文/鄧本寶(巢湖市科學技術局)

中華人民共和國工信部于2019年6月6日向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放了5G商用牌照,標志著我國正式進入5G商用元年。在此之前,韓國、美國、英國、瑞士等國家也都先后宣布5G商用。隨著5G的商用,人類將進入一個將移動互聯、智能感應、大數據、智能學習整合起來的智能互聯網時代。
人類社會自誕生以來,更加快捷高效的通訊就成為人類矢志不渝的追求。在古代,人類通過飛鴿傳書、烽火狼煙等方式傳遞信息。1844年,美國人莫爾斯(S.B.Morse)發明了莫爾斯電碼,并在電報機上傳遞了第一條電報,開創了人類使用電傳遞信息的先河,從此拉開了現代通訊的序幕,莫爾斯也被尊稱為“電報之父”。從20世紀80年代的模擬時代、數字時代、移動互聯時代,到未來的萬物互聯時代,移動通信一路飛速發展,幾乎每十年就實現了一次跨越。
現代移動通訊以1986年第一代通訊技術(1G)發明為標志。最能代表1G時代特征的,是美國摩托羅拉公司在上世紀90年代推出并風靡全球的“大哥大”,即移動手提式電話。1G通信主要解決最基本的通信移動性問題,只支持語音通信業務。1G通信采用模擬信號傳輸,存在語音品質低、信號不穩定、涵蓋范圍不廣、安全性能差、容易受干擾、系統容量有限、頻率利用率低、設備成本高、體積重量大、只能進行語音通信無法進行數據傳輸等眾多弊端。同時,由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫游,只能是一種區域性的移動通信系統。
20世紀90年代,通信技術從模擬信號向數字通信發展,2G網絡應運而生。2G通信突出特點是不再局限于只能打電話,還能接收短信甚至進行簡單的wap網頁瀏覽。到了第二代移動通信時候,歐洲人認為不能由美國一家主宰通信,于是就聯合成立了GSMA機構,形成GSM標準,GSM讓全球漫游成為可能。在整個第二代移動通信時期共形成三大標準:歐洲的GSM、美國的CDMA、日本的PHS。和1G通信不同的是,2G通信采用的是數字調制技術,因此,第二代移動通信系統的容量也在增加。隨著容量的增加,2G時代的手機可以上網了,雖然數據傳輸的速度很慢,但文字傳輸由此開始了。我國2G網絡的建設始于1994年中國聯通成立。2000年4月,中國移動成立。
3G通信與2G通信的主要區別在于支持高速的數據傳輸,3G技術可以實現全球漫游的圖片、音樂和視頻等多媒體信息服務。3G通信依然采用數據傳輸,但傳輸速度是2G通信的140倍。2007年,喬布斯發布iPhone,智能手機的浪潮隨即席卷全球。智能手機可以直接瀏覽電腦網頁、收發郵件、進行視頻通話、收看直播等,人類正式進入移動多媒體時代。進入3G通信時代,世界形成了三大體系,即美國的CDMA2000標準、歐洲的W-CDMA標準、中國的TD-SCDMA標準。
隨著智能手機的發展,移動流量需求不斷上升,移動通信網絡進入4G時代,也意味著移動互聯網時代的到來。這一時期的主要特點表現為視頻業務的大爆發。一是視頻點播業務成為主流,用戶習慣了會員付費服務;二是視頻直播改變了人們的娛樂和交流模式,開始出現“網紅”經濟。同時,4G時代帶來的外賣、支付、社交、出行、電子商務等新鮮事物深刻改變和影響著人們的生活。4G通信理論上網速度是3G通信的50倍左右,觀看高清電影、大數據傳輸速度都非常快。如今4G已經像水、電一樣成為我們生活中不可或缺的基本資源,微信、微博、視頻、移動支付等手機應用成為生活中的必需,我們無法想象離開手機的生活。2013年12月,工信部宣布向中國移動、中國電信、中國聯通頒發4G牌照,至此,中國移動互聯網進入了一個新時代,“互聯網+”也成為國家戰略。4G時代形成了中國的TD-LTE、歐洲的FDD-LTE兩大標準體系。
5G通信不是“4G+1G”的簡單疊加,而是現代移動通信技術的一場深刻革命。5G通信是要改變整個社會,讓整個社會進入一個更高級、更智能化的階段。中國科學院高能物理研究所工程師趙述濤指出,5G是萬物互聯的時代。中國通信業著名專家項立剛說:“人類已經經歷了六次信息革命:語言的發明,讓信息可以分享;文字的發明,讓信息可以記錄;印刷術的發明,讓信息可以傳得更遠;無線電的發明,讓信息變成遠距離還可以實時傳輸;電視的發明,讓信息變成遠距離實時還可以多媒體;互聯網的發明,讓信息變成遠距離實時多媒體還可以雙向交互。”他把5G稱為“第七次信息革命”。與4G通信相比,5G網絡服務具備更貼近用戶需求、定制化能力進一步提升、網絡與業務深度融合以及服務更友好等特征。
5G實際上就是第五代移動通信技術,未來主要有三大應用場景。
一是增強型的移動寬帶業務。主要是能夠支撐超高清的視頻,或者3D的全景視頻等一些超高清、超寬帶的業務。超高清視頻被業界認為將是5G網絡最早實現商用的核心場景之一。5G時代大視頻和超高清視頻能夠得到更好的支撐。
二是大規模的機器通信。主要是能夠滿足萬物互聯的需求,面向智能家居、智慧城市這樣一些大的物聯網應用場景,能夠通過低功耗的傳感器,對物理世界進行了實時感知,然后再能一些相應的控制或數據的分析。
三是可靠低時延的通信。5G可以滿足自動駕駛車輛、工業自動化等新興應用需求,另外就是增強現實、虛擬現實這種新興的業務媒介。
5G,是當前改變社會的一項偉大技術。在5G時代,由于移動互聯的能力突破了傳統寬帶的限制,同時時延問題和大量終端接入能力得到根本解決,智能感應、大數據和智能學習的能力將充分發揮,并整合成強大的體系,這個體系將顛覆人類傳統觀念,改變人類生活和社會的方方面面。