詳談5G新基建
4月28日，中國工程院院士鄔賀銓在由FuTURE論壇舉辦的”5G和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略研討會上“明確5G在“新基建”的“大哥”地位。

在新冠肺炎疫情期間，我國20天內(nèi)在4次中央重要大會上提到“新基建”，“新基建”由此大熱，成為海內(nèi)外關(guān)注的焦點。 最近一次，在3月4日，中共中央政治局常務(wù)委員會在會議上提出，要加快推進(jìn)5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。 4月20日，國家發(fā)改委首次明確新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍，明確“新基建”主要包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，并將5G基建、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等信息基礎(chǔ)設(shè)施納入“新基建”。 今天，鄔賀銓談及5G新基建的產(chǎn)業(yè)鏈、面臨挑戰(zhàn)，以及未來發(fā)展趨勢。 總結(jié)來說，5G產(chǎn)業(yè)鏈“很廣”、挑戰(zhàn)“很大”、未來“很美”。
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15G產(chǎn)業(yè)鏈“很廣”

“5G具有很長的產(chǎn)業(yè)鏈?！编w賀銓表示。

 5G具備增強移動寬帶（速度可達(dá)超1Gbps）、高可靠低時延（毫秒級時延）、廣覆蓋大連接特性（每平方公里至少100萬個終端），從面向個人擴展至產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市應(yīng)用。
因此，5G具有很長的產(chǎn)業(yè)鏈和很強的造金能力。 鄔賀銓認(rèn)為，5G產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片、芯片設(shè)計工具軟件、芯片代工線、終端、鐵塔與天線、基站、光纖傳輸系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計算、儀器儀表、網(wǎng)優(yōu)軟件、操作系統(tǒng)、APP等...... 具體來看，每個產(chǎn)業(yè)都有細(xì)分領(lǐng)域，諸如，芯片分為終端芯片和基站芯片，終端又分為基帶芯片、射頻芯片；網(wǎng)絡(luò)可以分為承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、骨干網(wǎng)。
中國信通院《2020中國5G經(jīng)濟報告》預(yù)測，2020年我國5G總投資約為0.9萬億。2025 年，中國 5G 用戶將達(dá)到8.16 億，投資將達(dá)到1.5萬億元。中國將成全球最大5G市場。到 2035 年 5G 將創(chuàng)造13.2 萬億美元經(jīng)濟產(chǎn)出，并產(chǎn)生 2230萬個工作崗位。

                  5G挑戰(zhàn)“很大”

 鄔賀銓認(rèn)為，5G發(fā)展面臨技術(shù)成熟性、運維成熟性、產(chǎn)品成熟性、市場成熟性、安全可靠性的五方面挑戰(zhàn)。

1、技術(shù)成熟性。

 ①  2019年6月，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動、中國廣電四家運營商獲得5G牌照。我國5G正式商用還不到半年，但主要亮點還只是寬帶移動接入，尚未經(jīng)受大流量、大連接、高可靠、低時延的充分考驗。 ②5G分為非獨立組網(wǎng)（NAS）和獨立組網(wǎng)（SA）兩種模式，今年，三家運營商將正式開啟SA組網(wǎng)商用。目前，三大運營商都已經(jīng)完成了5G SA無線設(shè)備集采。NSA組網(wǎng)模式，可以利用4G網(wǎng)絡(luò)資源，而SA組網(wǎng)模式，需要建設(shè)端到端的5G核心網(wǎng)、無線網(wǎng)，引入網(wǎng)絡(luò)切片、虛擬化等技術(shù)。 我國今年在全球率先開展獨立組網(wǎng)（SA）大規(guī)模建設(shè)，將啟動SBA（基于服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系）和虛擬化以及網(wǎng)絡(luò)切片等新功能，為面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。但是，目前SDN、NFV、SRv6、網(wǎng)絡(luò)切片、SD-WAN等大規(guī)模組網(wǎng)技術(shù)尚未驗證，行業(yè)面臨SA探路的風(fēng)險。③ 在核心網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議方面，5G目前的標(biāo)準(zhǔn)并無突破，IETF（國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）現(xiàn)著力開發(fā)IPv6在路由協(xié)議方面的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，ITU提出New IP，靈活可變長IP包、多樣化尋址、超強TCP等，這些在大規(guī)模建設(shè)5G核心網(wǎng)時也需要考慮。④  5G頻譜資源有限，將在密集業(yè)務(wù)流區(qū)域需要使用毫米波頻段，頻段越高，速率越快，但是覆蓋范圍越近。美國一直在發(fā)力毫米波頻段，目前我國5G主要部署在3.5GHz中低頻段，毫米波技術(shù)積累是短板。

2、運維成熟性。

 ① SA網(wǎng)絡(luò)體制下，全網(wǎng)復(fù)雜路由的SDN和多類型超海量連接    的VPN缺乏運用經(jīng)驗，網(wǎng)絡(luò)切片與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如何兼容也是問題，需要研究SBA各業(yè)務(wù)單元組合沖突的避免機制。② 2019年9月，中國電信和中國聯(lián)通宣布進(jìn)行5G共建共享，采用5G接入網(wǎng)共建共享，5G核心網(wǎng)各自建設(shè)，5G頻率資源共享。雖然國外有過兩個運營商聯(lián)合組網(wǎng)的例子，但共享的深度與規(guī)模都不能與電信和聯(lián)通合建5G網(wǎng)絡(luò)相比。電信、聯(lián)通、廣電三家企業(yè)在全國范圍共同使用3.3GHz-3.4GHz頻段頻率用于5G室內(nèi)覆蓋，前提是需要接口和網(wǎng)管的標(biāo)準(zhǔn)?！斑^去我們沒有做過這些?！编w賀銓表示。 ③ 全網(wǎng)集中一個OSS（電信業(yè)務(wù)開展和運營時所必需的支撐平臺）有利于基于業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)資源大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與智能分析，自動生成通信設(shè)備與服務(wù)的全局優(yōu)化編排方案，但處理能力和處理時延難以滿足要求。如果按區(qū)域設(shè)置OSS，則各OSS需要與中央OSS互通，將引入時延。
 ④ 合理MEC的粒度是實踐中需要探索的問題?！靶袠I(yè)有聲音說分中央云和邊緣云，也有聲音說要插入霧計算，那么，邊緣計算放在什么位置值得探索。”鄔賀銓表示。
       移動終端、機器人、網(wǎng)聯(lián)車等應(yīng)用需要在MEC（邊緣計算）間切換，這就涉及在保證時延前提下，MEC間協(xié)同以及MEC與中心云間功能合理分配等問題。此外，如何為垂直行業(yè)開放MEC的能力也是需要研究的問題。

3、產(chǎn)品成熟性。

  ①  低功耗、低成本的5G終端是大規(guī)模商用的瓶頸，業(yè)界寄希望于國產(chǎn)多模多屏支持SA（獨立組網(wǎng)）的芯片大規(guī)模量產(chǎn)。目前市場上5G基帶芯片以7納米工藝為主，而下一代更高工藝水平的芯片在國外已開始發(fā)布。我國自研的新一代5G終端芯片的供應(yīng)鏈有受制于人的風(fēng)險，芯片的持續(xù)創(chuàng)新壓力很大。②  5G的基站、功耗經(jīng)過半年多的努力已經(jīng)下降了近一半，但目前5G基站功耗仍還是4G的三倍，進(jìn)一步下降難度不少。
 ③  室內(nèi)覆蓋占移動網(wǎng)投資很高的比例，5G的頻率高，電磁波穿場能力差，覆蓋成本更高，而深度覆蓋究竟采用什么方式，是分布式基站還是室分系統(tǒng)，要進(jìn)行比較，另外是有源還是無源，將來是不是要增加物聯(lián)網(wǎng)定位、可視化運維等能力。④  關(guān)于5G的終端測試儀表和網(wǎng)優(yōu)儀表等是薄弱環(huán)節(jié)。 ⑤  國產(chǎn)手機的新一代操作系統(tǒng)和運行平臺的成熟性、可靠性、兼容性還有待考驗。

4、市場成熟性。

① 目前公眾對5G的認(rèn)識是帶寬更寬、速度更快，這不足以迅速地擴大用戶群，用戶需要有更高價值的體驗。② 行業(yè)應(yīng)用個性化明顯，且關(guān)系到產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同開放，還涉及行業(yè)的管理和準(zhǔn)入，目前行業(yè)的剛需與跨界合作及商業(yè)模式還不清晰，行業(yè)主導(dǎo)的積極性還有待發(fā)揮。③ 已有企業(yè)提出自建5G企業(yè)專網(wǎng)要求，需要考慮專網(wǎng)的頻率規(guī)劃與管理以及干擾協(xié)調(diào)。 ④ 遠(yuǎn)程醫(yī)療、無人駕駛、機器人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用很多涉及到產(chǎn)業(yè)安全、人身安全、隱私保護以及倫理，超出了現(xiàn)有法律規(guī)范的內(nèi)容，需要加快完善和5G應(yīng)用有關(guān)的法律法規(guī)體系。⑤ 現(xiàn)有行業(yè)終端是基于5G CPE方式，難以發(fā)揮真正意義上的5G應(yīng)用效果，需要有規(guī)格品種豐富的5G行業(yè)模組及芯片，需要增強模組中間的多場景適應(yīng)性以降低成本。

5、安全可靠性。

  鄔賀銓認(rèn)為，5G的虛擬化、開放性、切片化、大連接、特點也帶來安全可靠性的挑戰(zhàn)。① 虛擬化--虛擬化模糊了網(wǎng)絡(luò)的物理邊界，虛擬安全域會動態(tài)變化，傳統(tǒng)依賴物理邊界防護的安全機制難以奏效。控制系統(tǒng)高度集中易成為網(wǎng)絡(luò)安全攻擊的對象，而底層網(wǎng)絡(luò)資源共享將挑戰(zhàn)安全隔離。
 ② 開放性--5G開放給客戶自定義與調(diào)配業(yè)務(wù)，惡意第三方容易獲得對網(wǎng)絡(luò)操控能力。5G采用通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議代替了傳統(tǒng)移動網(wǎng)專用協(xié)議，擴展了業(yè)務(wù)能力，但更容易受到外部攻擊。③ 切片化--切片間需要有效的安全隔離機制，以免某個低防護能力的網(wǎng)絡(luò)切片被攻擊以后成為跳板波及其他切片。④ 大連接--“一平方一百萬個終端聯(lián)網(wǎng)，而且永遠(yuǎn)在線，很容易成為DDoS攻擊的跳板?！编w賀銓表示。因此，要加強傳感器的防入侵能力，但又要要求傳感器低功耗算法，這是矛盾的。大連接認(rèn)證會引發(fā)信令風(fēng)暴還會影響時延，車聯(lián)網(wǎng)還要求支持點到多點的V2V快速認(rèn)證也是挑戰(zhàn)。 ⑤開源化--5G會有很多軟件采用開源，還有軟件對第三方開源基礎(chǔ)庫的過度依賴，會加大引入安全漏洞的風(fēng)險。⑥大數(shù)據(jù)--以失真的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，會使決策錯誤且因AI結(jié)果不可解釋性而難以發(fā)現(xiàn)。 35G未來“很美” 盡管5G面臨很大挑戰(zhàn)，但鄔賀銓表示，5G將催生新業(yè)態(tài)。

根據(jù)全球知名市場調(diào)研機構(gòu)IHS Market預(yù)測，到2035年中國會因為5G增加GDP超過1萬億美元！鄔賀銓表示，2G主要特點是數(shù)字終端能力，產(chǎn)生短信、手機QQ等業(yè)務(wù)；3G主要特點是數(shù)據(jù)傳輸能力，產(chǎn)生智能手機、移動電子商務(wù)、自媒體業(yè)務(wù)；4G的主要特點是寬帶能力，帶來掃碼支付、共享經(jīng)濟、短視頻。5G將帶來云端融合能力，目前預(yù)測產(chǎn)生4K/8k視頻、VR/AR/MR、AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)……這些不是5G的全部業(yè)務(wù)！根據(jù)歷史經(jīng)驗，通信的新業(yè)態(tài)是網(wǎng)絡(luò)能力具備后催生的，5G一定會產(chǎn)生出我們現(xiàn)在還想不到的新應(yīng)用。

目前，運營商主動提高了2020年5G建網(wǎng)目標(biāo)，計劃投資1800億元，建設(shè)55萬座5G基站，覆蓋全國主要地級市。
鄔賀銓預(yù)計到2020年底，中國5G用戶的滲透率，將超過4G商用一年的水平。GSMA預(yù)測，2020年，中國要占有全球5G連接總數(shù)的70%，到2025年中國5G連接數(shù)將占到全球5G連接總數(shù)的一半。“5G建設(shè)前期投入很大，而移動通信網(wǎng)絡(luò)和用戶沒有達(dá)到規(guī)模就難言投資回報，5G作為新基建不僅運營商要擔(dān)當(dāng)作為，也需要產(chǎn)業(yè)鏈各方共同發(fā)力，還需要政府的大力支持?！编w賀銓表示。