【5G浪潮】产业升级引擎 智慧城市关键 开启通讯时代黄金十年
华为副董事长兼财务总监孟晚舟被捕案令第五代移动通讯系统(5G)成为全球讨论的焦点。有意见认为,华为对5G的领先布局是该公司此次陷入漩涡的原因之一。作为新一代的移动通讯技术,5G能提供更广的频宽,数据传输速度较现时的4G快至少10倍,被视为是改变人类生活的划时代技术。5G的应用不限于手机,其影响遍及智能电网、物联网、无人驾驶、智能医疗和虚拟实境等领域,几乎涵盖生活的方方面面。5G的时代是否真的已经到来?它对于未来社会发展究竟有怎样的影响?
从第一代到第五代移动通讯系统,移动通讯技术平均每十年就有一次革新,改变不可谓不大。1983年开始发展的1G,主要应用于国防,只能进行语音通话,最为人熟知的还数“大哥大”电话;2G进化到能发讯息,造就了诺基亚和摩托罗拉最辉煌的时代;3G最大优点是高速资料下载,实现上网、收发邮件和影音功能,iphone、黑莓、HTC也在此时冒出头来;如今当红的4G最大特色就是高速行动上网、高速传输,应用在视频会议、行动电视和手机应用程式等。
大带宽、低延时、广联接
华为2017年发布的《5G时代十大应用场景白皮书》形容5G是“跨时代”的技术,它将与大数据、云计算、人工智能等一起开启通讯时代的“黄金十年”。
或许有人会问,4G不是已能满足我们日常生活所需吗?在每月流量还用不完的情况下,为何还需要5G?随着频段、音乐流媒体的日益普及,人们消耗的数据愈来愈多,频段日渐拥挤,容易导致网络阻塞。从手机到设备传感器,从摄像机到智能路灯,5G在处理大量设备方面的表现更加优异。根据国际通信标准组织第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project, 简称3GPP)通过的5G标准,5G将支持从1GHz到50GHz左右的低频、中频和高频频谱,具有“大带宽、低延时和广联接”的特性。
根据3GPP订立的5G标准,5G下载速率理论值将达到每秒10GB,约为当前4G传输速度的10倍。获得两个重要5G频段——26GHz/28GHz及3.5GHz的临时许可证的香港电讯商“3香港”,在铜锣湾实地测试,结果显示其5G速度超过每秒2千兆比特(Gbps)。根据香港通讯事务管理局给出的5G参考速率,下载一出8GB的电影仅需要四秒。
另外,5G能够进一步加强宽带的带宽,缩短响应时间,有利于车联网、工业控制等行业的发展。5G的理论延时是1毫秒,是4G延时的几十分之一,基本达到“准实时”水平。根据全球最大的芯片公司美国高通(Qualcomm)的实测数据,5G网络延迟将从115毫秒降至5毫秒以内。5G技术的低延迟性有望解决自动驾驶车的感应器延迟反应问题,更可以让无线网络机械人完全同步执行各种复杂的指令。
除此之外,5G加强的带宽能增加其承受的用户容量,减少以往因人多挤占网速的尴尬,其可以连接的物联网(Internet of Things)终端数量理论值将达到百万级别,是4G的10倍以上。若一平方公里允许100万个设备同时连接,以观塘区约11平方公里的占地面积为例,则观塘区可以容纳1,000万个设备。根据联网家庭设备研究机构 Strategy Analytics统计,目前全球约有200亿个物联网装置,预计到2020年,装置总数将增至 500 亿个。
助万物互联
物联网体现了物与物之间的通讯需求,有利于生活水平的提高及智慧城市的建设。当4G变成5G,除了网络提速、客户容量增大外,更重要的正是“万物互联”。现时,我们须为物件连线,诸如加入蓝牙及WiFi等功能。但在5G技术下,即使相隔几公里,物件都可联网,且数量高达百万个。
就个人生活层面来说,5G技术有望在车联网、无线医疗、无线家庭娱乐等方面带来发展。当所有物件以互联网联系互通后,结合大数据和人工智能,可以提供智能家居保安、远程病人监察、无人驾驶以至虚拟实境(Virtual Reality,简称VR)和扩增实境(Augmented Reality,简称AR)娱乐等服务。例如在俄罗斯举行的2018年世界杯足球赛,除了实现VR眼镜切换不同画面角度观看比赛,“5G+AR”技术亦实现虚拟影像裁判,用于复审真人裁判的裁决结果。
另外,5G技术还可以应用在无线医疗上,包括远程手术和救护车通讯。利用5G网络近乎同步的传输特性,医生可以通过远程连接机械臂和监控画面为患者做手术;救护车可于抵达医院前,将伤者的情况和资料传送到医院,让医生事先作好准备。
在交通运输方面,5G网络最大的应用方向将是智能汽车和互联网汽车。以5G网络为基础,汽车与周围车辆、讯号灯、建筑甚至道路实时交换数据讯息,让无人驾驶更加可靠。
就社会发展层面来说,智慧城市建设的核心是“人”与“物”的智慧化管理,5G与物联网、人工智能、大数据等其他新科技的融合,将成为智慧城市建设中的关键环节。5G为智慧城市提供无处不在的网络,搭建数据平台,形成的物联网宛如智慧城市的“血管”。云端计算提供所有数据和服务,是智慧城市的“心脏”,而大数据则好比智慧城市的“大脑”,是智慧城市建设发展的智慧引擎。新技术可应用于污染监测、交通管理和智能灯柱等领域,在这些新应用的支撑下,智慧城市得以快速推进和发展。
5G加快视频流传输过程,可使人工智能成为新型智慧城市的“安全之眼”。以此前旺角朗豪坊的扶手电梯事故为例,华为无线市场总裁王宇峰此前在“2018互联网经济峰会”上表示,若采用5G技术,利用物联网监察电梯状态,配合大数据分析,潜在的风险便能预先掌握。
5G在网络基本架构、网络边缘设备、用户终端设备方面引领革新,为流动通讯行业乃至整体经济带来翻天覆地的变化。有了5G网络,无人驾驶汽车、智慧城市和其他连接设备的应用得以大规模商业化,进而掀起产业链的再洗牌。正因如此,5G技术自然成为中美两国角力的关键。
上文节录于第143期《香港01》周报(2018年12月24日)《5G浪潮来势汹汹 产业升级引擎 智慧城市关键》。