G



 (4)低时延


5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流,140毫秒的时延是可以接受的,但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就很难满足要求。5G对于时延的最低要求是1毫秒,甚至更低。


无人驾驶汽车,需要中央控制中心和汽车进行互联,车与车之间也应进行互联,在高速度行动中,一个制动,需要瞬间把信息送到车上做出反应,100毫秒左右的时间,车就会冲出几十米,这就需要在最短的时延中,把信息送到车上,进行制动与车控反应。


无人驾驶飞机更是如此。如数百架无人驾驶编队飞行,极小的偏差就会导致碰撞和事故,这就需要在极小的时延中,把信息传递给飞行中的无人驾驶飞机。工业自动化过程中,一个机械臂的操作,如果要做到极精细化,保证工作的高品质与精准性,也是需要极小的时延,最及时地做出反应。这些特征,在传统的人与人通信,甚至人与机器通信时,要求都不那么高,因为人的反应是较慢的,也不需要机器那么高的效率与精细化。而无论是无人驾驶飞机、无人驾驶汽车还是工业自动化,都是高速度运行,还需要在高速中保证及时信息传递和及时反应,这就对时延提出了极高要求。


(5)万物互联


传统通信中,终端是非常有限的,固定电话时代,电话是以人群为定义的。而手机时代,终端数量有了巨大爆发,手机是按个人应用来定义的。到了5G时代,终端不是按人来定义,因为每人可能拥有数个,每个家庭可能拥有数个终端。


(6)重构安全


传统的互联网要解决的是信息速度、无障碍的传输,自由、开放、共享是互联网的基本精神,但是在5G基础上建立的是智能互联网。智能互联网不仅是要实现信息传输,还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。在5G的网络构建中,在底层就应该解决安全问题,从网络建设之初,就应该加入安全机制,信息应该加密,网络并不应该是开放的,对于特殊的服务需要建立起专门的安全机制。


 

第四次工业革命•5G



我们什么时候能用上5G网络?什么时候能覆盖大部分城市?


获得牌照后,运营商还需要采购设备,建设基站,网络搭建完成后再向下游提供服务、收取资费。业内普遍认为,5G大规模商用大概需要两年时间。


三大电信运营商已分别在全国十多个城市开展5G组网试验,并开展用户招募工作。中国移动规划在2019年完成5G基站建设3万至5万个,投资为172亿元;中国联通预计建设2万个基站,投资计划为60亿至80亿元;中国电信计划建设2万个基站,投资为90亿元。


需要注意的是,5G网络建设也将是从数据网络消费热点区域开始建设,并不是全面普及。预计3-5年内将是4G与5G网络长期并存,在农村等区域还将主要是4G普遍覆盖。


 

第四次工业革命•5G



在应用方面,5G会促进哪些产业和行业发展?


5G的三大应用场景体现在以下三个方面:


一是增强移动宽带,其峰值速率将是4G网络的10倍以上;


二是海量机器通信,将实现从消费到生产的全环节、从人到物的全场景覆盖,即“万物互联”;


三是超高可靠低时延通信,通信响应速度将降至毫秒级,如自动驾驶汽车探测到障碍后的响应速度将比人的反应更快,将助推自动驾驶汽车从实验室开到路上。


虽然5G在技术和应用方面还不够成熟,工信部已向中国电信、中国移动、中国联通三大运营商发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。2019年,5G进入试商用阶段,5G已强势降临。


 

第四次工业革命•5G



5G,未来10年的十大趋势预测


趋势一:教育娱乐化,娱乐教育化


教育和娱乐已经作为对立面的观点已经深入人心,我们认为主要的原因在于:


教育内容缺乏定制化。教育内容通过教材的制定实现了高度的统一性,学习的过程通过学校传授也很难实现定制化,因此无法按照个人的兴趣进行调整,导致内容缺乏吸引力。


娱乐内容缺乏系统化。娱乐本身也蕴含着教育内容,但是都是碎片化的,无法实现教育系统性的知识传递。


我们认为5G带来的改变首先是对密集劳动力的进一步解放,通过工业互联网和人工智能现在自动化作业的升级,更多的劳动力向内容创造和服务业转移。


其次是大数据和云服务带来的内容高度定制化,解决了教育内容缺乏定制化和娱乐内容缺乏系统化的弊病。


最后是新科技带来的内容获取方式变化,深度结合 AR、VR 带来教育娱乐的新体验。


因此,我们判断,未来教育和娱乐的发展方向不是背道而驰,而是逐渐走向融合。


趋势二:高质量个性化服务全面普及


目前,定制化的私人服务广泛存在于金融、交运、餐饮等服务行业。


我们认为从需求端而言,消费者对高质量的定制化服务需求旺盛;但是从供给端而言,高质量的定制服务成本较高,难以有大规模普及的经济基础。


5G大规模的普及之后,因为数据的爆发式增长,对个体行为有了更加精确的刻画,从而降低了定制化服务的成本。


随着物联网和人工智能的发展,普通劳动力和服务逐渐被技术所替代。


消费从大规模标准化服务变为个性化或定制化精细服务,导致很多行业发生根本性转变,例如:医疗从治疗变成了健康干预、保险业根据大数据全面推广定制化服务、私人银行全面普及。


 

第四次工业革命•5G



趋势三:人口老龄化不再是问题


人类的预期寿命受到医疗水平的影响。但是目前的医疗手段都是事后治疗,尚未实现事前干预。


大规模事前干预的医疗手段需要大数据的支持,我们认为5G时代万物互联的数据基础可以提供更多的环境和个人数据支持。


个人可穿戴设备的普及。通过记录用户更多的活动数据,构建医疗大数据的基础, 帮助用户实现早发现、早预防、早治疗。


生活环境监测和管理水平提升。通过广泛的物联网连接,实现生活环境的全面数字化,减少环境对人的健康影响。


医疗资源可以打破区域限制。因为优质的医疗资源集中在大城市内,中小城市及农村的居民获取优质医疗资源难度较大。5G、VR/AR 技术不仅可以在医疗教育上实现优质资源的复制和扩散,也可以实现远程医疗、手术等降低医疗资源流动的成本。


所以,我们认为人类的健康管理水平会出现大幅提升,寿命会明显延长,按照现在意义上的年龄划分的大部分老龄人会变成中年人。


同时,基于 5G网络的 AI 或机器人可以替代大部分目前由人力进行的生产和服务,导致更多劳动力的解放。


趋势四:大规模标准化产品时代走向终结,商业模式创新更加重要


技术差距带来的产品和服务差异正在被逐步缩小,互联网的创新越来越聚焦于模式和服务的创新。我们认为5G技术的普及为企业的模式和服务创新提供了新的发展空间。


3G和4G时代,硬件的优势可以明显地影响市场竞争。对于硬件设备的研发是产业链关注的焦点,但是4G时代后期,互联网公司的崛起不断削弱了硬件设备的话语权。互联网公司凭借庞大的用户群体不断整合和统一设备标准,提供标准化的服务体验。


5G时代,这种趋势会加剧。以高质量大规模服务为主阵地的公司将会更加深入地渗透到商业和生活中,加速消除技术差距造成的服务差距。同时,高质量的服务一定是定制化的,按照用户的实际需求设计服务内容。


因此,未来的大公司,一定是通过商业模式创新大规模提供高质量服务的公司。


 

第四次工业革命•5G



趋势五:产业工人被取代


5G网络会带来人工智能和工业自动化的全面升级,减少了生产活动对劳动密集型工人的需求,因此我们认为劳动力的结构将会发生明显的转变。


物联网的发展为自动化生产提供了数据和管理支持,对智慧农业、智能制造的发展影响举足轻重。


5G 网络帮助远程作业和制造自动化技术快速升级,使得大规模制造企业可以实现更加智能的制造过程,减少对生产线工作人员的需求。


因此我们认为,5G网络的发展将加速产业智能化、自动化的发展,减少对传统劳动密集型劳动力的需求。


趋势六:警察越来越少


警察是传统城市管理的一个明显特点,象征以人力为主的政府日常管理活动。我们认为5G时代的智慧城市,以及伴生的更加智能的城市管理生态系统,将减少城市管理的需求。管理职能将转变为计划职能。


以交通为例,交通警察的存在是为了管理交通状况,因为没有办法对路况、车辆、人员进行实时的监控和数据管理。


车联网(V2X,X:车、路、行人、互联网信息等),即将车辆与互联网进行连接的技术手段,车辆采用自动驾驶技术,需要及时对大量信息进行处理,并和其他主体(包括其他车辆、路况、人和互联网)进行实时的信息交换。因此, 即使不存在交警,也可以对城市的交通状况进行实时管理。


我们认为由于5G网络的发展,智慧城市会快速发展,环境管理、交通管理、社会管理将全面升级。社会的犯罪率和意外伤害事故率大幅降低,公共服务更加智能便利。这会导致政府的“轻资产”转型,政府从日常繁重的管理职能中解放出来,聚焦在政策的制定和执行。


趋势七:预测和预防自然灾害成为可能


目前对于自然灾害的预测和预防仍然道阻且艰,很多自然灾害仍然带来巨大的人身和财产损失。对自然灾害预测能力的提升取决于我们对自然的了解程度,但是受制于数据量的局限,我们对自然的了解程度很难深入。


在 5G 时代,大规模的物联网技术解决了数据的获取问题,我们获取的自然环境数据将大大增加,在气象水文、地质生态等领域的研究都会在大数据的帮助下找到新的突破口。因此我们认为人类对环境的监测和管理能力都会得到明显的提升。极端自然灾害造成的损失将得到控制。


 

第四次工业革命•5G



趋势八:政府成为数据服务的最大采购方


由于 AI、自动化、信息化的推动,政府的具体管理和服务职责有一定的减轻。政府工作的核心变为政策的制定和执行。


政府规模变小。因为政府在具体的社会管理方面负担变轻,因此政府会和农业、工业一样,减少人力密集型的基础劳动力,而是以数据的分析和政策的制定为主。


政府信息化和智能化。更多的政府职能开始借助 5G 网络实现云化,实现数据的收集、分析和处理,通过大数据分析实现更有效的政策制定和执行。


我们认为数据的采集、处理、统计和分析将会由第三方的专业公司承担,因为目前三方公司可以通过庞大的用户基数和现有的用户服务降低获取信息的边际成本。而政府只需要从专业公司购买数据产品,做出相应的政策制定即可。


趋势九:网络出现去中心化


目前的互联网是以人为节点构建的,网络之间的联系以人际关系作为纽带。在这种架构下,我们的网络呈现“中心化”的结构。关键的用户、用户聚集的公司成为超级节点。互联网中的超级节点具有巨大的经济价值,因为互联网的流量都会经过节点,掌握节点就抓住了用户。


5G时代的物联网将会打破目前构建的互联网架构,因为物与物之间的沟通不会像人与人交流那样存在超级节点。随着物联网产生的数据量爆发式增长,我们的网络将会变得更加地扁平化和个性化。


中心化的网络架构容易提供集约化的标准服务,而扁平化的网络数据有了更多交汇和碰撞的机会,为定制化的服务提供了空间。因此,我们认为未来网络会出现去中心化,这会给以中心化平台的流量红利为主要竞争力的公司带来增长压力。


 

第四次工业革命•5G



趋势十:“中关村”取代“硅谷”成为全球创新中心


5G网络是一个万物互联的网络,网络红利的关键影响因素是网络的规模,即背后的使用人口、物联网的连接数量以及产生的流量总量。有了数据基础,产品和服务的创新才有了可持续的推动力。


我们认为以“中关村”模式为代表的公司,凭借着巨大的网络规模,在商业模式上的创新会引领未来全球经济的发展潮流。以“硅谷”为代表的科技创新,是 3G/4G 时期以硬件制造和软件互联网服务为代表的全球创新中心,而以“中关村”为代表的创新,将会以数据为基础,通过商业模式创新提供高质量大规模的定制化服务,引领创新潮流。


科研和创新机构及人才希望能够置身于全球最大的5G网络进行科研和创新。最大的5G网络意味着最多的人口、物联网连接数和模式创新,将引发新的创业潮。


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