中國5G給人留“車尾燈” 2至4年行業應用初具規模
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圖源：上海電信 費鋒歡迎關注“新浪科技”的微信訂閱號：techsina
文/錢立富
來源：IT時報（ID：vittimes）
從4G時代開始，中國努力構建全球最領先的通信基礎設施。進入5G時代兩年后，中國的領先優勢不斷擴大。
在基站規模和用戶規模方面，中國5G發展之迅速，讓其他國家和地區只能看見“車尾燈”。2021年中國國際信息通信展（簡稱PT展）開幕式上，工信部副部長辛國斌介紹，至2021年8月底，我國建成5G基站超過100萬個，占全球的70%以上。另外，5G終端連接數超過4億，中國的5G用戶滲透率達到29%，在全球遙遙領先。在性能體驗方面，中國5G兌現了千兆用戶體驗，華為數據表明，86%的中國用戶對5G滿意。
更為關鍵的是，在B端行業應用拓展方面，中國5G的領先優勢甚至比C端更大。據悉，目前我國已經形成5G應用案例超過一萬個，覆蓋了20多個行業和領域。尤其在礦業、港口、制造、醫療等領域，正走向批量復制。這次PT展上，華為、中興、中國電信等企業都展示了在這些領域較為成熟的應用。
身處“無人區”的中國5G在探索中前行，取得積極成效，但是面臨的挑戰依舊不小，要進一步加強5G網絡覆蓋，加強節能減耗，推動跨領域數字技術整合以拓展行業應用等等。如果說上半場中國5G取得0到1的突破，那么下半場則要解開從1到N的難題，推動5G在更多領域實現可復制、可規模推廣。
中國5G走出“無人區”的時間不會很長，PT展上，業內人士預測，未來兩到四年，我國5G垂直行業應用將初具規模。屆時，5G應用之花將燦爛綻放。
政策加碼：5G應用創新熱潮掀起
發展5G的最終目標，是在“建好”5G的基礎上，推動“用好”5G。這樣的思路，從我國5G發展之初就已確定。尤其是在2020年我國5G建設突飛猛進之后，打造“以建促用、以用促建”的5G良性發展模式被重點提出。
2019年6月，我國5G發牌。2019年11月，我國5G正式開始規模商用。實際上，培育5G應用的啟動時間也不晚。早在2018年，工信部就舉辦了第一屆“綻放杯”5G應用征集大賽，面向全社會廣泛征集5G特色應用，希望加快我國5G應用創新發展。2019年，工信部又印發《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》，提出到2022年，打造5個產業公共服務平臺，遴選10個重點行業，形成至少20大典型工業應用場景，培育形成5G與工業互聯網融合疊加、互促共進、倍增發展的創新態勢。
2021年，“綻放杯”5G應用征集大賽舉行至第四屆。PT展舉行期間，華為公司中國區副總裁黃雒蒙介紹：“去年‘綻放杯’5G應用征集大賽征集了4000多個應用案例，今年‘綻放杯’結果還沒有出爐，但已征集了1.2萬個應用案例?！?/p>
從翻倍提升的數字可以看出，業界對5G應用創新的熱情和成果。
今年7月，一份堪稱是中國 5G 發展指南的綱領性文件出爐，工信部等十部委聯合印發了《5G 應用“揚帆”行動計劃（2021-2023年）》，目的是持續推動5G實現從1到N的跨越。這份文件從用戶發展、行業賦能、網絡能力三個方面提出了多項量化，確立了未來三年我國5G發展目標。根據這份《行動計劃》，2023年，我國將實現重點領域5G應用深度和廣度雙突破，5G在大型工業企業的滲透率要超過35%，個人用戶普及率要超過40%，每個重點行業5G示范應用標桿數超過100個。
從目前的情況來看，“5G+工業互聯網”已經成為5G行業拓展中熱情度最高、創新最活躍的領域。
重點突破：制造、礦山等行業開啟“1到N”復制
目前來看，我國5G行業數字化探索取得了積極成效。黃雒蒙介紹，預計到2021年底，我國5G+DICT市場規模將超過100億元，未來5-10年會有5-10倍的增長。而且，在制造、礦山、鋼鐵等行業，已經開啟了“1到N”復制，正從“樣板間”向“商品房”轉變，可復制、可推廣。在剛剛結束的“綻放杯”5G應用征集大賽智慧礦山專題賽中，累計征集200多個參賽項目，主要涵蓋礦山安全生產、無人駕駛車輛編組行駛等等。
在PT展期間舉行的5G未來礦山產業發展論壇上，礦冶科技集團副總經理戰凱表示，以5G+人工智能為支撐，實現綠色、智能、安全、高效開發，是我國礦業企業實現創新引領發展的必然選擇和必經之路。
“全國礦產作業90%都位于井下，遇到很多問題，尤其是環境惡劣、風險性大，所以礦業采掘遭遇招工難。近年來礦產需求強勁，價格上漲，比如電解鋁價格上漲了40-50%，煤炭價格也在高位運行，所以礦產企業有需求、有資金去推動智能化改造，向少人化甚至是無人化采掘作業方向發展?！睉饎P說道。
中國銅業旗下的普朗銅礦是國內最大地下有色金屬礦山，位于云南香格里拉市區東北部，礦區海拔3400米至4500米，高寒缺氧的自然環境給安全生產帶來較大挑戰。今年8月，普朗銅礦實現5G工業應用?；?G網絡的低時延、高帶寬等技術特性，實現了井下無軌鏟運機、有軌運輸電機車的無人操作，采礦工人如今在寬敞明亮的調度大廳就能操作數公里外的井下采礦智能裝備，實現了“少人、無人”的安全生產。
在5G未來礦山產業發展論壇上，中國銅業科技與信息化部總經理胥福順介紹，在普朗銅礦，5G鏟運機由遠程作業代替現場操作，解決礦山開采爆破前后需要組織人員撤離的難題，在保證人員安全的同時，還給礦山開采增加了4小時的開采時間，采礦效率提升了18%?！?G遠程控制結合自動駕駛，能夠實現1個礦車司機駕駛多輛礦運車。原來3個班組72名人員作業，現由28名控制員和3名安全巡視員完成，井下作業人員減少了56%，向著少人化、無人化、智能化方向發展?！瘪愀ｍ樥f道。
目前來看，“5G+礦山”應用已經在全國范圍內大量出現。戰凱認為，“5G+礦山”未來具有非常大的空間，因為還要推動大量的中小礦產進行數字化轉型。
圖源：上海電信 費鋒鋼鐵行業對于5G的需求同樣迫切。PT展中國電信展區，展示了5G在鋼鐵生產不同環節中所發揮的巨大作用：5G+無人機對煉鋼高爐進行巡檢，實時知曉高爐是否“身體健康”；在加渣環節，5G+機器人可以替代傳統人工，一方面減輕一線工人的作業負擔，同時加渣分布比人工更均勻，且熱傳導穩定，軋制出的板坯表面質量更好；依靠“5G+機器視覺”，實時拍攝的鋼板表面圖像低時延上傳至后臺系統，通過缺陷庫分析比對，提升鋼板的缺陷識別率和產出率。
記者在PT展現場走訪發現，中國信科、中興等廠商都展出了適用于礦井場景的5G防爆設備，包括基站、CPE等，由此也可看出5G在礦山等領域的廣泛應用。
#技術創新#
助推5G全面和深度覆蓋
我國5G基站規模已經突破百萬，覆蓋了所有的地級市、95%以上的縣區和35%的鄉鎮。雖然如此，在5G網絡覆蓋方面依然面臨著較大挑戰，這來自于兩方面，一是全面覆蓋，二是深度覆蓋。
不久前，工信部表示要“全面推進5G網絡建設，加快向鄉鎮覆蓋延伸”。而在今年初中共中央國務院發布的《關于全面推進鄉村振興 加快農業農村現代化的意見》中明確指出，實施數字鄉村建設發展工程，推動農村千兆光網、5G、移動物聯網與城市同步規劃建設。
但在鄉鎮農村區域，光纖網絡覆蓋水平不如城市區域，傳輸網建設往往面臨著時間緊、成本高、光纖鋪設困難等問題，對于鄉鎮農村5G網絡覆蓋無疑是巨大挑戰。
這時，一種“古老”的技術——微波就能上場解決問題，替代光纖進行回傳，而且具有低成本、易部署的特點。
在PT展愛立信展區，記者看到其微波產品MINI-LINK，用以解決偏遠地區的5G基站移動回傳。這種產品已經投入實戰，愛立信和運營商合作，在云南瀾滄江兩邊的通信站點之間，利用E-Band微波技術提供可用傳輸鏈路。
愛立信中國總裁趙鈞陶告訴《IT時報》記者：“云南瀾滄江山高谷深，江水湍急，沒有辦法鋪設光纖，這樣的環境下用微波鏈路最好，能保證這里的用戶有質量地接入現代互聯網?！蓖瑫r為了解決下雨造成信號衰弱問題，愛立信采用了雙頻段進行組網，“能保證在雨衰的時候也有2Gbps的上下行速率，相當不錯。”
不過，這次愛立信展區“最靚的仔”并不是MINI-LINK，而是中頻段mini-AAU產品——AIR 3268，在同類產品中體重最輕、體積最小，支持200M帶寬。
圖源：IT時報 錢立富AIR 3268只有12公斤重，“可以自豪地說，這是業界從來沒有做到的水平”，愛立信東北亞網絡產品線部門總監吳日平表示。
AAU設備大瘦身，對于進入深水區的我國5G網絡部署而言，自然是利好。
眾所周知，Massive MIMO（大規模天線）技術的使用，是5G比4G先進的重要原因。Massive MIMO有能力充分發揮頻譜的潛力，相同的頻譜資源能夠提供更大的容量。
“曾經我們希望5G網絡在每個點都布上Massive MIMO，但在實際過程中遇到挑戰，不是每個站點都能安裝非常重或者體積大的Massive MIMO產品。”吳日平說道。
Massive MIMO產品的“體重”從原來的數十公斤降低至12公斤重，更加容易部署，不管是上塔、上燈桿、上墻、上屋頂，都能夠部署Massive MIMO設備。
值得關注的是，這次PT展上，華為發布了新一代綠色節能Massive MIMO產品MetaAAU。相比傳統方案，MetaAAU可以同時提升小區30%上行覆蓋和30%下行覆蓋，邊緣用戶平均體驗可提升25%。在小區邊緣覆蓋指標不變的情況下，基站可配置更低的發射功率，從而降低基站能耗。
這些技術創新，都有助于進一步提升5G網絡覆蓋和性能。
綠色發展：雙碳新時代必答題
2020年9月，我國提出二氧化碳排放力爭“2030年前達到峰值，2060年前實現碳中和”，2021年政府工作報告將“扎實做好碳達峰、碳中和各項工作”列為重點工作之一。
“雙碳”戰略對各行各業的發展提出了新的要求，對于5G來說，新形勢下更要注重綠色發展，這也成為本屆PT展上各家廠商展示的重點內容之一。
在這屆PT展上，華為展示了全場景低碳 ICT 解決方案。華為“極簡站點”解決方案能夠實現去機房化，做到“一站一柜、一站一刀”，這樣可以免去空調投入等運營成本，同時還可以在站點上部署光伏發電模塊，引入綠色能源。此外，基于網絡結構與話務模型特性，運用在線AI技術減少無效能耗，在保持網絡KPI穩定的基礎上，實現最大化降低網絡能耗。
圖源：IT時報 錢立富在中國信科展區，工作人員介紹，5G的高能耗主要來自三方面：一是5G AAU設備天線數增多，射頻單元能耗高：二是5G頻段相對較高，覆蓋較小，相比4G網絡，同樣面積需要更密集站點部署來滿足連續覆蓋，導致能耗增加；三是電源、空調等配套設施的增多。所以，中國信科通過設備節能、網絡協同節能方式，幫助運營商打造綠色節能的5G網絡。比如在設備節能方面，AAU設備采用高功效的GaN材料，功放效率可達60%，同時采用高導熱鋁合金材料，提升散熱性，同時減小設備的體積和重量。
中興通訊也展示了節能減排方面的方案。5G功放是基站核心器件，中興采用GaN+技術配合硬件算法改進，可使功放效率達到55%以上。還有多樣化的極簡站點方案，比如機房變機柜、機柜變桿站、市電變綠電等具體措施，降低機房租賃成本、降低電費。
“2019年，愛立信提出把2030年實現自身碳中和作為企業發展非常重要的目標。同時，移動通信技術、數字化技術對降低全球碳排放有非常大貢獻，整個影響超過15%?！睈哿⑿艝|北亞網絡產品線部門總監吳日平表示，愛立信還率先提出要打破能耗曲線，推動5G網絡整體能耗水平降低，達到4G甚至低于4G的能耗水平。
“我們有完整的全方位解決方案，包含了網絡規劃、軟硬件技術能力創新等等?！眳侨掌秸f道。
在此次愛立信展出的一些設備中，搭載了潮汐功放技術，可將基站射頻單元的功耗降低20%，從而有效節約能源，降低碳排放。射頻單元能耗占無線主設備能耗的約80%，其中，PA（射頻功率放大器）是射頻單元中的“能耗大戶”，愛立信通過動態調整PA電壓以提升PA的效率，在有業務的情況下，可根據業務量的高低，自動通過硬件算法實時優化功耗。換而言之，在無需“關斷”的情況下，也可以實現節能，同時不影響終端用戶感受。
圖源：IT時報 錢立富中國鐵塔則通過推動動力電池梯次利用等方式進一步降低能耗。中國鐵塔是工信部新能源汽車動力蓄電池回收利用試點企業，新能源車動力電池退役后，經過加工重組，將其用于基站備電。據工信部統計，截至2020年底我國新能源汽車產量累計超過557萬輛，退役電動車電池累計達到4.1GWh（億瓦時）。截至2021年上半年，中國鐵塔已經在全國31省25萬通信基站使用51萬組梯次電池，累計使用梯次電池3GWh。
圖源：IT時報 錢立富問號待解：毫米波5G何時上場助陣
今年的PT展，除了中國電信、中國移動、中國聯通之外，還有一家電信運營商，這就是中國廣電。
展區內，中國廣電打出標語：“廣電5G揚帆起航”，同時展示了其5GNR廣播電視業務，用戶可以免流量收看電視直播，中國廣電對這項業務寄以厚望。展區內一塊巨大展板上寫著“中國廣電192號段內部友好用戶放號測試”，但最牽繞著外界的一個謎團仍未揭開：廣電192號段何時規模放號。
除了這個謎團，這屆PT展上也未找到另一個謎團的答案：毫米波5G何時在我國落地。
PT展期間，高頻通信產業技術發展論壇舉行，來自高通、華為、中國聯通等多位業內人士表示，隨著國內5G發展進入下半場，應推動毫米波5G落地。
中國聯通研究院無線技術研究中心總監李福昌在論壇上表示，隨著高容量、高效率、低時延業務發展，通信頻段必然向毫米波方向延伸，5G移動通信的基本架構將采用低頻段+毫米波頻段相結合的通信方式。
華為5G產品線副總裁鮑祥英認為，在面向5.5G演進過程中，毫米波將充分發揮其技術優勢，助力打造一張卓越的5.5G網絡，使能萬物智聯的世界。高通中國區研發負責人徐晧表示，在全球移動數據流量暴增的態勢下，最直接的方法是擴大頻譜或提高頻率，而6GHz以下頻譜非常有限，只能向更高的頻率要資源，也就是使用5G毫米波。徐晧認為，5G毫米波是5G發展的必然趨勢，同時也是5G向6G發展的必經之路。
在數天前舉行的“第二屆5G毫米波產業高峰論壇”上，GSMA大中華區總裁斯寒表示，期待中國政府和產業盡快推進毫米波頻譜規劃。GSMA《5G毫米波經濟性分析》報告顯示，通過對5G毫米波發展成本增益和經濟效益等進行綜合分析，結果表明5G毫米波在高密度城市部署和固定無線接入場景里，與中頻C波段結合將為運營商帶來明顯的成本優化和增益。
在這次高峰論壇上，中國通信標準化協會副理事長兼秘書長聞庫表示，隨著5G網絡建設規模推進，5G網絡規模覆蓋已逐步完善，5G正在逐漸走向下半場，這一階段的主要任務將是擴大5G的需求應用，而5G毫米波大帶寬、低時延等特性，將在未來助力千行百業完成行業數字化轉型。
這次PT展上，多家廠商都展示了26GHz毫米波設備。目前在國際上，毫米波主要頻段是26GHz至28GHz，“我國應該是規劃26GHz用于毫米波”，一位廠商人士表示。但是，毫米波頻譜何時劃分，目前仍不清楚。
隨著5G發展進入下半場，尤其對高帶寬場景需求的加大，毫米波的上場只是時間問題，從而形成中低高頻搭配的協同發展局面。
