中国工程院院士张平:以开放合作态度建设5G生态
发布时间: 2020-08-20 | 浏览数: 926
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  “中国5G已经在宏观环境、标准专利、市场优势和产业链关键环节上全方位布局,并跻身世界第一梯队。下一步,中国在发展5G新基建中需要进行顶层设计,对需求、频段和适应性技术统筹考虑。”

  近日,中国工程院院士、北京邮电大学教授张平在接受人民网记者采访时表示,发展5G新基建意义非常重大,这是全球竞争的焦点。

  张平院士指出,5G新基建要建设生态,不仅对国内开放,对不同行业开放,也要对全世界开放,在理论、技术、工程、产品等方面充分发挥中国的优势。

  加大基础创新力度 推动新基建实施

  “新基建”是今年的热门词。张平说,全球经过了三次工业革命,目前正在进行第四次工业革命,第四次工业革命的核心是基于信息物理融合系统实现,主要由5G、人工智能等新一代信息技术构成,也可以称之为“互联网+”时代下,与信息业融合的制造业。

  党的十九大报告中指出,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。目前也采取了很多措施进行推动,这些措施中一个关键词就是“加快”。今年6月份,中央全面深化改革委员会上强调:加快推进新一代信息技术和制造业融合发展。张平说,它意义非常大,需要我们以长远的发展思路进行系统性建设,数字经济和实体经济实现融合发展。

  在今年4月份国家发改委的报告中,将新基建归成三个类别:第一类信息基础设施,包括在通信网络上发展5G、物联网、工业互联网、卫星互联网,在新技术上发展人工智能、云计算、区块链,在算力上发展智能计算中心、数据中心;第二类是融合基础设施,推动行业转型,支撑传统基础设施转型;第三类是创新基础设施,发展能够支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施。

  张平说,在创新方面,我们国家在国家实验室和新的基础创新上有大的部署,国家实验室实际上就是针对基础研究来做创新,这是新科技发展的“第一公里”;目前整体发展是在靠近应用的“最后一公里”做得比较好,这实际上是一个倒三角。

  “从今天我们所做的部署和整个产业的努力方向来看,在经过5到10年的努力后,我觉得非常有信心真正做成应用基础和应用协同发展方式,而且可以通过‘新基建’来推动实现。”张平说。

  5G在新基建整体架构中处于核心层

  张平院士在采访中表示,近三十年来,移动通信经历了快速发展,通信速率不断提升的需求是其主要驱动力。和4G相比,5G不仅是单纯的速率越来越快,而是根据场景的不同,设立了增强型移动宽带、海量机器通信和超高可靠低时延三个场景,开启了万物互联的通信新领域。

  2018年12月召开的中央经济工作会议首次提出“新型基础设施建设”,5G就是主要的领域之一,引发各行各业持续关注。张平认为,由于5G的愿景可为数字化转型提供技术支撑,因此在新基建整体技术的架构中,5G处于核心层。

  张平表示,目前5G的发展态势良好,有助于实现全系统、全流程、全产业链、全生命周期的泛在连接,将成为推动各行业发展的加速引擎,催生更多新型服务和垂直应用。例如工业互联网是满足工业智能发展需求,是新一代信息技术与现代工业深度融合所形成的新兴业态和应用模式。

  每个行业都有自己的特点,对通信的需求也不相同,“传统模式是通过单一网络满足所有的需求,这在消费互联网中可以实现,但在行业应用中,不可能用一个通信网络把所有行业网络都统一。”张平提醒说。

  无线通信具有灵活、便捷、易部署的特点,但仅仅依靠这几点还不够。“我们需要不断深度挖掘行业场景对信息技术的需求,结合边缘计算、人工智能等使能技术,通过频率协调等新思路,发展无线专网与融合组网,才能切实加快5G技术研发和转化。”张平说,这些正是我们筹备中的5G研究院的下一步研究工作重点。

  新基建面临差异化挑战 5G垂直行业要重实效

  同时,新基建也面临挑战,主要体现为大、异、碎、散。

  “大”是指连接大规模,到2025年将新增10亿个工业物联网连接;“异”是指服务差异化需求多,我国是全世界制造业里面行业最齐全的,基本上别人有我们都有,希望通过ICT把需求各异的企业融合起来,确实是很难的事情;“碎”是指多种网络资源的碎片化分布;“散”是威胁分散化,传输网络安全边界被打破,不同物理位置和网络层级的设备联网后产生会更多攻击点。特别是这些因素与生产结合起来,威胁就更大了。

  5G主要提供三大场景的能力,包括大带宽的、海量机器通信的,还有工业上可用的高可靠低时延的场景。从5G能力来讲,关键是5G频谱的利用率得到了提高。从技术上看,5G网络在空口技术和网络架构上都有很大进步,空口技术上出现了大规模天线阵列、超密集组网、新型多址接入、全频谱接入等,网络架构上,引入了边缘计算、按需提供网络功能、云化基础设施和网络切片。

  这是5G网络能够提供的能力,但它用在各个垂直行业中仍然要解决行业的差异化需求。例如在通信需求上,一是速率差异大,每路视频速率达到百兆bps,但巡检数据只有Kbps,控制信号的速率更低;二是时延动态大,实时处理的图像、视频信号是小于100毫秒的;控制时延要求小于10毫秒,授时的时延则要小于10微秒;三是连接数量大,海量并发连接,大型制造类企业同时连接、在线接入的设备数量可达数十万台;四是可靠要求高,现有控制主要基于有线通信方式,无线的可靠性如何保证,是否需要做到99.99999%?这种差异化表示在对数据的需求上,则体现为对数据的有效性、一致性、安全性的要求。

  5G提供的网络服务,对工厂来说一定要足够方便,越简单越好,让企业的成本压力越小越好。各种各样的接入云,要支持把问题在网络的边缘做处理,而不是都传给后台处理,这既增加时延又增加成本。

  “新基建”和垂直行业的应用主要有几个方向,一是类似大脑的IT技术;二是运营技术OT,这是工厂企业赖以生存的壁垒技术;三是通信技术,即CT;四是OT技术如何在物理实体中与CT技术结合。现在做的CT技术也是向着满足这种需求的方向来发展。

  5G应用有两个主要的领域,一个是面向信息消费者的5G,这主要依靠规模经济,使用的人越多越赚钱;另一个是面向行业和企业的5G,应用场景特别多,我们国家差不多有900多种,世界上有的我们都有,因此要适应个性化、定制化需求,而且为工厂做服务,要越便宜越好、越解决问题越好,而不是越复杂越好。

  张平院士认为,从网络来看,就需要网络开放和产品定制相结合。系统开放硬件接口,通过推进产业演进开放接口,支持异厂家设备的互操作;实现硬件通用化+虚拟化,积极并充分利用通用平台,减少对私有平台的依赖,优化整个5G部署的投入产出比,同时基于虚拟化方式构建无线接入网,实现基于大数据的智能无线网络;要向第三方软件开放接口,制定、推进接口及相关API标准化定义,探索开源解决方案。小基站会成为重要节点,小基站的组成部分可以重构,包括芯片重构,软件、硬件重构,解决“缺芯少魂”的现象,而且这对我们来说实现起来并不难。

  5G在技术上的创新主点是提高了频谱效率,要提高频谱效率有各种技术,包括空口技术和网络技术。其中一个关键技术就是通过天线技术的提升,我们实现了5G的频谱效率比4G的频率效率提高了3倍。

  今天,中国5G已经在宏观环境、标准专利、市场优势和产业链关键环节上全方位布局,并跻身世界第一梯队。我国预计在Sub 6G频段部署支持混合组网的模式,在实现良好覆盖的同时,有效支持车联网、工业互联网等垂直行业应用。

  张平院士指出,发展5G新基站意义非常重大,这是全球竞争的焦点。我们在发展5G新基建中需要进行顶层设计,对需求、频段和适应性技术统筹考虑;在5G新基建中,要做生态建设,不仅对国内开放,对不同行业开放,也对全世界开放,在理论、技术、工程、产品方面都贡献我们的力量。


本文出自人民网-通信频道,作者赵超。

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