5G：信息技术的“权力”

荣智慧

5G是全球的新闻焦点。有人说它已经“来了”，有人质疑它尚未“到场”。5G的布局是一场多个国家的技术竞争，也是两个大国政治博弈的核心。

次世代的无线通信技术，对人类的生活和商业活动至关重要。它将改写人类与外部世界的互动方式，并在制造、运输、教育、医疗、种植等领域创造新的机会，支持经济的增长。

培根曾说，“知识就是权力”。信息时代已经降临了40年，可以说，信息技术的知识就意味着权力，而不仅仅是“力量”。信息的生产、传播、消费，是政治、经济、文化变革的根源。21世纪的一个明显趋势是，国际格局被信息技术左右。

无线电通信的历史、技术与标准，既是工业革命浪潮奔涌的体现，也是信息时代促成全球政治格局“风云变幻”的最重要一环。

永不消逝的“电波”

电波通信的历史表明，领域内的先行者，将在次世代获得数十亿美元的收益，同时创造大量就业岗位，并走在技术创新队伍的排头。更重要的是，先行者将制定标准和规范，其他国家将不得不采用这些标准和规范。相反，在迭代中落后的国家，因为不得不采用“领头羊”的标准、技术和架构，会丧失新一代无线技术的开发能力和市场潜力。

3G时代拥有诺基亚和爱立信的欧洲，4G时代坐拥苹果、谷歌的美国，无不是早早抢占竞争先机，并从领先优势里受益匪浅。中国对5G网络抢先部署，抢先投入使用，保持了一定的先发优势。

通信技术的原理并不复杂。信息从通信机房传输到基站，一般是“有线”通信。介质是有“线”的，像电缆、网线、光纤。目前，单条光纤最大传输速度已达到26Tbps，是传统网线速度的2.6万倍。信息从基站传输到智能终端，比如手机，介质是空中的电波，这叫“无线”通信。

如果说有线通信的传输容积是一辆大卡车，那么无线通信的传输容积跟独轮手推车差不多。5G主要想解决无线通信里“小车换大车”的“升级”问题。

无线通信靠电波，电波也叫电磁波。通过划分不同的波段，电磁波被分为低频、中频、高频等多个类别。主流的4G LTE，属于超高频和特高频，按波长区分，也叫分米波和厘米波。到了5G时代，电磁波的频率进一步升高至“极高频”，也叫毫米波。

电磁波的特性是，频率越高，速度越快。频率越低，穿越性越好。因为频率高的电磁波波长短，趋近于直线传播，绕射能力就差，传播过程中的衰减也大。

次世代的通信，又要扩容，又要提速，还要考虑成本，对频率的选择就有了差别。

美国布局的是毫米波，在30GHz到300GHz之间。毫米波的好处是，波束窄，分辨率高，速度快，数据量大，时延小；带宽多，避免低频段拥堵；组件小，可以紧凑布局。缺点是传播距离短，需要大量建基站，保证不间断的覆盖范围。

中国布局的是Sub-6，包括低于6GHz的频谱范围，属于厘米波。Sub-6波长更长，穿透障碍物的能力更强，覆盖范围比毫米波广得多。Sub-6可以用更少的资金，更少的基站，同时利用现有的4G基础设施，达到毫米波的效果。

如果说有线通信的传输容积是一辆大卡车，那么无线通信的传输容积跟独轮手推车差不多。5G主要想解决无线通信里“小车换大车”的“升级”问题。

而且，在美国，Sub-6频谱大部分都是政府专用，商用被限制。要想重新规划或共享频段，时间成本高昂。如果将现有的用户和系统迁移到频谱的其他部分，再通过拍卖、直接分配等方法释放到民用部门，通常得花10年以上的时间。共享的话可能快一些，但也要等5年以上。

毫米波和Sub-6各有利弊。但是，将最终决定5G“标准”的，绝不仅仅是技术条件。

2019年4月12日，美国总统特朗普在白宫讲话：“安全的5G网络将绝对关系到美国在21世纪的繁荣和国家安全……在这样一个未来极具威力的产业方面，我们不能允许任何国家超越美国。”

5G就像令大国逐鹿中原的“九鼎”—得之能号令天下。

产业信息化

5G的地位之所以能与核技术媲美，正因为它们都是一项基础性技术，可以在不同的领域发挥重要作用。

最重要的是，5G是一把“产业信息化”的利器。它不仅仅为改造农业和服务业赋能，更重要的是为处于经济转型中的工业国提供了全新的发展空间。

当下的阶段是工业3.0，可以说，所有的工业国家目前都处在这一阶段。工业3.0的特点是以PLC（可编程逻辑控制器）和计算机的应用为标志，机器已经取代了一部分的人力，也接管了一小部分脑力。

工業企业通常分成两大部门：生产部门、业务部门。前者通过MES（制造执行系统）管理，后者通过ERP（管理信息系统）管理。MES主要负责生产流程的控制，比如生产的步骤、工序。ERP主要负责财务信息的管理。在今日大多数工厂的车间里，生产部门和业务部门都分别由两个系统连通了。

不过，问题就在于，MES和ERP是没有打通的。MES在生产过程中发现原材料不合格，或者机器设备失灵等问题，它自己可以按实际情况进行调整。但是这个情况ERP并不知道，还需要人去盯着，去更正，如果中间环节发生了疏漏，那财务信息就差之毫厘、谬以千里了。

MES和ERP的问题，是工业3.0的一个缩影。工厂里的每个部门、每个环节、每条信息都像是一个个孤岛，一个出了问题，其他的并不知道，等到工人发现问题，再从头一个个环节筛查，效率十分低下。在过去，工业产品开发和销售的时间都特别长，比如西门子的一种变频器，畅销30多年，因此开发时间长、效率低，也没有带来严重的后果。但是到了如今，全球性的产能过剩，和互联网的繁荣，让工业3.0的问题有了切肤之痛。