为什么我们要发展5.5G?

发布时间:2024-02-29 10:16:33 来源: sp20240229

  为什么我们要发展5.5G?

  它是5G的“增强版”,为6G创新“开路”

  继9月初完成全部功能测试后,就在前两天,华为又宣布,已全面落实IMT-2020(5G)推进组5G-A的关键技术测试,多项技术性能取得重大突破,5G-A将加速步入现实。

  5G-A,全称5G-Advanced,译为增强版5G。业界指出,其在时延、带宽、速率、可靠性等关键指标上的表现介于5G和6G之间。正因如此,不少人也形象地称呼它为“5.5G”。

  此时距离5G商用不过四年。有的用户刚刚才“玩转”5G手机,有的仍停留在4G。5.5G的诞生,是否意味着5G将成过去?为何我们要发展5.5G,而不是直接等待6G?

  一问:5.5G比5G多了什么?

  数据显示,5G是所有通信技术中发展速度最快的——4G用6年发展了10亿用户,5G仅用3年就达成了这一里程碑。目前,全球已部署超过260张5G网络,覆盖近一半的人口。

  那么,5.5G会更快、更强吗?

  从5.5G的官方名称“5G-Advanced”不难看出,其是基于5G的演进和增强。从定位上看,它是通信技术从5G走向6G的必要过渡和衔接,发挥着“承前启后”的重要作用;从技术能力上看,它相比5G能带来至少10倍网络能力的提升。

  在刚刚结束的杭州第19届亚运会上,连接奥体中心和亚运村的观景道路——观澜路成了热门打卡地。沿途,运营商布设了13处5.5G站点,可实现10Gbps的峰值网速——相比5G千兆网提升了10倍。即便是高速行驶中的车辆,也能测出5Gbps的下行速率。

  除此之外,5G向5.5G进化,将推动物联网连接数量从100亿增加到1000亿;网络可靠性从4个9提升到5个9甚至6个9;室内定位精度从“亚米级”提升至“厘米级”……

  更重要的是,5.5G还将具备通感一体、无源物联、内生智能等“超能力”。

  以“通感一体”为例——与4G、5G等不同,5.5G不仅能实现通信,还具备感知能力,能将感知到的味觉、触觉、嗅觉乃至“意念”等复杂多元信息实时共享给他人。这是通信技术发展至今,第一次获得跨感官获取、传递信息的能力。这远远超越了狭义通信的范畴。

  “5G-A(即5.5G)革命性的技术能力,将给用户带来许多与众不同的体验。”浙江移动规划技术部5G技术专家徐林忠认为,这些能力将极大地加快各行各业信息化、数字化、智能化的进程;并为裸眼3D、低空经济、万物智联等新兴产业的发展提供强大的推动力。

  二问:5G不够用了吗?

  随着5.5G加快落地,人们不禁要问:商用刚满四年的5G不够用了吗?

  对不少普通用户来说,5.5G所描述的网络能力的提升,仅仅意味着更流畅的上网体验,更快的大文件下载速率。从直观感受出发,5G与5.5G的差距似乎并不大。

  事实果真如此吗?

  中国工程院院士邬贺铨曾指出,商用四年来,虽然我国5G建设取得了显著成绩,但在应用领域稍显不足。尤其是在国内数字化转型步入深水区之际,面对工业、自动驾驶、大模型、高端制造等领域里纷繁复杂的网络连接需求,5G的特性显得有些捉襟见肘。

  以自动驾驶领域为例。随着车联网技术的发展,车与人、车与车、车与路、车与云端之间智能信息交换、共享的频率越来越高,信息量越发庞杂,这对通信网络的时延、带宽等能力提出了极高的要求。据专家预测,今后在辅助驾驶场景下,智能车每月网络流量将突破300GB,甚至达到TB量级——这对于带宽能力仅有1Gbps的5G来说,是“不可承受之重”。

  又比如,现如今以“大模型”为代表的AI应用快速进化,带动全球算力需求呈爆发式增长。2000年前后,算力需求平均每5到6个月才翻一倍,但从2012年到2019年,人工智能算力需求扩大了30万倍;业内预计,到2025年,智能算力需求或将达到当前的100倍。

  据统计,仅“ChatGPT”一款AI聊天工具,每天所要占用的算力就高达3640PF(即假如每秒计算一千万亿次,需要计算3640天),是7-8个500P数据中心算力的总和。

  “以5G的带宽、时延能力,无法充分释放算力潜能。”通信专业博士、中国科普作家协会会员张弛表示。更何况,随着大模型的演进,未来通信网络还要具备“内生智能”的特性,能根据网络流量模型的变化,提升自动化、智能化水平——这也远远超过了5G的能力极限。

  而在新工业、物联网、AR/VR、裸眼3D等领域,面对日益增长的数字技术发展、数智化转型需求,现有的5G网络同样面临容量不足、功耗过高、时延较长等困境。

  “5G不能完全适应工业等场景对大上行带宽、确定性时延、高可靠与精定位等的要求。”邬贺铨说,“所以需要发展5G-A(即5.5G),来满足这些需求。”

  那么,5.5G作为5G的“增强版”,是否又会取代5G呢?答案是否定的。

  从1G到5G网络的发展历程不难看出,通信技术的迭代并不是相互取代,而是长时间的和谐共存。就好比,在5G时代,你仍然可以使用4G甚至3G手机实现通信一样。

  更何况,5.5G脱胎于5G,“它不改变5G的网络架构,主要通过射频部分的改进和软件升级及AI赋能,释放5G潜能,适应对带宽、频效、能效、时延、成本等有不同要求的业务。”邬贺铨还指出,5.5G技术的真正价值,在于为6G创新“开路”。

  三问:为什么不直接发展6G?

  如果说,5.5G的网络能力是5G的10倍,那么依据最新报告,6G的传输速度至少将是5G的100倍。此外,在时延、带宽、定位精度、可靠性等专业指标上,6G对比5G乃至5.5G也会有数量级的提升。既然如此,我们为何需要5.5G,而不是直接发展6G?

  纵观移动通信技术的发展历程,从1G到5G,几乎每10年才迭代一次;而产业进步、应用创新的速度,却往往以“月”,以“天”,甚至以“小时”和“分钟”为单位。这也是为什么,在商用初期可以满足大多数行业需求的5G,仅仅四年后就显得“不够用”的原因。

  通信技术是产业数字化、智能化发展的“基座”。当需求不断增长,网络能力却跟不上时,产业进化、经济增长的脚步就会被“拖缓”——这显然不是国家及产业各界乐见的结果。

  无奈的是,6G目前仍处于愿景需求形成,以及关键技术研究的早期阶段。中国移动首席科学家王晓云曾表示,如果将新一代移动通信技术分为框架及总体目标发布(M1)、标准启动(M2)、标准冻结(M3)、网络试验(M4)、商用落地(M5)五个阶段,当前6G技术仍介于M1与M2之间,6G网络实现商业落地最早在2030年左右。

  “半代升级”的价值也正是在此时得以彰显——基于比5G更强大的技术能力,5.5G将支撑产业持续以高增速完成自我进化,而不是落后或掉队;直到更强大的6G来临。

  事实上,通信技术的每两个整数代之间,几乎都存在“半代升级”。比如,2G时代有2.5G,3G时代有3.75G和3.9G——它们分别用来指代GPRS、EDGE及LTE。

  而从本质上来讲,“半代”概念的背后是3GPP组织对通信网络制式的定期迭代。

  3GPP是国际标准组织。每隔一段时间,它就会发布新版本(Release),以推动通信技术的演进研究。早在2019年,3GPP冻结了第一个5G的完整版本——R15,随后在2020年、2022年又冻结了R16、R17版本。至此,5G的首批3个版本标准全部完成。

  “从R18开始,被视为5G的演进,命名为5G Advanced(5G-A),预计仍然将会有3个版本。”中信证券通信行业首席分析师黄亚元表示。也就是说,5.5G的命名方式,实际上是为了将未来的R18-R20版本和此前的R15-R17加以区分。

  四问:5.5G手机要来了吗?

  对普通用户来说,要想体验5.5G,哪种方式最快?

  答案是以手机为代表的终端产品。

  有消息称,最快在今年底,各大手机厂商的旗舰手机将达到5.5G的网速标准——下行速率达到5Gbps,上行速率达到500Mbps。目前,各大手机厂商正在对5.5G芯片展开能力验证,最快在2024年上半年商用。这也就意味着,真正的5.5G手机可能到那时才会到来。

  值得一提的是,这是行业首次初步明确5.5G手机的面世时间。

  北京社科院副研究员王鹏指出,“现在很多手机厂商是以5G为核心的,未来如果是5.5G时代到来,会让消费者有换机的动力,带动手机市场的消费。”

  更重要的是,5.5G将进一步打开和完善5G行业应用市场。以裸眼3D为例。未来,基于5.5G的技术实力,用户不需要佩戴智能眼镜,仅通过手机、电视等终端产品,就能实现裸眼3D观影、玩游戏等。这将彻底颠覆以往的终端使用体验。

  而从行业层面来看,业内人士认为,5.5G即将进一步提升移动通信的速度和可靠性,为更多的应用场景提供技术支持,例如智能网联汽车、工业互联网以及虚拟现实和增强现实等领域的发展,从而推动各行业的数字化转型。

  问题是,对运营商而言,5G才刚开始盈利,升级到5.5G会否带来额外的压力?

  从基站建设的角度看,切换成本应当在可接受范围内。据通信行业专家项立刚说,“运营商发展5.5G网络并不是把原有基站都拆除,重新建设基站,而是可以在原有的5G基站上进行技术升级,并不会造成重复投资的问题。”

  国盛证券研究所相关人士同样表示,5.5G作为5G的半代升级版本,运营商5G基建的资本开支并不会发生显著变化,预计现有的5G建设节奏将继续保持3-5年甚至更久。

  那网络运营成本呢?有调查显示,自5G商用后,我国移动通信行业“四世同堂”的特殊局面——2、3、4、5G四代技术同时运营,一度给运营商带来了沉重的运营成本。随着5.5G的到来,运营压力增大,频率资源稀缺、能耗变大、网络配置不足等问题也可能更加严峻。

  “如何通过网络的协同、站点的协同、频段的协同,简化网络配置、降低能耗,为运营商提供面向5.5G平滑演进的方案,是我们要考虑的事情。”华为无线产品线总裁曹明曾表示。

  而从标准制定角度,通信行业也在努力推动5.5G走向完善。2021年4月,3GPP正式将R18协议版本定义为5.5G的第一个版本,这标志着5G演进的需求已经成为业界共识。3GPP预计,R18协议会在2024年上半年冻结,系统性难题有望得到突破;万兆产业、千亿物联、超低时延、通感一体……所有的这些革命性体验有望成为现实。(记者:许隽 来源:南方日报)

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