出品：新浪科技《科學大家》

　　撰文：鄔賀銓 中國工程院院士，光纖傳送網與寬帶信息網專家，中國互聯網協(xié)會理事長

　　移動通信從第一代1G頻分多址、2G時分多址到3G碼分多址，4G綜合了頻率、數字等多方面的維度，峰值速率可達100Mbps，現在5G來了，運用大規(guī)模天線、邊緣計算，峰值速率可達20Gbps。

　　整個移動通信的發(fā)展基本上十年一代，每一代都是前一代速率的1000倍，1G到4G是面向個人通信即面向消費者的，而5G擴展到產業(yè)互聯網和智慧城市的應用，一共有三大應用場景：增強移動寬帶、超可靠低時延、廣覆蓋大連接。

　　和4G相比，5G峰值速率提高了30倍，用戶體驗速率提高了10倍，頻譜效率提升了3倍，移動性能達到支持500公里時速的高鐵，無線接口延時減少90%，連接密度提高10倍，能效和流量密度各提高100倍，能支持移動互聯網和產業(yè)互聯網的各方面應用。

　　5G促進了AI和IoT的融合

　　5G推動了人工智能與物聯網的結合，擴展了物聯網的能力。5G對物聯網的要求是一平方公里有100萬個物聯網模塊能連到網上，傳輸時延少于10秒，丟包率不高于1%。通過寬帶低時延的連接，5G使得物聯網可以直接連到云端，使得大數據能夠和人工智能的決策分析融為一體。

　　5G成為AI和IoT間的寬度紐帶，使二者變成AIOT，稱之為智聯網，推動萬物智聯。AIOT使得物聯網所感知的大數據能直聯AI，我們通過增加一些AI芯片以及一些開發(fā)軟件，就能實現很多實時決策。

　　在產業(yè)鏈上，AIOT更強調AI芯片與AI能力開發(fā)平臺，其中開發(fā)框架支持端、邊、云獨立的和協(xié)同的統(tǒng)一訓練和推理，可以幫助IoT開發(fā)者解決開發(fā)兼容問題。

　　5G+8K視頻直播

　　8K視頻不單是分辨率和幀率的提升，而且每個像素的編碼比特數也增加了，動態(tài)范圍也擴展了。5G的高帶寬低時延可以直播8K視頻，并且可以把運動場上多個攝像機位的信號同時播出來，組成360度的場景，使得場外觀眾能感受到坐在運動場一樣的體驗，可以隨心所欲看到每一個角度的視頻。當然在手機上看高清視頻可能屏幕會太小，但是手機可以跟智能屏聯動，華為鴻蒙OS支持以智能屏替代手機實現8K顯示。

　　通過高清視頻不僅僅用于娛樂，還可以用于遠程醫(yī)療。2019年3月，中國移動與華為合作幫助海南醫(yī)生通過5G網絡遠程操控電子機械臂，對在北京的帕金森病患者成功完成了“腦起搏器”植入手術，手術耗時3小時。

　　除此之外，5G+8K視頻還可以用于遙控生產線上機器故障的排除，指導維護管理。另外，8K視頻本身也是一個產業(yè)，視頻直播的產業(yè)在2021年，全球可以達到700億美元，其中中國觀看直播的視頻互聯網用戶已占全球的60%。

　　5G云游戲

　　過去玩游戲都需要比較高級的設備如顯卡、CPU等，需要先把游戲下載下來，門檻還是比較高的。現在有了5G終端，可以直接連到云端，游戲沒必要直接下到終端上面，玩游戲的設備就可以大大簡化。

　　當然普及游戲不是我們的宗旨，利用這個技術也可以用于工業(yè)的協(xié)同設計接和數字文化創(chuàng)意產業(yè)。

　　現在虛擬現實（VR）、增強現實（AR）已經發(fā)展起來了，但是在沒有5G的時候它是很難得到應用的，原來它要求的帶寬達到1個G，延時希望低于7個毫秒，在4G時代這是很難實現，現在5G有可能做到。

　　5G加上VR，不僅僅用于游戲，還可以支撐協(xié)同工作。5G+VR可以用于遠程教育，可以讓邊遠地區(qū)的孩子能同樣獲得大城市的優(yōu)質教育資源；可以通過網上的虛擬實驗解決邊遠地區(qū)實驗手段不足的問題，而且可以很好地用于培訓。目前，故宮博物院就通過VR頭盔，讓游客有了更好的體驗。

　　5G+AIOT能廣泛應用于工業(yè)互聯網

　　5G加AIOT能廣泛應用于工業(yè)互聯網上，包括電網、港口、煉油廠、建筑公司、冶金企業(yè)、機械加工企業(yè)、化工企業(yè)都可以。

　　南方電網利用5G承載電網的配電業(yè)務，青島港成為全球首個5G智能碼頭，荷蘭殼牌煉油廠采用5G機器人巡檢油管，瑞典沃爾沃建筑公司用5G遙控深井作業(yè)。

　　上海商飛公司已建成全球首個5G+工業(yè)互聯網的園區(qū)。飛機是用復合材料制造的，機翼和機身貼上復合材料，過去要停機檢查粘貼的質量，現在用5G的高清視頻攝像頭，邊貼邊把圖像直接實時傳到后臺，跟大數據、人工智能已有的圖片進行比對，這樣就大大提升了工作質量和效率。

　　另外，由于飛機是一節(jié)一節(jié)組裝起來的，每一節(jié)里都有很多電纜。過去靠圖紙連接的時候，需要非常小心地連接，現在借助5G+VR頭盔，可以讓工人知道哪一根電纜該連接到另外的哪一根，不僅僅提高效率，也提高了工作質量。

　　當然，更多的應用是在機器視覺方面。在中國，現在生產線上，靠目測檢驗產品質量的工人每天有350萬人。盡管這些工人很認真，但仍然避免不了差錯，利用工業(yè)的高清視頻和5G，直接和邊緣計算及后臺的人工智能結合，能很好地發(fā)現質量問題，效率遠遠超過工人。

　　華星光電跟騰訊合作，對液晶面板海量圖片進行快速學習與訓練，建立高精度模型，實現機器自主質檢，分類識別準確率達88.9%，節(jié)省人力60%。

　　清華大學與英業(yè)達集團合作，基于機器視覺，綜合PCB板加工過程的多源數據，得到360度視圖，發(fā)現人工無法判斷的主板近14%，每年效益達9000萬元。

　　青島港通過5G將機器視覺集卡防吊起系統(tǒng)與大型運算系統(tǒng)相連，實現毫秒級時延的操作，在效率上、效益上都有很大的改進。

　　5G在車聯網上的應用

　　5G更好地適應了車聯網的需要。過去在4G時代，反應時間是100毫秒，而5G+邊緣計算只有1毫秒。原來我們用的雷達等感知手段，實現了對環(huán)境狀況的感知，但是無法實現車到車、車到云、車到紅綠燈、車到停車場的連接，5G的高可靠、低時延完全能支撐這個應用。實際上，車聯網不單提高了交通效率，而且減少了很多交通安全事故的發(fā)生，本身也是一個產業(yè)。

　　車聯網的軟件，包括汽車電子，以及車聯網的服務，到2030年全球將達到1.5萬億美元的規(guī)模，遠遠超過了現在汽車產業(yè)的總規(guī)模。

　　5G開啟移動通信新時代

　　5G的增強移動寬帶能力為4K、8K的高清視頻節(jié)目的無線傳輸提供了可靠通道，豐富了文化生活，推動了數字產業(yè)化的發(fā)展；5G的高可靠、低時延、廣覆蓋、大連接，將物聯網的大數據跟人工智能融合，將物聯網發(fā)展到智聯網；5G+VR/AR和邊緣計算的結合，推動了人機物的自然協(xié)同，催生了新業(yè)態(tài)，為用戶提供了更好的體驗；5G為互聯網發(fā)展增加了新動能，拓展了新應用，助力產業(yè)數字化的發(fā)展。

　　注：本文整理于鄔賀銓院士在首屆世界科技與發(fā)展論壇上的講話，略有刪減，圖片來源于網絡，由編輯所加。