5G的终极形态是什么样子

如果说4G给普通消费者展示了什么是移动互联网，那么5G将进一步展示什么才是移动互联网的终极形态。

随着2020年的临近，5G的规模商用近在眼前。有数据预测到2030年5G带来的技术赋能将形成12．3万亿美元的经济产出，将提供2200万个工作机会。从2020年到2030年为全球经济增加的GDP相当于再造一个印度。

有数据表明，从2020年到2030年，中国的联网终端数将增长7亿个，而全球将从107亿增长到170亿。如果按照运营商的用户流量来计算，从2020年到2030年将有80倍的流量增长。不过即使将目前的4G频谱全用上，也没办法满足这80倍的增长。

然而各大运营商及通信厂商仍然对5G的前景保持疑虑，主要问题是5G仍然缺乏杀手级应用。更何况在4G投入仍未收回成本的情况下，运营商对于5G的大规模投入也是有较大的顾虑。

5G到底有没有杀手级应用？

“5G没有杀手级应用”，这话是中国移动研究院无线与终端技术研究所总工 刘光毅在“2018中国芯片发展高峰论坛”上演讲的原话。

回顾一下2G、3G、4G通信时代。2G时代的杀手级应用是短信、3G时代的杀手级应用是手机QQ、4G时代的杀手级应用则是微信等各类APP。从运营商的角度来说，他们确实看不到有什么手机应用能在5G时代带来区别于以往的爆发性的流量增长。

刘光毅并不是第一个对5G应用持保守态度的业内人士，在今年年初的全球分析师大会上，华为轮值董事长徐直军就表示，广大的终端设备用户可能并不会察觉“5G与4G技术之间的存在实质性差异”。市场研究机构Canalys分析师Ben Stanton就此发表自己的观点，“真实的情况是，移动通信行业对5G技术的前景更多偏向于悲观”。

不过，紫光展锐科技有限公司副总裁南明凯对此则有独特的见解。他认为，5G的到来有其必然性，因为4G的技术已经无法满足未来多终端形态的多元化的应用需求。

▲紫光展锐科技有限公司市场部副总裁南明凯

“是不是杀手锏应用还不好说，但我们可以展望一下。” 南明凯认为，随着5G带来的速率、延时、移动性的提升，首先推动的是VR／AR应用，通过光纤级的传输速率，有望在手机这样的移动终端上实现3D的VR体验。

5G将推动的第二个应用是人工智能。这一点比较好理解，因为通信能力增强了，时延降低了，那么端与云的融合将更紧密。以往通过云计算实现的体验较差的AI应用会得到增强，比如智能语音技术，可以实现更复杂的功能。未来每个人都可以成为钢铁侠，拥有自己专属的个人助理。

这里可能要科普一下5G的三大应用场景：增强型的移动宽带（Mobile eMBB）、高可靠低延时通信（uRLLC）以及大规模物机器通信（mMTC）。南明凯提到的5G第一波应用主要指的还是增强型的移动宽带（Mobile eMBB）。

对于高可靠低时延和大规模机器通信的应用来说，则主要指的是车联网、工业物联网等细分、少量、门槛较高的行业引用，也可以统称为物联网应用。与eMbb不同，mMTC追求的不是高速率，而是低功耗和低成本。需要满足每平方公里内100万个终端设备之间的通讯需求，发送较低的数据且对传输资料延迟有较低需求。

通过mMTC技术，未来所有家庭中的白色家电、门禁、烟感、各种电子器件都会上网，城市管理中的井盖、垃圾桶、交通灯，智能农业中的农业机械，环境监测的水文、气候，所有通过传感器搜集的数据都会联网。有研究机构预测到2030年一个人讲对应15个物联网连接，实际上这可能是一个保守的数据。这个传感器网将会将整个社会透明化，一切东西都在网络监视之下，同时也会诞生全新的商业模式。

最后一个高可靠低延时通信（uRLLC）的技术场景主要用于自动驾驶、车辆编队等领域，这里就不做过多讨论了。因为自动驾驶是否会成为杀手级应用，除了技术的演进本身还取决于政策法规。

从物联网应用的特点来看，5G可能缺乏新的单一的“杀手级”应用。但是从另一个方面来看，也可以将5G应用看作对于4G已经存在的“杀手级应用”的一种补充和加强。这些应用并没有消失，只是会升级成一种新的用户体验。

“所以我们说4G是达到了移动互联网的高度，5G会进一步推升移动互联网的体验。可以说4G是改变生活，5G会改变社会。” 南明凯表示。

5G投入巨大

虽然5G确确实实能够带来很多的好处，但是除了对于“5G缺乏杀手级应用”的顾虑之外，运营商仍有很多其他的顾虑。

比如5G的投入非常的巨大，而尴尬的是运营商在4G上的投入还没收回成本。

数据显示，截至2017年末，中国移动全国4G基站187万个，覆盖全国99％的人口。中国联通、中国电信4G基站总数同期分别为85万个、117万个。按此估算，加上其他配套设施费用，三大运营商在4G网络上的建设至少在8000亿规模以上。而现在运营商在4G领域的投入仍未结束，仅2018年中国移动在4G上面的投入就预计在500亿量级。

而相比之下，5G网络的建设投入成本将更高。据数据显示，预计我国未来5G基站量将是4G的2倍，运营商5G建网主体投资可能将达1．23万亿元，较4G投资增长68％。

有报告认为，2020年之前，运营商不会出现5G资本支出占收入的比例达到与4G类似的25％或者更高水平的情况。

显然，在4G投入仍未收回成本的情况下，运营商对于5G的大规模投入是有较大顾虑的。更何况，目前运营商4G的建设仍在继续向偏远乡村推进，实现普遍服务，而这些地方的投入与产出是无法平衡的。此外，提速降费工作一再推进，也让三大运营商业绩压力增大。

同样，对于对于5G手机芯片厂商来说，其研发投入也是更加巨大。同时短期内的5G手机市场也并没有想象的那么乐观。

紫光展锐CEO曾学忠在中国芯片发展论坛上透露，明年展锐将会推出两款5G手机芯片，一个是和英特尔合作的，一个是自研的，并且开始支持全网通。曾学忠表示：“对展锐来说，在5G领域需要非常大的投入，我们之前就投入了很多年，未来还需要继续投入三年以上，可能要2021年才能开始体现出来，这期间每年都是好几亿美金的投入，这是纯投入时期，对我们来说是一个巨大的压力。但是我们没有退路。”

▲紫光展锐CEO曾学忠（左）、紫光展锐市场高级副总裁吴慧雄（右）

而对于2019年的5G手机市场的预期，紫光展锐市场高级副总裁吴慧雄则表示：“2019年中国5G手机市场应该肯定在100万台以下。真正的5G手机起量的话应该在2020年之后。这主要跟网络有关，如果说一个新的通信制式网络不到一定的规模，不到一定的成熟度的话，它不太可能会发展特别大的规模用户。”

人工智能与5G技术如何互相影响？

前面提到了5G技术的发展将推动人工智能应用的普及，目前各大人工智能芯片厂商都在致力于加强数据中心以及边缘计算的算力，但是由于4G的带宽受限，两端产生大量的数据却无法顺畅的传输。

尽管目前高端手机已经逐步采用AI芯片，具备了AI的终端处理能力。不过相比云端处理能力来说，手机端的AI能力九牛一毛。在4G时代，终端产生的大量数据没办法传到云端，所以这些数据是死的。通过5G技术就可以将数据中心的机群喂饱。

寒武纪科技CEO陈天石认为，未来5G的推动下会有很多好玩的应用出现。比如机器人产业，将会摆脱线缆的束缚，所有通信通过线缆传输。比如教育领域，家长将可以通过手机远程连接教室的摄像头，了解孩子上课的现场情况。比如农业领域，不仅可以做人脸识别，还可以做猪脸识别、羊脸识别，能够降低管理成本，节省人力。

▲寒武纪CEO陈天石

人工智能最复杂的应用可能是自动驾驶，对于汽车应用来说，可靠性永远是第一位的。不管是本地运算还是云端运算，都需要极高的通信带宽和极低的延时。在5G时代，无人驾驶汽车可以实现对路况信息和地图实时的运算，并且与云端的数据同步备份。

更重要的是，5G还将深刻的改变人工智能的产业模式。比如过去互联网大量传输的是文本和图片数据，到了5G时代，这些数据将变为以视频为主。而数据量的暴增，又会对现有的IT技术和计算系统产生革命性的变化，比如计算、存储、系统架构形态等。所以在5G时代，需要有不同类型的处理器进行协作，在终端和云端计算的中间，还要出现边缘计算。

当然，另一方面来看，人工智能技术的发展也将推动5G产业的发展。比如人工智能可以帮助5G基站的部署规划，让运营商的运维实现高度的自动化和智能化。

为何说“网络切片”是5G重要创新？

对于消费者来说，有一个担忧就是5G时代“上一天网一套房没了”，这并不是段子。

所以运营商为了在初期打消这个疑虑，很可能会推出无限量套餐。但是这个无限量套餐不可能是真的无限量，而是达到一定流量就降速。对于消费者来说，一旦体验了5G的高速率，再降速是忍受不了的。

运营商为了尽快的普及5G，很难在正常成本下满足用户的扩容需求。所以垂直行业将成为运营商押宝的重要收入来源，预计未来要提供20％的营收。

对于中国运营商来说， 5G有很多LTE网络无法实现的功能，比如网络虚拟化管理、网络切片等，通过核心网的网络切片，让企业把运营商的网络平台当成智能手机平台，在此之上开发想要的应用，就如同在安卓的平台上开发APP。

“通过切片技术把5G网络划分成专属的虚拟网络，每一个网络能提供专属的网络。通过这种方式，我们希望一张网络可以服务整个社会的各行各业。”中移动刘光毅认为，只有通过网络切片、边缘计算以不变应万变，才能服务于各行各业各种细分应用。

他认为5G的生态系统应该学习苹果，对垂直行业提供开放API接口，让生态伙伴针对不同行业开发不同的应用。所以中移动成立了5G创新中心，同时针对智慧能源、智慧医疗、智慧制造、智慧教育等领域开始布局，同时推动5G终端芯片的发展。

早在2017年2月，爱立信就携手德国电信和SK电讯创建并展示全球首个洲际5G试验网，实现了网络切片漫游，并在MWC2017上展示了将通过网络切片将5G漫游应用于车联网。同时，还携手中国移动运用网络切片技术演示了5G智能工厂。华为也在MWC2017上和中国移动、德国电信、大众集团联合发布了5G网络切片白皮书，并首发了5G承载分片路由器（Network Slicing Router）。

不过，不同的运营商对于网络切片的重视程度并不相同。以钟情于网络切片的德国电信为例，他们认为“网络切片是5G最重要的创新”；而来自NTT DoCoMo的高管则认为“网络切片仅为5G多样化服务提供了潜力”。显然，两种不同的表达的背后是运营商对网络切片的不同的重视程度。

NSA还是SA？为何中国运营商中意独立组网？

正是由于对未来业务盈利预期的不确定，因此全球运营商目前大多在组网时考虑的是非独立组网（Non－Stand Alone，NSA）而非独立组网（Stand Alone，SA）。

用NSA主要目的是依托现有的4G基地台和4G核心网工作，控制信号通过4G网来走，内容传输通过5G网来走。

相比独立组网的SA，NSA的核心网、接入网主要基于4G网络，只需要带数据内容层面做5G基站部署，因此从成本上会节省很多，也会让各大运营商的5G商用速度大大提前。不过中国运营商则似乎更青睐SA组网，而据消息，高通正在积极游说中国运营商采用NSA组网。这背后有没有什么深层原因？

首先是因为国外运营商大部分属于民营，能获得的频谱资源有限，比如美国的频谱资源在3．5G到3．7GHz之间。而中国的频谱资源丰富，国家大力支持，拥有两个频段，一个是3．3到3．6GHz的300MHz的带宽，另外一个是4．8到5GHz，200MHz带宽。

对于中国运营商来说，频谱资源不用担心。需要担心的反而是手机终端的成熟。从手机终端的角度考虑，由于NSA是4G／5G双制式连接，手机芯片和终端的设计会更困难，比如在双连接的情况下，3．5GHz跟1．8GHz的频段组合还存在技术问题。因此采用SA可能更有利于手机的成本控制和性价比的提升。

缺乏频谱资源是美国在内的海外运营商共同的痛点，由于缺乏频谱资源，目前美国市场的主要应用场景在毫米波技术，类似于固定无线接入设备（FWA），并不适合于手机等移动终端应用。

在核心网运营模式不变的情况下，如何解决痛点呢？从投资角度讲，最优的方式是采用NSA组网，先保留LTE核心网，先投资5G接入，最后再长期演变到SA组网。殊途同归，最后国外运营商也要发展到SA组网，因此中国运营商希望能够一步到位。

技术只是一环，5G商用生态成熟才是关键

最后回到一个关键问题，5G的商用成熟到底需要多久时间？

目前大多数运营商给出的答案是2020年开始商用，但并没有给出具体的商用成熟时间表。不过有一点可以肯定，5G的商用成熟是加速度的，有可能快于4G的商用成熟速度。

这主要是因为5G的商用不仅是技术问题，同时还是生态问题。成熟的5G网络覆盖、足够丰富的5G应用、5G终端硬件的成熟，这三点因素缺一不可，少了哪一点都无法实现5G生态的成熟。

在构建5G生态方面，运营商投入了大量的工作。2017年，中移动就已经开始5G系统的验证，将5G的终端、核心网、硬件架构通过系统整合到了一起，并具备了大规模的外场试验要求。2018年2月，又在西班牙的MWC通信大会上，联合产业伙伴发布了5G终端先行者计划，预计2019年Q3推出试商用的5G终端。可以说中国运营商的网络试验速度已经大大超前于国际同行。

在应用层面，中移动的5G联合创新中心已经超过200家，在全球建立起了12个开放实验室。在这些实验室中，中移动提供5G芯片、终端，供合作伙伴在平台上共同孵化、培育新的商业模式。除了运营商的推动，中国还拥有阿里巴巴、百度、京东、腾讯这样的互联网巨头，带来大量定制化的应用服务。

在5G芯片领域，紫光展锐将是国内最大的推动者。紫光展锐CEO曾学忠表示：在加入展锐后，做了一个重要的决策就是“All in 5G”。

紫光展锐作为国产5G产业链重要的一环，还先后参与了中移动的5G先行者计划以及中国电信的5G研究者计划。在今年年初的MWC上，紫光展锐在华为展台展示了其5G终端原型平台Pilot V2，支持Sub－6GHz频段，集成了8＊8 MIMO和载波聚合。紫光展锐还携手产业链上下游十多家国内外企业，共同发布了《共建5G产业生态倡议书》。

紫光展锐科技有限公司副总裁南明凯表示，目前5G终端的成熟其难点不在于蜂窝网的通信技术，因为这些技术都是高度标准化的。最大的困难卡反而是在产业化的过程中对于5G技术的测试和验证。这里涉及到跟手机系统厂商的对接测试，跟仪表测试厂商的对接测试，以及跟运营商的对接测试。这个过程需要反复的磨合迭代，非常有挑战。

“单独成长是没有意义的，一定要跟着整个产业链成长，跟着运营商、系统厂商、器件商，包括做智能应用的，要跟他们一块成长，这样的话我们才能真正看到5G的成功。” 南明凯表示。值得一提的是，包括中兴、TCL、海信已经纷纷公布了与展锐在5G领域的合作计划。

其中，中兴将推出一款支持4K视频流的5G平板，并将在2019年推出采用展锐ROC1＋XMM8060平台的5G预商用手机，到2020年将推出ROC2＋XMM8160的手机终端。海信则在2018年5月与展锐合作，启动了5G原型机的开发，预计到2019年2月的MWC展上将发布5G手机，并在2019年9月交付商用5G手机。

从目前的时间表来看，展锐将在2019年下半年推出5G芯片产品，预计到2020年上半年采用展锐5G的手机产品能上市。预计在2020年中国5G商用中，展锐将站在包括高通、华为、Intel在内的第一阵营。