“中國5G已經(jīng)在宏觀環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)專利、市場優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)上全方位布局，并躋身世界第一梯隊(duì)。下一步，中國在發(fā)展5G新基建中需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，對需求、頻段和適應(yīng)性技術(shù)統(tǒng)籌考慮。”

　　近日，中國工程院院士、北京郵電大學(xué)教授張平在接受人民網(wǎng)記者采訪時(shí)表示，發(fā)展5G新基建意義非常重大，這是全球競爭的焦點(diǎn)。

　　張平院士指出，5G新基建要建設(shè)生態(tài)，不僅對國內(nèi)開放，對不同行業(yè)開放，也要對全世界開放，在理論、技術(shù)、工程、產(chǎn)品等方面充分發(fā)揮中國的優(yōu)勢。

　　加大基礎(chǔ)創(chuàng)新力度 推動(dòng)新基建實(shí)施

　　“新基建”是今年的熱門詞。張平說，全球經(jīng)過了三次工業(yè)革命，目前正在進(jìn)行第四次工業(yè)革命，第四次工業(yè)革命的核心是基于信息物理融合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要由5G、人工智能等新一代信息技術(shù)構(gòu)成，也可以稱之為“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，與信息業(yè)融合的制造業(yè)。

　　黨的十九大報(bào)告中指出，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。目前也采取了很多措施進(jìn)行推動(dòng)，這些措施中一個(gè)關(guān)鍵詞就是“加快”。今年6月份，中央全面深化改革委員會(huì)上強(qiáng)調(diào)：加快推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造業(yè)融合發(fā)展。張平說，它意義非常大，需要我們以長遠(yuǎn)的發(fā)展思路進(jìn)行系統(tǒng)性建設(shè)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展。

　　在今年4月份國家發(fā)改委的報(bào)告中，將新基建歸成三個(gè)類別：第一類信息基礎(chǔ)設(shè)施，包括在通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，在新技術(shù)上發(fā)展人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈，在算力上發(fā)展智能計(jì)算中心、數(shù)據(jù)中心；第二類是融合基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型，支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型；第三類是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展能夠支撐科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　張平說，在創(chuàng)新方面，我們國家在國家實(shí)驗(yàn)室和新的基礎(chǔ)創(chuàng)新上有大的部署，國家實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上就是針對基礎(chǔ)研究來做創(chuàng)新，這是新科技發(fā)展的“第一公里”；目前整體發(fā)展是在靠近應(yīng)用的“最后一公里”做得比較好，這實(shí)際上是一個(gè)倒三角。

　　“從今天我們所做的部署和整個(gè)產(chǎn)業(yè)的努力方向來看，在經(jīng)過5到10年的努力后，我覺得非常有信心真正做成應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用協(xié)同發(fā)展方式，而且可以通過‘新基建’來推動(dòng)實(shí)現(xiàn)。”張平說。

　　5G在新基建整體架構(gòu)中處于核心層

　　張平院士在采訪中表示，近三十年來，移動(dòng)通信經(jīng)歷了快速發(fā)展，通信速率不斷提升的需求是其主要驅(qū)動(dòng)力。和4G相比，5G不僅是單純的速率越來越快，而是根據(jù)場景的不同，設(shè)立了增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、海量機(jī)器通信和超高可靠低時(shí)延三個(gè)場景，開啟了萬物互聯(lián)的通信新領(lǐng)域。

　　2018年12月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議首次提出“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”，5G就是主要的領(lǐng)域之一，引發(fā)各行各業(yè)持續(xù)關(guān)注。張平認(rèn)為，由于5G的愿景可為數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐，因此在新基建整體技術(shù)的架構(gòu)中，5G處于核心層。

　　張平表示，目前5G的發(fā)展態(tài)勢良好，有助于實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)、全流程、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的泛在連接，將成為推動(dòng)各行業(yè)發(fā)展的加速引擎，催生更多新型服務(wù)和垂直應(yīng)用。例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是滿足工業(yè)智能發(fā)展需求，是新一代信息技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)和應(yīng)用模式。

　　每個(gè)行業(yè)都有自己的特點(diǎn)，對通信的需求也不相同，“傳統(tǒng)模式是通過單一網(wǎng)絡(luò)滿足所有的需求，這在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)中可以實(shí)現(xiàn)，但在行業(yè)應(yīng)用中，不可能用一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)把所有行業(yè)網(wǎng)絡(luò)都統(tǒng)一。”張平提醒說。

　　無線通信具有靈活、便捷、易部署的特點(diǎn)，但僅僅依靠這幾點(diǎn)還不夠。“我們需要不斷深度挖掘行業(yè)場景對信息技術(shù)的需求，結(jié)合邊緣計(jì)算、人工智能等使能技術(shù)，通過頻率協(xié)調(diào)等新思路，發(fā)展無線專網(wǎng)與融合組網(wǎng)，才能切實(shí)加快5G技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化。”張平說，這些正是我們籌備中的5G研究院的下一步研究工作重點(diǎn)。

　　新基建面臨差異化挑戰(zhàn) 5G垂直行業(yè)要重實(shí)效

　　同時(shí)，新基建也面臨挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)為大、異、碎、散。

　　“大”是指連接大規(guī)模，到2025年將新增10億個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接；“異”是指服務(wù)差異化需求多，我國是全世界制造業(yè)里面行業(yè)最齊全的，基本上別人有我們都有，希望通過ICT把需求各異的企業(yè)融合起來，確實(shí)是很難的事情；“碎”是指多種網(wǎng)絡(luò)資源的碎片化分布；“散”是威脅分散化，傳輸網(wǎng)絡(luò)安全邊界被打破，不同物理位置和網(wǎng)絡(luò)層級的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生會(huì)更多攻擊點(diǎn)。特別是這些因素與生產(chǎn)結(jié)合起來，威脅就更大了。

　　5G主要提供三大場景的能力，包括大帶寬的、海量機(jī)器通信的，還有工業(yè)上可用的高可靠低時(shí)延的場景。從5G能力來講，關(guān)鍵是5G頻譜的利用率得到了提高。從技術(shù)上看，5G網(wǎng)絡(luò)在空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上都有很大進(jìn)步，空口技術(shù)上出現(xiàn)了大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址接入、全頻譜接入等，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，引入了邊緣計(jì)算、按需提供網(wǎng)絡(luò)功能、云化基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)切片。

　　這是5G網(wǎng)絡(luò)能夠提供的能力，但它用在各個(gè)垂直行業(yè)中仍然要解決行業(yè)的差異化需求。例如在通信需求上，一是速率差異大，每路視頻速率達(dá)到百兆bps，但巡檢數(shù)據(jù)只有Kbps，控制信號(hào)的速率更低；二是時(shí)延動(dòng)態(tài)大，實(shí)時(shí)處理的圖像、視頻信號(hào)是小于100毫秒的；控制時(shí)延要求小于10毫秒，授時(shí)的時(shí)延則要小于10微秒；三是連接數(shù)量大，海量并發(fā)連接，大型制造類企業(yè)同時(shí)連接、在線接入的設(shè)備數(shù)量可達(dá)數(shù)十萬臺(tái)；四是可靠要求高，現(xiàn)有控制主要基于有線通信方式，無線的可靠性如何保證，是否需要做到99.99999%？這種差異化表示在對數(shù)據(jù)的需求上，則體現(xiàn)為對數(shù)據(jù)的有效性、一致性、安全性的要求。

　　5G提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，對工廠來說一定要足夠方便，越簡單越好，讓企業(yè)的成本壓力越小越好。各種各樣的接入云，要支持把問題在網(wǎng)絡(luò)的邊緣做處理，而不是都傳給后臺(tái)處理，這既增加時(shí)延又增加成本。

　　“新基建”和垂直行業(yè)的應(yīng)用主要有幾個(gè)方向，一是類似大腦的IT技術(shù)；二是運(yùn)營技術(shù)OT，這是工廠企業(yè)賴以生存的壁壘技術(shù)；三是通信技術(shù)，即CT；四是OT技術(shù)如何在物理實(shí)體中與CT技術(shù)結(jié)合。現(xiàn)在做的CT技術(shù)也是向著滿足這種需求的方向來發(fā)展。

　　5G應(yīng)用有兩個(gè)主要的領(lǐng)域，一個(gè)是面向信息消費(fèi)者的5G,這主要依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)，使用的人越多越賺錢；另一個(gè)是面向行業(yè)和企業(yè)的5G，應(yīng)用場景特別多，我們國家差不多有900多種，世界上有的我們都有，因此要適應(yīng)個(gè)性化、定制化需求，而且為工廠做服務(wù)，要越便宜越好、越解決問題越好，而不是越復(fù)雜越好。

　　張平院士認(rèn)為，從網(wǎng)絡(luò)來看，就需要網(wǎng)絡(luò)開放和產(chǎn)品定制相結(jié)合。系統(tǒng)開放硬件接口，通過推進(jìn)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)開放接口，支持異廠家設(shè)備的互操作；實(shí)現(xiàn)硬件通用化+虛擬化，積極并充分利用通用平臺(tái)，減少對私有平臺(tái)的依賴，優(yōu)化整個(gè)5G部署的投入產(chǎn)出比，同時(shí)基于虛擬化方式構(gòu)建無線接入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的智能無線網(wǎng)絡(luò)；要向第三方軟件開放接口，制定、推進(jìn)接口及相關(guān)API標(biāo)準(zhǔn)化定義，探索開源解決方案。小基站會(huì)成為重要節(jié)點(diǎn)，小基站的組成部分可以重構(gòu)，包括芯片重構(gòu)，軟件、硬件重構(gòu)，解決“缺芯少魂”的現(xiàn)象，而且這對我們來說實(shí)現(xiàn)起來并不難。

　　5G在技術(shù)上的創(chuàng)新主點(diǎn)是提高了頻譜效率，要提高頻譜效率有各種技術(shù)，包括空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是通過天線技術(shù)的提升，我們實(shí)現(xiàn)了5G的頻譜效率比4G的頻率效率提高了3倍。

　　今天，中國5G已經(jīng)在宏觀環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)專利、市場優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)上全方位布局，并躋身世界第一梯隊(duì)。我國預(yù)計(jì)在Sub 6G頻段部署支持混合組網(wǎng)的模式，在實(shí)現(xiàn)良好覆蓋的同時(shí)，有效支持車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)應(yīng)用。

　　張平院士指出，發(fā)展5G新基站意義非常重大，這是全球競爭的焦點(diǎn)。我們在發(fā)展5G新基建中需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，對需求、頻段和適應(yīng)性技術(shù)統(tǒng)籌考慮；在5G新基建中，要做生態(tài)建設(shè)，不僅對國內(nèi)開放，對不同行業(yè)開放，也對全世界開放，在理論、技術(shù)、工程、產(chǎn)品方面都貢獻(xiàn)我們的力量。