越成熟越有挑战性5G行业应用发展阶段性考量
2022-02-17
自2019年正式商用以来,我国5G产业建设飞速发展。公开数据显示,我国已建成全球最大的5G网络。5G基站超过100万座,覆盖全国所有地级市、95%以上的县区和35%的乡镇,5G终端用户数突破4亿。与此同时,各类融合应用向垂直行业和领域拓展。据统计5G应用案例已超过1万多个,覆盖钢铁、电力、矿山等20多个国民经济的重要行业和有关领域,形成了一大批丰富多彩的应用场景,成为引领我国高质量发展的新动力。实际上,前不久中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第48次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,中国5G商用发展已实现规模、标准数量和应用创新三大领先。所以,在2022年开年之际,5G行业应用发展的阶段性考量成为一个必然的总结和展望话题。
中国的5G布局质量非常高
从在规模上讲,引用工业和信息化部部长肖亚庆近日在2021世界5G大会上的介绍可知,中国已开通建设5G基站99.3万个,覆盖全国所有地级市、95%以上的县区和35%的乡镇,5G终端手机连接数超过3.92亿户。同时,在标准数量上,中国5G标准必要专利数量占比超过38%,居全球首位。与以往注重产品制造不同,中国正在更多参与上游标准制定和生态培育,5G标准支撑能力持续增强。近年来,《5G移动通信网核心网总体技术要求》等447项行业标准陆续发布,为5G融合应用创新发展提供了重要的技术规范保障。
业内普遍关心的应用创新领域,中国5G应用案例已超过1万多个,覆盖了钢铁、电力、矿山等22个国民经济的重要行业和有关领域,形成了一大批丰富多彩的应用场景。5G正快速融入各行各业、呈现千姿百态,已形成系统领先优势,成为引领高质量发展的新引擎。根据工信部等十部门今年7月联合发布的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》显示,到2023年,中国5G个人用户普及率将超过40%;在垂直行业领域,大型工业企业的5G应用渗透率超过35%;在社会民生领域,打造一批“5G+智慧教育”“5G+智慧医疗”“5G+文化旅游”样板项目,“5G+智慧城市”建设水平进一步提升。
在旅游行业,以5G+AI、5G+VR为代表的智能技术广泛应用,推动云旅游、数字虚拟游蓬勃发展。中国电信将5G+MEC(边缘计算技术)能力运用于文旅场景,成功复原河南偃师二里头遗迹公园的夏朝宫殿样貌。在大众关心的医疗行业,5G为代表的信息技术使互联网医院、互联网诊疗和远程医疗技术日臻成熟。我们之前也有报道,北京冬奥会也将受益于5G的普及和应用。按照官方的报道,5G技术可以满足北京城区、延庆和张家口三地办会、高效协同和管理的需求,实现智慧观赛、超高清直播、运动科技、安全办赛等应用,推动冰雪竞技项目成绩跨越式发展。可以说,当前我们5G通信技术的发展已经成为具有深远影响的关键性技术,如何以持续的创新驱动信息通信技术发展和产业升级,成为社会和市场关注的重点。
5G网络的极简化趋势
显然,5G通信作为一种新型移动通信网络,拥有高网速、大带宽、低延迟等优势,突破了4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求。不仅可以解决人与人通信,更重要的是实现了人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。整体来看,5G网络今年的建设的重点,更加强调广覆盖和深度覆盖。应该说,也是5G网络从能力展示型网络向基础支撑网络过渡的必然选择。5GSA网络需要自己的打底网络和重点区域的深度全服全覆盖,才能真正提升用户的体验。
同时,5G的建设、运维成本的持续降低依然是业界创新和研究的重点,从产品、站点工程、运维优化、功耗等多个维度,降低综合的网络成本。对此,中信科移动提出了建设5G极简网络的思路及方案。面对运营商多频段、多制式的无线网络,面向未来全频段网络演进和建设需求,从产品层面需要研发高集成度和灵活组网的方案。
业内很清楚,频谱是移动通信产业发展的核心资源,随着5G的进一步深入发展,包括5G跟工业互联网、智能工厂深入结合的过程中,只有Sub-6G是不够的,还有毫米波的需求,毫米波和Sub-6G可以形成优势互补。从这个层面来说,5G网络的建设可以分为3个大的阶段。第一阶段是过去两年启动的初期建设,在重点城市和4G高流量区域率先建设中频段覆盖,使部分用户率先体验5G优势,并发挥分流效益;第二阶段注重广度和深度覆盖,形成完整的5G基础网络,也就是今年开始的低频基础网连续覆盖。第三个阶段是随着5G网络的能力和业务成熟,重点区域面临的容量压力需要超高速率低成本的扩容方案。而毫米波是有望在5G第三阶段建设中发挥优势的方案之一。我们之前也有分析报道,未来毫米波对于5G组网确实是一个必不可少的元素或者一个部分。所以,5G技术如果要真正达到满足市场对它的期待,需要不断迭代。这就需要通信领域继续对5G通信技术进行创新。3GPP正在开展5GR17的国际标准制定工作,计划2022年6月发布R17标准。同时,5G技术演进也将进入新的阶段即5G-advanced。可以预见,5G-Advanced的主要目标是支撑5G在垂直行业的规模拓展,在行业的转型创新发展中逐渐发挥核心支撑作用。新的力量的引入主要还是各垂直行业的内在需求,通过这些需求把握和修正5G演进的方向,确保5G之路越走越宽。
5G与AI的相互成就
每一次通信技術的标准更迭,都伴随着时代的跨越,以及人们生活方式的改变。20世纪80年代诞生的1G,催生了移动话音业务;2G通过功能的增加,使得文本通信和语言通信并存;由于传输速率的提升,3G时代音乐、图片、视频等多媒体业务开始出现;4G由于传输速率进一步提升,使得网购、社交、直播、短视频成为可能;5G的出现极大丰富了移动通信的应用场景,为智慧城市、智慧交通、智能制造、智慧能源等成为可能。我们知道,人工智能正在经历着由深度学习引发的第三次浪潮,而AI与5G的进一步融合,在数据、算法、算力和终端多个层面取得了长足的进步,对于解决当前移动通信所面临的挑战,也有很大的裨益。从专业角度来说,在通信网络中,大量的数据是是非结构化的,而且是高实时性的,这些特点导致传统数据分析和处理手段在处理大数据时效率低和灵活性差。而AI的优势在于能从具有复杂结构和内部相关性的结构中,自动提取高级特征,极大减少了昂贵的人工成本,同时数据量越大,AI的学习能力越强。
过去,我们的终端获取信息和算法,基于物理学的数学模型,或者基于概率论,对模块来进行优化。但在现网中,无线信道存在着一些非线性的噪声和失真,导致在理论值和真实数据之间存在着误差。而深度学习方法提供的流程示意图,训练阶段和推理阶段是一体的,从理论上课一学习任何隐结构和隐参数,从而拟合任意复杂的函数,进行无线信道环境的感知,以及网络状态空间刻画提供新的手段。毕竟,深度学习的算法也能解决通信系统中传统方法无法建模和无法求解的难题,这为未来移动通信系统设计了全新的端到端架构,提供新的思路。之前业内也有共识,分布式并行计算和云计算带来了强大的算力,而且由于人工智能训练任务所使用的算力呈指数级增长,基于图形处理单元的并行计算,使得深度学习能在毫秒内进行海量数据处理,实现了算力集约化与大规模应用,为终端带来无比强大的算力。而AI技术的引入,使得算力需求进一步降低,为人工智能在移动通信应用提供了有利的软硬件支撑。
终端层面,在边缘网络和终端平台的智能化方面,由于5G网络引入了边缘计算的架构,具备学习的能力,将成为拥有智能功能的终端设备。移动通信与人工智能二者结合产生的网络边缘以及终端智能化,将会驱动新一轮新的工业革命而改变我们的商业模式。这种应用可以看到在后5G或者6G时代,用户的智能化需求将被深度挖掘和实现,会深刻影响移动通信发展的趋势,技术革新和演进的布局。基于大数据、大算力、大算法的三大基础能力,可以以人驱动的人治模式,转变为网络自我驱动的自治模式,从而迸发出诸多的创新应用。
5G行业应用的挑战
对于5G行业应用,行业企业对于5G应用目前面对的挑战是非常直观的。例如,物流行业。物流行业是一个毛利很低的行业,人口密度比较大,工序也比较碎片化,应用5G首先是需要灵活的方案,比如针对不同类型园区提供可组合的能力。其次是成本,要满足投入产出比,难以用ToC的网络结构和设施服务ToB业务,需要一些轻量化、更低成本的设施。接下来是一体化的5G+物流解决方案。对于物流行业来说,5G帮助达成行业的降本增效才是刚需。另一个例子,制造业。制造业利润率不高,作为制造商,许多企业部署5G带来的成本问题不容忽视。一方面5G模组成本还有点高,另一方面也关注海量数据传输带来的资费。此外,5G进工厂还存在很大挑战,因为工厂要求可靠性、实时性,5G具备相关技术特性,还需要充分验证,给行业信心。
可以看到,5G用于生产管理等环节,需要量入为出,注重投资和使用成本,以及应用的便捷性和真实价值,让5G网络真正的用起来,带来效率的提升。5G行业应用面临的问题分为“应用侧、网络侧、公担侧”,应用侧,不同行业的属性不一样、商业能力不一样,整个商业闭环也不大一样,需要梳理出可复制、规模化应用的场景,如“5G+机器识别、5G+AGV物流、5G+数据采集/工厂远程控制”。网络侧,5G网络由“ToC”向“ToB”转变,需要解决三个问题:一是5G网络与行业系统的融合,作为即插即用;二是明确5G网络面向行业服务、端到端的保障能力标准,让行业用户放心地将应用“搭”在5G网络上。终端侧,需要对设备做定制化和轻量化的改造,以及行业终端解决碎片化、低量级带来的研发成本过高问题,降低模组和终端成本,让5G端到端的解决方案变“小”,进入到园区、车间。杜加懂透露,这些方面,5G产业方阵都在联合产业界努力向前推进。
另外,在保证5G网络质量和降低终端成本等方面,终端和芯片厂商扮演了重要角色,推动5G行业应用落地,可以说是责无旁贷。过去我们也多次从这个方面进行报道,这里就不展开了。
年度创新概念手机
XIAOMI MIX 4
几年未见,归来依旧让人流连。从硬件配置上来看,小米MIX4没有什么让人“剖析与权衡”的取舍话题,因为“坚持最初的梦想”并不容易,更不是单单从硬件层面就能被评头论足的——如果光靠堆料就能成为经典,那对于大厂来说,一年不知多少经典。如今,小米三年磨一剑的自信已经摆上了前台,无论是最强的处理器平台还是最好的屏幕形态,需要对得起自己这五年来的信仰坚守,考验的依旧是内力。五年过去了,关于屏幕这个灵魂话题,小米自然要为MIX4考虑得更深入。所以,屏下影像方案成为必然。作为第二款量产屏下影像的中国品牌机型(其实中兴的屏下影像机型是两款,Axon205G和Axon305G),小米MIX4实现屏下“大千世界”的方式有着明显的自我风格烙印,更是产业链技术积累的集大成之表现。MIX4的CUP全面屏的方案,迄今已有三代,前面两代方案只有200PPI解析度,马赛克或者“纱窗”形态不可避免。如今小米MIX4使用的是更加成熟的第三代CUP方案,400PPI的解析度基本上已经做到肉眼难辨的状态。按业内的看法,MIX4这接近完美的效果,的确是“成本和技术堆出来的”。的确,MIX4的定价已经很说明问题,且不论竞品,它与小米11Ultra也形成了消费市场层面的重合。当然,我们更愿意将其称之为“面向高端市场的交叉火力”。回到产品本身,MIX4是由一个个鲜活的理解与跳动的审美所构成的,雷军通过它,亦完成了一次成功的小米品宣。所以我們一直强调,MIX之于小米是一种高于格局的存在,也符合2021年度“创新概念”手机的定义。
EF观点
随着5G商用进程的加快及融合应用探索的深入,5G与经济社会的融合也将日趋紧密,5G融合应用也成为促进经济社会数字化、网络化、智能化转型的重要引擎。现在,5G已经被看成是一个中国领先于世界、并且可以引领世界的新产业,成为民众的“信心”产业。在拥有如此良好开局之下,5G通信技术接下来的发展便尤为重要。当前,全球范围内正在掀起5G增强技术研发和产业布局的新热潮。况且,5G发展本身就具备了分工化、协同化的特征,深化合作、扩大开放是发展的必由之路。之前科技部副部长李萌也表示,中国愿意继续秉持开放合作、互利共赢的理念,以更加开放的态度、更加务实的举措,依托中国在5G技术应用和产业方面的基础,进一步加强5G技术演进的国际合作,探索5G垂直行业应用的二次开发技术体系。