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邬贺铨院士:5G时代手机能力将不可想象

2017年3月17日 13:50  科学加  

 在刚结束的两会上5G成为热词之一,科技部部部长提出要加强5G技术研究。日前,中国工程院院士邬贺铨曾就5G时代进行了一场干货满满的演讲。

讲座专家:

邬贺铨(中国工程院院士、中国互联网协会理事长)

讲座地点:

首都科学讲堂

太长先看版:

· 5G的应用将在增强移动宽带、超可靠低延时、万物互联三个方向发力

· 5G可以提供网络资源利用率,解决移动基站忙闲不均的问题

· 不是任何计算都在要在云上进行,网络除了云计算,还有雾计算、霾计算

· 5G网络可以支持智能手机隔空翻屏、语音翻译等

· 通过5G宽带,手机连到云端平台以后能力更不可想象,也将具备学习能力

· 5G可能会让全世界告别交通事故

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨

1、5G的应用将在三个方向发力

现在很多人都在探讨5G网络的发展方向,5G网络的方向无非就是在三个方向的应用上继续努力:

第一是增强移动宽带,我们要看4K的高清电视,要看三维电视,就要有可感知的互联网,我们要看超高清的视频,我们的体育赛场要现场看到高清晰的图像,我们要用无线代替光纤,还有实现虚拟现实,这些都要增强移动宽带。例如,现在在智能手机上下载一个视频可能要花些时间,而5G的用户体验速度比4G高10倍,峰值速率要比4G高30倍,看电影更容易了,玩游戏响应也会更快。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲观看4K的高清电视要增强移动宽带(图片来自网络)

另外一个应用是超可靠低时延,比如在高铁上网络通信必须运行速度达到这么高,还有无人驾驶车、机器人、无人飞行器、远程医疗等,有时都需要超可靠低延时,像远程做手术,不仅需要图像清晰度高,而且时延很小,可靠性又要很高,还有工业的自动化,有时也得保证超可靠低延时。

第三点是万物互联,比如智能家居,各种各样的可穿戴设备等等现在已经呈现出了这样的形态。

2、利用云计算提高网络资源利用率

5G的发展也会和云计算密切结合起来。5G用云计算有什么好处呢?它可以把功能软件化,业务可以统一,硬件可以集中,可以大大提高网络资源的利用率,降低维护的成本。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲5G可以大大提高网络资源的利用率(图片来自网络)

我们以北京市回龙观的基站举个例子,晚上大家都回到回龙观住了,这里面的业务就很忙,但白天回龙观的人上班到城中心去了,城中心的基站就很忙了,所以移动通信的基站有个显著特点叫潮汐效应,有些基站这会儿忙,有的基站另一些时间忙,就是说基站利用是不均匀的。

基站的利用率很低怎么办呢?过去每个基站都有基站处理器有天线,现在通过光纤连到交换机,就可以把基站处理器集中起来,这样的好处是当这个基站忙的时候可以把上一个基站的资源调给它用。通过这种办法来解决移动通信忙闲不均的问题,这种方式我们叫云化的基站,它实际上就是集中的基站,合作的基站,也是绿色化的基站。通过这样的方式,资源合理的调度做到合作协调,做到绿色化,就可以大大节约能源。

3、除了云计算还有雾计算、霾计算

是不是什么东西都需要放到云呢?云有云的好处但是也有缺点,什么东西都直接上到云,一个是时间比较长,另外一个是要占用网络资源,比如视频要上到云的话,时间就长,也要占用网络的资源。比如做虚拟现实、增强现实,我们希望反应很快,你上到云的时间就长了,需要用其他的方式予以解决。所以现在除了云计算,又出来一个雾计算,雾比云矮一点,现在北京有雾霾,将来还会有个霾计算,就是说越来越靠近底下,靠近底下的好处是什么呢?就是说直接就可以处理了,这样宽带的视频就不需要把流量的压力压到核心网了,在其边缘就有可利用的分配网,就直接可以上网了。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲运用霾计算,从这张图种可以看出,污染物在清晨也就是7点到8点间达到开始迅速增加,到10点开始进入线性增加期,而到傍晚时分开始下降,并于晚间回归较低的值

所以,移动通信除了云以外,还要考虑移动边缘计算,就是边缘上怎样来处理,该放到云计算的就放到云,该放到雾计算的就雾计算,该放到霾计算的就霾计算。有些东西就不能一概而论,什么东西都是集中,也可能有些需要分散,所以这也是未来5G需要考虑的问题。

4、5G网络将支持手机语音翻译

早些年手机只能听和讲,后来发展到可以看和写,可以触摸可以感知。现在手机上有各种各样的传感器,有重力感应器有陀螺仪。现在在美国和日本,你揣着手机上路,只要一摔跤,马上可以发个短信给你的亲人和医院,医院一查这个机主是80后90后,还是80岁、90岁的老人,再查一下有什么病没有,没等你爬起来,通过手机定位救护车就开过来了。

苹果首创触摸翻屏,现在有公司提出来,不侵犯苹果专利,通过隔空翻屏,就是手并不触控屏幕,只需在屏幕上方完成指定的手势,即可实现相应的功能。将来甚至还有眨眼翻屏,眨一下左眼向左翻,眨一下右眼向右翻,此外点两下下巴就可以实现屏幕双击。手机完全可以感觉到你的情况。美国有个手机,下载一个APP2.99美元,装在手机上,往身上一扫,什么地方发炎就能亮出红斑来。北京PM2.5比较严重,所以现在就有人要做测试PM2.5的手机。

我们现在到国外,看不懂英文怎么办?用手机一拍,比如它就可以告诉你这个英文就是牛奶,这个是自动翻译的。现在你到俄罗斯旅游,不懂俄文没有关系,你拿手机一拍,你要它翻译成英文就翻英文,翻成中文就翻中文。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲5G网络让你随身携带手机翻译(图片来自网络)

微软现在做到了26种语言翻译,你的手机里面有语言键,假如你的朋友是英国人,你摁一下语言键里头选英文,你讲中文他听英文,他讲英文,你听中文就行了。26种语言,你学外语也难学到26种吧!现在手机通过移动网连到云端,就能够做得很好。现在这个还没普及到所有手机,但是未来大家到全世界任何地方旅游都不存在问题了,都能自动翻译成你所需要的语言。

5、5G网络让手机的能力不可想象

将来通过5G宽带,手机连到云端平台以后,手机的能力更不可想象,就在你的手机上,各种各样的传感器都可以支撑你的手机。当你走到街上,看见前面有个女孩子肩上的包很好看,你对着包隔空画一个圈,用智能眼镜拍下来,通过智能手机连到云端,最后搜索完了就可以知道是什么牌子,什么面料,在哪个百货公司卖,什么时候可以打折,这叫所见即所得,就说你看见什么就知道什么,因为你永远连在网上了。由于可穿戴的设备,也都能通过传感器来到手机上,和移动网连到云端,这样智能手机的功能就强化了。

我们再看虚拟现实的一个例子,当你在商店买一件红裙子,试穿的时候你觉得是不是换成蓝色的更好,不用换了,你就说一下,智能手机就跟你把颜色换掉,你说修改一下下摆,还要修改一下腰身,它都可以跟着你变。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲5G网络让你虚拟购物(图片来自网络)

随着人工智能的发展,手机的能力还会不断的提升,将来手机连到云端以后,手机会学习了,你每天用手机讲话,它就慢慢了解你了,包括你的社交,你的什么状态,所以将来你讲话,你不用讲太多,它都能领会你什么意思了。

6、5G能让全世界避免众多交通事故

现在我们每个人的汽车,都有比较复杂的电子系统,一般普通汽车的汽车电子占成本30%,高档车的要占成本的60%左右,可是我们的汽车电子,还是没跟道路的所有信息系统连起来的。如果我们让车联网,这样的话,我们就可以提前预警,避免一些交通事故。

所以,美国已经要求未来的新车,即上路的新车,必须具有跟相邻汽车通信的能力。而实行汽车通信,要求是很高的。汽车碰撞要小于2毫秒,这就是为什么5G设计要1毫秒的重要原因。高速公路车开得那么快,靠人反应有时根本来不及,最好是靠通信反映,而通信自然是移动通信。所以5G的设计要考虑到高速公路汽车的安全。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲5G网络可以让你与相邻汽车通讯,防止交通事故的发生(图片来自网络)

未来无人驾驶、辅助驾驶还是有用,当然这个驾驶最大的能力不是靠汽车,是靠里边的各种各样的传感器,还有宽带移动通信系统。未来的5G就是一个最好的支持。

7、5G时代“地球上每一粒沙子都将拥有一个IP地址”

互联网最早出现在美国,美国每个网民有六个地址,中国每个网民半个地址都不够,所以我们要用IPv6。在5G来临时更是要加快IPv6的发展。在IPv6模式下,IP地址总量由2的32次方,跃升至2的128次方,开启了一个“取之不尽”的网络地址库。

业界有种更形象的说法是,IPv6可以让地球上每一粒沙子都拥有一个IP地址。实际上,恐怕地球上的沙子数量都没这个地址多。但是IPv6有加密,加密我们过去有关部门害怕,说加密我们对信息安全的管理带来麻烦,但实际上加密是互联网的趋势。我们也很难避免,如果不在这个时候发展,我们越等待就会越被动,安全不是等待来的,安全必须是发展中才能安全的。而且现在的年轻人,上得了厅堂,下得了厨房,翻的了围墙。当然现在网络安全也没那么可怕,也是可以解决的。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲互联网IP协议第六版即IPv6为核心的网络体系结构技术,是下一代互联网的核心问题(图片来自网络)

现在美国的运营商IPv6使用率已经很高了,他们IPv6的部署率现在已经到47%了。数据显示,中国世界排名是第52位,只有7%的IPv6互联网用户,低于比利时、美国和日本等,中国使用IPV6是最少的国家之一。未来中国要加快向IPv6发展,而5G没有IPv6将来是很难做的。

8、5G会孕育出大批的“独角兽”企业

移动互联网出来后世界范围内出现新一轮的创新,多年以来,我们认为“微软+因特尔”在IT领域的霸主地位是不可战胜的,一个管操作系统一个管CPU,可是现在手机的的芯片、操作系统是安卓和苹果了,微软陷入疲软,因特尔被旁落了。这说明微软和因特尔是可以被颠覆的,只是颠覆他的还是美国的企业。所以习总书记说,互联网的核心技术,是我们最大的命门,核心技术受制于人,是我们最大的隐患。所以5G也是核心技术创新的竞争领域。

现在随着云计算物联网大数据、移动互联网的出现,互联网开始面向生产服务了,进入了“互联网+”,所以5G是进入产业互联网的时代,进入“互联网+”的时代,这也新的企业崛起提供了巨大的机遇。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲2017年2月,美国风投数据公司CBInsights公布最新的全球独角兽企业榜单(图片来自网络)

这些年来,互联网的发展成长起了美国的微软、谷歌、亚马逊、Facebook等企业,和中国的百度、网易、腾讯、京东等一批企业。现在新一轮的互联网面向产业,会和5G会孕育出大批的“独角兽”,会有新的一批互联网企业迅速崛起。

9、移动消费占到了个人信息通信服务费用的一半

现在全世界,信息通信技术的消费支出中,移动服务、移动应用和手机已经占到整个支出的一半,也就是说大家买手机,交移动费用,是每人每年平均信息通信服务费用的一半。

移动通信对经济发展具有显著的促进作用,但往往缺乏量化的数据予以证明。全球移动通信系统协会(简称GSM协会)与世界咨询业巨头德勤经过长期跟踪研究,几年以前公布了一分移动电话服务的增量效益评估综合报告,这份报告是基于对14个国家的数据应用和经济增长情况的研究,以及移动通信对79个国家生产力的影响和3G渗透对96个国家的影响的研究,首次预测了移动数据应用对发达和发展中市场GDP增长的影响。

邬贺铨院士:速度是4G的十倍!5G时代手机能力将不可想象

▲5G让移动支付更加便捷(图片来自网络)

研究显示,发展中国家移动通讯普及率提高10%,生产率要提高4.2个百分点;从2G到3G的渗透增长10%,导致人均GDP增速上升0.5个百分点;3G渗透增长10%,人均GDP增速随之上升0.15个百分点;移动数据使用增加100%,人均GDP要增速0.5个百分点;3G的移动数据使用增加100%,人均GDP要提升1.4个百分点。总而言之,移动通信跟GDP、跟劳动生产率是密切相关的。

2016年,互联网对中国的贡献达到%6.9,仅次于韩国和英国,超过了美国的5.4%。根据预测,2013年到2025年,中国的互联网会让GDP增加7%-22%。而在现在的中国的互联网里头,移动通信是占大头的。

互联网到移动互联网的革命,不是简单地从有线改成无线接入,而是扩展了整个产业链,改变了我们的全部生活,这种改变未来在5G上将更会加明显。

注:本文根据邬贺铨院士2月9日在首都科学讲堂的讲座整理,未经邬贺铨本人审核。

编 辑:王洪艳
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