3G還未完全普及，4G在我國(guó)也沒(méi)有正式商用，世界各國(guó)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商就將目光投向了第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)，爭(zhēng)先恐后地開(kāi)展戰(zhàn)略布局和科技研發(fā)以占得先機(jī)。
專家認(rèn)為，5G除了網(wǎng)絡(luò)速度的大幅提升，還意味著更為優(yōu)化和高效的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、利用及規(guī)劃，目前5G的研發(fā)雖然取得了一定的突破，但并未形成統(tǒng)一的概念，還處在群雄逐鹿、各顯神通的階段，未來(lái)5到10年，5G將成為整個(gè)行業(yè)最熱門(mén)的話題，并逐漸實(shí)現(xiàn)商用。
5G主打速度、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用
目前，沒(méi)有人知道5G究竟應(yīng)該使用什么樣的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，它只是一個(gè)正在逐漸形成具體輪廓的模糊概念，但一些基本的要素正逐漸形成共識(shí)。
隨著移動(dòng)服務(wù)的普及和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)流量的需求激增。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年的數(shù)據(jù)流量將比2010年增長(zhǎng)1000倍。5G系統(tǒng)研發(fā)面向2020年移動(dòng)通信應(yīng)用需求，包含體系架構(gòu)、無(wú)線組網(wǎng)、無(wú)線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開(kāi)發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)。
華中科技大學(xué)光電子科學(xué)與工程學(xué)院副教授張敏明認(rèn)為，雖然5G的概念尚無(wú)定論，但必須具備一些基本特性：一是實(shí)現(xiàn)無(wú)限的頻譜效率，相對(duì)4G提高10倍；二是所用頻譜總帶寬比4G提高10倍；三是基站數(shù)量是4G的10倍；整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)容量提高1000倍，以支撐用戶急劇增長(zhǎng)的移動(dòng)通信需求。此外，能量效率也要提升10倍，把能耗控制在一個(gè)可接受的水平。
“對(duì)普通用戶而言，5G技術(shù)最直觀的特性在于速率是4G的100倍，用手機(jī)上網(wǎng)的速率和目前家庭光纖網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似。”中國(guó)電信湖北分公司通信基地辦主任史軍說(shuō)。
5G技術(shù)將提供超級(jí)容量的帶寬，短距離傳輸速率達(dá)10Gbps，這意味著用戶幾乎不受限制地傳輸大量數(shù)據(jù)文件，瞬間下載一部電影，在線視頻、3D電影和游戲等高帶寬的應(yīng)用也暢通無(wú)阻。正如華為憧憬的那樣，“當(dāng)用戶以任何方式接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、讀取任何數(shù)據(jù)時(shí)都不要網(wǎng)絡(luò)的等待”。
速度的提升無(wú)疑是通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的重要方面，但5G網(wǎng)絡(luò)絕不只是與速度有關(guān)。一些研究人士認(rèn)為，5G應(yīng)與建設(shè)更具復(fù)原能力的、更加一致的以及更加具備可用性的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，不僅要能支持龐大的數(shù)據(jù)流量，還能以遠(yuǎn)低于今天的成本來(lái)交付聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
貝爾實(shí)驗(yàn)室副總裁托德？西澤爾接受采訪時(shí)曾表示，在建設(shè)那些不同的網(wǎng)絡(luò)子集的時(shí)，我們對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)，還能對(duì)面向不同網(wǎng)絡(luò)連接的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)連接制定不同的價(jià)格。“當(dāng)我們?yōu)槲磥?lái)的平板電腦墻面投射儀下載高清視頻時(shí)，可以使用華為的超高速網(wǎng)絡(luò)；但只是用一個(gè)聊天應(yīng)用發(fā)送信息時(shí)，就可使用速度較慢、延遲較高的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)能更加有效地傳輸聊天信息的數(shù)據(jù)。”
獨(dú)立電信分析師付亮認(rèn)為，用戶使用的不是速度，而是體驗(yàn)。利用新的技術(shù)作為支撐，提供更多的應(yīng)用和更好的服務(wù)體驗(yàn)，應(yīng)該是5G的題中應(yīng)有之義。“到時(shí)候，整個(gè)世界越來(lái)越成為一個(gè)‘地球村’，物理上的距離將被信息高速公路大大縮小。”
移動(dòng)信息消費(fèi)市場(chǎng)潛力巨大
“整個(gè)社會(huì)就像科幻片一樣，無(wú)所不在的感知、高清視頻，醫(yī)療、教育、消防、家庭智能系統(tǒng)……都可通過(guò)各種移動(dòng)終端輕松實(shí)現(xiàn)；房子、車(chē)子、各種消費(fèi)品，都開(kāi)始聯(lián)網(wǎng)，人類(lèi)社會(huì)萬(wàn)物互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生存。”張敏明興奮地展望未來(lái)的5G生活，愈發(fā)覺(jué)得自己眼前的工作是如此富有價(jià)值。
現(xiàn)有的4G提出鏈接全球50億個(gè)物品，而5G能實(shí)現(xiàn)1000億海量鏈接，幾乎所有的消費(fèi)品、工業(yè)品、物流等都可以連在網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)互通。對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，一部手機(jī)就可以幫你完成所有事情。
高速的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)既是擴(kuò)大消費(fèi)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的硬件條件，也是重要推手。以率先在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)LTE-A即4.5G網(wǎng)絡(luò)商用的韓國(guó)為例，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代，不僅帶動(dòng)了其國(guó)內(nèi)IT消費(fèi)，提高了智能手機(jī)普及率，還刺激了移動(dòng)支付手段的開(kāi)發(fā)和移動(dòng)消費(fèi)的增長(zhǎng)。
據(jù)美國(guó)市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)SA近日發(fā)布的報(bào)告顯示，去年韓國(guó)手機(jī)的平均售價(jià)比他國(guó)平均值高2.5倍，達(dá)到415美元，成為全球最貴手機(jī)國(guó)。智能手機(jī)普及率達(dá)到67.6%，是全球平均普及率的4.6倍。去年韓國(guó)銀行移動(dòng)終端處理業(yè)務(wù)量已占整體業(yè)務(wù)量的26%。移動(dòng)支付產(chǎn)品的發(fā)展帶動(dòng)了移動(dòng)購(gòu)物。2010年韓國(guó)移動(dòng)購(gòu)物市場(chǎng)規(guī)模僅200億韓元；2012年就達(dá)到6000億韓元。
著名通信設(shè)備制造商諾基亞西門(mén)子預(yù)測(cè)，到5G時(shí)代的2020年，每個(gè)人平均消耗的移動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量是1GB，相當(dāng)于現(xiàn)在全球最高的韓國(guó)用戶半年使用的流量。這種巨大流量消耗背后是信息消費(fèi)的大幅拉升和移動(dòng)消費(fèi)領(lǐng)域的爆炸性增長(zhǎng)。而在這種大流量消耗的背景下，流量資費(fèi)也將下降到幾元錢(qián)1Gbps的水平。
5G的應(yīng)用還將開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)的新時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)的核心都是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建的新一代網(wǎng)絡(luò)體系，信息傳輸?shù)目炻绊懞艽蟆?G網(wǎng)絡(luò)可滿足入網(wǎng)設(shè)備多樣化的無(wú)線連接要求，以極高速度處理各類(lèi)聯(lián)網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)高效、便捷和安全的信息傳輸與共享，真正開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)新世界。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，技術(shù)的提升將刺激互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也將極大帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。萬(wàn)物互聯(lián)的背景下，加上高速率的保證，移動(dòng)信息消費(fèi)潛力巨大。
工信部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2012年中國(guó)信息消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1.7萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)29%，帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)新增產(chǎn)出近9300億元。預(yù)計(jì)到2015年，中國(guó)最終信息消費(fèi)規(guī)模有望超過(guò)3.2萬(wàn)億元，帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)新增產(chǎn)出超過(guò)1.2萬(wàn)億元。到2020年，這一數(shù)據(jù)還會(huì)翻番。
2020年5G或?qū)?shí)現(xiàn)商用
作為國(guó)內(nèi)最權(quán)威的互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，張敏明所在的下一代互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線接入系統(tǒng)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，正在進(jìn)行光纖技術(shù)在5G網(wǎng)絡(luò)傳輸中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
張敏明說(shuō)，2012年后4G的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)已經(jīng)成熟，學(xué)術(shù)界就開(kāi)始了較大規(guī)模的5G研發(fā)。2010年，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了大規(guī)模MIMO陣列天線技術(shù)，可使能量效率提升10倍，很可能成為5G網(wǎng)絡(luò)最具革命性的技術(shù)。
“一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商都會(huì)提前10年開(kāi)始5G的研究。”付亮介紹，雖然國(guó)內(nèi)4G還沒(méi)正式商用，但中國(guó)移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始了5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)，德國(guó)、新加坡、法國(guó)等國(guó)的運(yùn)營(yíng)商也都開(kāi)始了戰(zhàn)略布局。
2010年，中國(guó)移動(dòng)研究院提出了C-RAN的網(wǎng)絡(luò)解決方案，通過(guò)結(jié)合集中化的基帶處理、高速的光傳輸網(wǎng)絡(luò)和分布式的遠(yuǎn)端無(wú)線模塊，形成綠色清潔、集中化處理、協(xié)作化無(wú)線電、云計(jì)算化的無(wú)線接入網(wǎng)構(gòu)架。“這不僅對(duì)業(yè)界，對(duì)學(xué)術(shù)研究也有很大的啟發(fā)，可能是5G網(wǎng)絡(luò)層面的解決方案之一。”張敏明說(shuō)。
一些主流的設(shè)備廠商拉開(kāi)陣勢(shì)群雄逐鹿，以搶占5G產(chǎn)業(yè)先機(jī)。“華為在海外已經(jīng)建立了16個(gè)獨(dú)立的研發(fā)中心，2009年就開(kāi)始研發(fā)5G，目前已有數(shù)百人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入研究，已經(jīng)在通信基礎(chǔ)研究領(lǐng)域進(jìn)入了世界第一梯隊(duì)。”華為公司一位不愿透露姓名的工程師表示。
韓國(guó)三星電子日前宣布，公司在研發(fā)5G方面已取得突破性進(jìn)展，他們采用一種毫米波的技術(shù)，用64個(gè)天線組(用于確認(rèn)客戶端的位置并交換信號(hào))，克服“(高頻段)不利傳播難題”，在兩公里多距離內(nèi)，每秒鐘傳輸超過(guò)千兆字節(jié)數(shù)據(jù)。在測(cè)試中，三星5G技術(shù)在28GHz的頻段下下載速率達(dá)到1Gbps，而當(dāng)前的LTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率為75Mbps。但全球運(yùn)營(yíng)商想啟用這項(xiàng)技術(shù)，還需幾年時(shí)間。
此外，著名通信設(shè)備制造商諾西、阿爾卡特朗訊、愛(ài)立信、中興等也都不同程度地開(kāi)始5G技術(shù)研發(fā)。
一些國(guó)家和地區(qū)也開(kāi)始5G項(xiàng)目研發(fā)和戰(zhàn)略布局。歐盟日前宣布啟動(dòng)了METIS(構(gòu)建2020年信息社會(huì)的無(wú)線移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù))項(xiàng)目，旨在推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化。中國(guó)科技部也已開(kāi)始了5G系統(tǒng)前期研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)，廣泛吸納企業(yè)、大學(xué)和科研院所的參與5G標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和技術(shù)研發(fā)。
“5G還處在很初級(jí)的研究階段，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研究和商用都有許多難點(diǎn)，頻譜效率提升、能耗及成本大幅降低等，都需要一些突破性的技術(shù)出現(xiàn)。”付亮說(shuō)。
“目前并沒(méi)有具有革命性的5G技術(shù)出現(xiàn)。但可以肯定的是，未來(lái)5到10年，5G將成為整個(gè)行業(yè)最熱門(mén)的研究課題，而已經(jīng)進(jìn)入世界第一集團(tuán)的中國(guó)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)必將在這上面大展拳腳。”張敏明說(shuō)。
華為公司預(yù)計(jì)，如果適當(dāng)?shù)念l譜或無(wú)線電頻率得以釋放，就能夠在2020年推出商用5G網(wǎng)絡(luò)。