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5G是个“多面手”,将深刻改变社会 ——中国工程院院士张平在梁溪大讲堂上的演讲摘录

2020

11/12

10:40

来源

无锡日报

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  编者按:近日,中国工程院院士张平做客梁溪大讲堂,作了题为“5G使能新基建”的主题报告。张平院士回顾了我国5G技术的发展现状,阐述了5G与数字经济的关系,并先容了未来移动通信的发展趋势。报告站位高、视野宽,对正在大力发展数字经济的无锡来说很有引导性。本版对报告内容进行整理摘编,以飨读者。

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  5G技术是一个“多面手”,能实现增强型移动宽带、超大规模物联网、超可靠低延时通信三大应用场景。5G技术可以应用在虚拟现实(AR/VR/MR),通过一系列新的场景改变教学、游戏、社交形式。5G技术与无人机相结合,可以在巡检、安防、物流、植保等领域大显身手。当5G技术应用于机器人,工业生产、表演、服务、医疗等领域也将迎来巨变。5G技术应用于高铁,可以在车载及轨旁超高清视频监控、列车多媒体调度、全自动驾驶、铁路物联网等不同领域发挥作用。5G技术还可以在无人驾驶、车联网、智慧小镇、智慧城市等不同方面发挥作用。

  我国5G技术的发展现状

  我国的移动通信经历了由弱到强的发展历程,1G靠进口,2G开始碎片化创新,3G/4G/5G整建制创新,逐步建立完善产业链条。基于工业设备数量庞大、类型众多,信息采集、传输、处理、控制需求差异巨大的特点,5G将助力实现全系统、全流程、全产业链、全生命周期的网络连接。目前,中国正在全方位贡献5G标准,并通过5G拉动全球经济。中国发展5G技术及市场,选择最好的技术、最优质的产品、最好的服务,使5G网络最优、价格最低。同时,中国处于5G设备中低端,对包括5G在内的移动通信技术解决方案需求最旺盛。

  中国5G发展也面临着多种问题。一是5G建设周期长,前期投入巨大,但见不到回报;5G基站耗电比4G高约4—9倍;5G需要更多的新址建基站;5G新的应用涉及到产业和人身安全。二是电信运营商的电费支出过高。2018年,中国电信运营商电费支出占到网络运营总费用的16%,而同期欧洲国家运营商此类支出占比仅为1.5%,全球平均约为2%。三是网络话务量存在明显的潮汐效应,忙时与闲时达到4倍的差距,必须在休眠方案、供电方式、制冷技术上进行创新。四是中国率先大规模建设SA还面临着探路风险,产品的成熟度和稳定性尚待考验。

  5G与数字经济

  大力发展5G和数字经济是我国的重大战略。2017年12月8日,习大大总书记在主持中共中央政治局集体学习时指出,要深入实施工业互联网创新发展战略,加快形成以创新为主要引领和支撑的数字经济。2020年6月,中央深改委审议通过《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的引导意见》。

  5G为各行业和全社会拓展打开新空间,据权威报告统计,2035年5G将在全球驱动12万亿美金经济活动,其中智能制造(工业互联网)占比将达到28%,成为5G最大行业应用场景。工业互联网是产业效率提升的倍增器,产业效率每提高1%,就将创造万亿美金级的GDP。欧盟预计未来15年,工业互联网将带来20%—30%生产效率提升。

  工业互联网是满足工业智能化发展需求,低时延、高可靠、广覆盖的关键网络基础设施,是新一代信息通信技术与现代工业深度融合所形成的新兴业态和应用模式。作为网络,工业互联网可以实现机器、物品、控制系统、信息系统、人之间的泛在联接。作为平台,工业互联网通过工业云和工业大数据实现海量工业数据的集成、处理与分析。作为新模式新业态,工业互联网促进智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸。

  工业互联网面临的技术难点主要有四点。一是连接大规模。二是服务差异化。三是资源碎片化。四是威胁分散化。传统网络安全边界被打破,不同物理位置和网络层级的设备联网后产生更多攻击点,尤其是5G开放式架构使得安全问题愈加严峻。

  数字化工厂是现代工业化与5G+工业互联网的融合,也是实现智能化制造的必经之路。5G+工业互联网,有助于打造全生产链的数字化工厂,推动生产组织方式变革,实现产业转型升级。当前,我国工业互联网产业生态持续壮大,产业链水平不断提升,产业支撑能力快速提升,高端工业App、新型工业网络、数字孪生等新兴技术的攻关和产业化加速推进,在算法、芯片、模型等产业链核心环节取得一定突破,工业APP、边缘计算等新产品、新服务蓬勃发展。未来工业互联网面临新的挑战,也将呈现出新的发展趋势。新一代信息通信网络技术与工业经济深度融合的全新业态、关键基础设施和新型应用模式,通过人、机、物的全面联接,可实现生产全要素、全产业链、全价值链的全面连接,推动形成新的工业生产制造和服务体系。

  未来移动通信的发展

  科学的特点是认识世界、揭示规律,本质是发现、回答“是什么”和“为什么”。技术的特点是常识运用,灵魂是发明,突出实用性,专业性强。工程的特点是运用常识进行目的性活动,核心是建造,突出过程管理,多学科合作。移动通信是一个充满了奥妙仍需探索的科技前沿领域,也是典型的技术科学,靠脑子思考还需动手实践。

  在后摩尔时代,尺寸和元器件之间的矛盾日益突出,也给移动通信发展展现了新愿景。移动通信经历了三大跃升,从传统的移动通信发展到认知的移动通信再到泛在、智能、简约智简的移动通信。4G改变生活,5G改变社会,6G将会改变世界。6G网络将促进整个世界走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界,以实创虚,不断完善通信的人类属性和社会属性;基虚利实,不断扩展网络服务的广度和深度。

  未来的6G网络,结合人工智能,有机融合移动通信网络与人工智能,探寻信息表征、变换等普适规律,发展智能网络信息论。6G融入人类意识,建模表达人类主观意识及信息的模糊性等,从香农客观信息论跨入主观信息论,发展广义信息论。6G融入人类社会,宏微兼顾,凝视局部、全视整体,保障系统个体有序,系统整体演进,发展宏—微融合信息论。(王皖杰根据讲座录音整理)

  嘉宾小传

  张平,男,中国工程院院士,北京邮电大学教授,博士生导师。研究方向:无线通信。现任北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室主任。《科学通报》副主编、国家自然科学基金委员会信息学部第五届咨询委员、科技部973计划首席科学家, 科技部863主题专家、国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”总体专家、IMT-Advanced 5G专家组成员。获国家科技进步一等奖1次、国家技术发明二等奖2次、国家科学技术进步二等奖3次、获省部级科技奖励多次。

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