本文來自網絡
5G改變的不僅是網速，更是整個世界。但是對于大多數人來說，5G似乎還只是一個模糊的概念。5G爆發前夕，將滲透哪些領域？5G到底會如何改變社會？除了速度，5G還有哪些技術創新？相信你能從如下文章中找到答案。
本文為2019年11月3日在長江創創圖靈計劃首期班開學模塊的課程中，中國聯通網絡技術研究院未來網絡研究部主任、高級工程師王友祥先生的精彩授課總結。
大家好！我從2015年開始研究網絡技術，2017年-2018年又開始進行業務研究，這兩年走訪了很多企業，與它們探討合作。今天，為大家分享我的體會。
01互聯網生態鏈
1.互聯網的發展歷程
① 脫離紙媒，走向屏幕
信息產業的發展為大家帶來了便利性，因此大眾視野逐步脫離了紙媒，轉向屏幕。
但互聯網體驗越來越好的同時，也帶來很多新問題，比如今日頭條的AI推送，用戶每天看到的新聞都是自己喜歡的，但卻同時受到信息傳遞封閉的影響。
今天，中國互聯網企業發展得很好，一方面是自身在互聯網時代迎來了騰飛；另一方面是中國把路修得非常好，信息便利讓業務運轉順利，造福了整個行業。
② 從橫向整合到垂直整合
垂直整合，以華為為例，有終端、芯片、設備、云，也有To C市場和To B市場，將來還會有內容市場。
而我們原來看到的，更多是橫向整合。比如設備是華為的，手機是VIVO的，內容是百度、搜狐的，制造又是另外一家企業的。
近兩年，垂直整合的趨勢明顯增強。比如美國思科，想要收購愛立信，變成垂直整合；美國的AT&T（美國電話電報公司），原來只提供移動網和固網，現在卻收購了很多媒體，變成內容公司。
大家希望通過垂直整合，構建一套完整的生態鏈，連阿里和百度也投資了很多企業，逐步構建自己完整的生態鏈。
2.信息產業的發展
整體來看，社會信息化依賴于整個信息產業的發展，目前較大的信息產業有以下幾個：
第一，云計算。已經滲入到企業的方方面面，從公有云到私有云，從中心云到邊緣云，以后還會逐漸滲透到個人應用的方方面面。
第二，物聯網。這些年走得非常艱辛。
第三，大數據。大數據和人工智能是相輔相成的，因為人工智能很多的算法構建模型需要不停用數據訓練、迭代，這取決于數學的發展，沒有這么多數據迭代訓練，人工智能也不會很好地發展。
如今，人工智能和大數據的連接更強了，有更多的數據使它們進入了新的階段；另外，2017年軟銀孫正義提出人工智能的拐點已來，大數據和人工智能的發展也越來越好。
3.產業互聯網的發展
互聯網剛開始是用于軍事的，后來用到了教育領域，再后來用于消費領域。隨著喬布斯將iPhone引進中國之后，手機多了各種應用，我們的互聯網生活變得更加豐富。
現在移動用戶的手機遠遠超過16億部，人均超過1部。To C端的發展已經到了瓶頸階段，產業互聯網正在尋求突破。
首先，要構建一個基礎設施把管道拉通，讓行業進行數字化轉型，然后才能通過產業互聯網獲利。
這幾年國家也在努力把5G和工業互聯網結合，希望工業互聯網將物聯網和IT結合，融合內網和外網。
產業互聯網正在向前發展，從原來B2C、C2C到現在整個企業平臺用戶B2B2C、互聯網+的狀態，大家都在順應這個趨勢。
例如，騰訊現在有產業互聯網BG（注：通常在用于企業內部，一般譯為“業務組”、“業務單元”或“事業群”），它在重新構建事業群；阿里云事業群已經做得非常好了，它的產業互聯網正在往物聯網、云和其它內容發展。
02互聯網發展的三大板塊
1.網絡
首先要構建一個優質的網絡，可能是互聯網、移動互聯網、物聯網等。
如果不把物聯網放在移動互聯網的范疇內，可能會有單獨的物聯網出現。
因為物聯網有很多是移動通訊之外的，例如免費的Lora（低功耗局域網無線標準），可以自己搭建；還有未來的5G，以及馬上用到的區塊鏈、低空衛星等。
網絡化是要把物理世界和現實世界連接起來，把連接做得更好。
2.計算
人工智能到來之后，計算、算力變得越來越重要，而且確實是在連接之后遇到了瓶頸，需要在計算這方面實現飛躍。
3G和4G用的技術是20年前的，4G已經把全球信息產業數學、物理積累的技術用光了。
5G用了新的技術，比如數據性的編碼LDPC（注：一種具有稀疏校驗矩陣的分組糾錯碼），是由MIT（麻省理工學院）的教授發明的，至今已經有40多年了；華為的Polar碼（注：極化碼，是一種前向錯誤更正編碼方式，用于訊號傳輸）也發明將近20年了，來自一個土耳其教授的數學論文。
1996年，3G用了多天線的創新技術，美國教授把矩陣理論和信息產業結合起來，發展到4G的時候，這一份標準已經用了15年左右。
多天線技術帶來信息革命之后，到5G階段，物理層已經沒有大的創新技術點了。于是我們就把原來的4個、8個天線變成12個、16個、20個，把原來軍用的雷達技術拿過來用。
5G沒有真正意義上的創新技術，所以現在要重視計算，重視基礎物理研究、材料研究、芯片研究，要做原創的研究。
因為5G走得太快了（比3G、4G要快很多），可能未來6G會更快（我們已經啟動研究了），所以技術需要不停地迭代。
上面是信息技術，下面是物理和數學技術，沒有這兩個原創的底層技術支撐，信息技術很難發展，各種技術疊加帶來的是龐雜的系統，并不是原創的革命。
3.交互
① 移動通信對社會的影響
2G時代：手機代替了固話（大哥大來了），電話可以隨身攜帶了；
3G時代：有了短信、辦公、上網；到了后期，智能手機、OS和APP開啟了移動互聯網時代；
4G時代：高速互聯網。4G是非常成功的一代，唯一缺憾就是IP語音做得不太完善，語音系統太復雜，涉及的網元太多了。我們需要做好系統組網，做好接口優化，這件事情做了好幾年，至今還存在很多問題。
比如打電話經常會掉線或是對方聽不清，就是因為VOIP（注：基于IP的語音傳輸）一直沒做好。希望到5G時代，能把語音進一步簡化，做得更好。
5G時代：在4G增強的基礎上實現萬物互聯、萬物智聯。同時，一些新技術也在同期發展，包括人工智能、大數據、云計算，原來的云計算已經走到中心、到邊緣、現在到云原生、到微服務化，已經逐漸貫穿到我們的生活。
2G、3G、4G對產業升級也有一些影響和顛覆，手機變成了我們寸不離手的工具，于是社交、媒體、交通也被改變，催生了很多大公司。
5G改變社會，4G改變生活。我們希望5G能夠顛覆中國的傳統產業。
在4G階段，騰訊、阿里已經是頭部企業了。
Facebook的很多應用其實并沒有騰訊做得好；阿里的商業模式也在被別人效仿；而華為的老師愛立信已經逐漸被華為超越，華為也在往前進入深水區。
我們希望信息高速公路建好之后，可以催生更多的產業，有更多類似于BAT的大公司出現。
② 所有制的變遷
2G時代所有制是以國企為主，3G和4G時代從國企變成了民企，5G時代還沒有到來，現在是群雄逐鹿的時代，我們希望能夠有更多的企業做起來。
③ 競爭格局
競爭格局是5G的另外一個問題。中美博弈，但其實美國連5G設備制造企業都沒有，所以5G產業鏈是中美競爭的凸顯點。
我們已經從跟跑到并跑，未來要領跑。原來說是5G的競賽，現在已經到了網絡強國、科技強國之間的競爭了。
我們能看到的從移動通訊到5G會面臨的一些問題，這恰恰也是未來的機會所在。
03 5G的三大應用場景
1.增強移動寬帶
國際電信聯盟（ITU）最初定義的4G速率是150兆，而5G是10G-20G，但是目前使用6GHz以下頻段的話只能實現10G的小區峰值速率。
現在測到最快是電信和聯通兩家共用了200兆的頻寬，測到單個用戶的速率是2.8G，也就是不到1秒就能下載完一部電影。
而在未來，5G能夠使得手機的像素更好，從標清、高清到2K視頻、4K視頻，實現飛躍式地發展，連接更多的設備。
比如現在平臺城市部署所用的攝像頭，很多具有人工智能分析的功能，對帶寬要求非常高，未來可以通過5G實現更大帶寬的連接。
2.物聯網技術
現在物聯網有NB-IoT窄帶物聯網（注：萬物互聯網絡的一個重要分支），還有eMTC（物聯網的應用場景）技術；NB的帶寬小，能夠支持更多的連接，終端的功耗更小，有語音支持能力，而eMTC需要的帶寬會大一些。
此外，還有藍牙、ZigBee（一種支持崩潰恢復的原子廣播協議）這些物聯相關的協議。
2015年，5G最初討論性能指標的時候，起步是1平方公里100萬個連接，現在的NB網絡能夠實現一平方公里大概10萬個連接。
3.降低時延
時延問題是5G時代帶給我們的一個創新性、飛躍式的東西。
時延有兩個層面：
① 業務時延
手機傳輸信息到基站從10毫秒減少到5G的1毫秒，但這不是業務的時延。
比如我們看視頻，手機把這個信號發給基站，基站打包發給地面機房，機房是傳輸設備，再從傳輸設備到核心網。
例如河北的核心網在石家莊，唐山用戶的信號傳到石家莊，如果是騰訊視頻就查找騰訊視頻的路由列表，查找最近的CDN（構建在數據網絡上的一種分布式的內容分發網），找到這個視頻，再返回鏈接，這是端到端的業務時延。
時延對看視頻影響不太大，可能從1秒變成0.6秒。應用比較大的業務有自動駕駛、工業控制等。
所以業務時延主要是面向To B行業的，To C行業可能感受不到。但這也是5G能夠帶來的最大優勢。
4G最好的網速能到1G，最快能實現人均24-28M的下載速度。5G要求是20G，但20G峰值速率需要用到毫米波，目前只能做到10G。
我們希望未來5G用戶的平均體驗是100兆，就是用手機3秒下載完一部手機電影。
② 空口時延
空口時延是面向智能駕駛和垂直行業精準控制用的，連接密度是為了物聯網發展。
希望能量效率能夠提升100倍，這樣，基站功耗就能比原來高很多。而這就需要芯片從16納米到7納米，未來5納米之后3納米非常難了，可能要用石墨烯或者其它技術。
但是一定要往下走，不然能量功耗會非常高。
04 5G技術知多少
1.毫米波
5G要實現20G的峰值速率，就要用毫米波。毫米波帶寬很大，普通用戶短期內還很難用上。毫米波也存在很多問題，頻率高使得覆蓋半徑小，且高頻對器件要求也很高。
還要有大規模天線的使用，現在手機天線是圍著一圈，大概有4根，好一點的可能有8根。但未來毫米波可能有64根天線，就需要手機天線做成面板狀，可能還會有玻璃天線等。
未來的接收難度在于天線不好做，毫米波來了，發射端相對容易些，但是終端接收天線的設計是一個問題。
芯片的工藝需要繼續往前做。現在16納米比較多，我們希望能夠做到7納米，輕量化對我們也有好處。
2.網絡
從網絡整體來看，希望通過網絡給不同的業務加載不同的資源，比如原來打電話、上網都是用同一套流程，或者物聯網用同一套流程，這是不公平的。
未來車聯網要高保障、低時延，可以給它不同的資源，不同的QoS（服務質量）要求。
網絡是什么？基站、終端、還有地下傳輸網。基站接收完信號要通過光纖傳送到核心網，傳輸網絡是一環一環的，從接入環到匯聚環到骨干網，傳輸網系統里有很多交換機、路由器等設備。
整體來看，5G網絡能夠帶來產業的變革，原來光纖光模塊和交換機是1G的，現在要升到50G、100G，整個網絡在全面升級，升級帶來了產業的發展。
有賣交換機的，再往下有芯片、制造、光器件一系列的產業升級，賣服務器的，做云的升級。
3.專利
5G系統涉及很多設備，設備和設備之間要互聯，回到最底層，一定要有一套行之有效的標準。一流的企業做標準，掌握了標準、專利才能掌握核心競爭力。
2018年已經完成了第一版標準，正在做的第二個版本能夠解決連接和時延的問題，大概在2020年3月份完成，6月對外發布，標準定完之后6個月會有設備，9-12個月有芯片和終端。
技術專利就是核心競爭力，4G的時候中國專利達到22%已經很高了。到5G的第一個版本已經達到34%，遙遙領先于其他國家。
為什么說韓國信息產業好，三星和LG兩家公司的基礎專利就占了4G的22%，5G占到25%，它能不斷地迭代發展。
05 5G發展的四個階段
整個全球5G的進展，分成四波。
第一波：政府主導推動。
技術推動來做需求探索，以引領為目標，政府大力推動，如韓國、美國和中國。
第二波：垂直行業業務驅動。
能夠真正把網絡建設跟業務收益結合，相對理性。
第三波：有便宜的設備、網絡建設的經驗。
前面已經嘗試過設備好不好用等一系列問題，可以用低成本把網絡建設得很好，整個產業鏈已經成熟完善。
第四波：關鍵節點“2020”。
2020年是一個關鍵時間點，標準協議第二版本已經完成，網絡建設會基于此協議版本的設備進行，能夠滿足三大業務場景的需求。
最后一波是到2030年的“6G”，2025年之后開始要進行6G的標準研究，可能3年左右完成協議的制定。
06 5G對行業發展的影響
從電信運營商角度來看，基本上就是“三架馬車”的升級：
1.對于個體用戶
5G能夠把用戶生活體驗的東西變得更好，例如AR、VR和交互類會變得非常好，同時還有自動駕駛。
2.對于家庭
① 家庭娛樂
中國的家庭娛樂基本不賺錢，同時中國現在的年輕人已經越來越不愛看電視了。對個體用戶來看，可以分為室內和室外兩大生活場景，主要是看怎么構建內容。
a.泛娛樂類就是視頻類、云端融合類的，以視頻和游戲為主，能帶動整個產業鏈去發展的2K、4K、8K，AR、VR或者沉浸式游戲結合起來的。
b.生活類的即通過智慧生活和溝通類的。
② 智能家居
大家一直在研究智能家電連接控制點，到底是路由器還是語音盒子，還是手機終端，這些年一直在博弈、發展。但最起碼現在家里設備聯網已經變得很容易了。
③ 智能安防
未來這個產業會發展起來，包括和物流的結合，家居產業結合。
3.垂直行業
原來我們跟垂直行業的合作就是提供一條專線，現在可以通過5G三大特性進行賦能，比如切片、邊緣計算。
① 娛樂業
還是面臨年輕人不愛在家看電視的問題，希望未來能夠改變。
② 數字健康和數字家庭
數字健康未來肯定是一個非常大的產業，這個產業在國外發展得非常好，如歐洲、美國。未來中國人對生活品質有更高的追求，數字健康會有很多機會和發展。
③ 惠及國計民生醫療類
比如通過可穿戴設備和家庭感應，把信息傳給終端醫生檢測，或者通過智能的反饋告訴你身體的指標等這些情況。還會有養老類的，比如利用定位安防和急救，還有遠程陪伴。
④ 智慧教育
中國教育分布特別不均勻，大城市教育好，偏遠地區很多人沒有受到那么好的教育，因為沒有好的教育條件和老師，但通過遠程教育可以在一定程度上彌補和改變現在教育不平衡的情況。
⑤ 智能交通
智能交通是一個非常重要的產業，涉及到的因素有很多，5G網絡的低時延特性可以使得自動駕駛快速發展。
⑥ 智慧電網
國家批復了230M的電力專網頻率，但是全國建設了幾千個站之后發現存在很多問題，它只有7M的帶寬，不能承載所有國家電網業務的需求，所以現在需要跟5G融合。
⑦ 智慧政府
現在做得比較多的是平安城市，平安城市里攝像頭、交通系統這兩張網是獨立的。
現在攝像頭的連接有兩種方式，第一種買帶寬，無線帶寬不夠用；第二種使用光纖連接，但不是所有地方都鋪設光纖，而且鋪設光纖的成本也非常高。
所以，現在攝像頭就變成兩種形式——
第一種，有光纖的。攝像頭里加人工智能，可以做人臉識別，未來可能還要加語音分析，把所有的信息都收集上去，需要很大的帶寬。
第二種，只用無線，帶寬有限。攝像頭進行部分的數據處理，之后壓縮傳到云中心做進一步的分析處理；另外，很多碼頭以此在做智慧港口等。
這是我今天的分享，謝謝大家。
