2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過(guò)200倍，2010年到2030年將增長(zhǎng)近2萬(wàn)倍，未來(lái)全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模。對(duì)于通訊網(wǎng)絡(luò)，人類不會(huì)朝著單一追求速度的方向無(wú)限地邁進(jìn)，而是在一個(gè)擁有相對(duì)極值的階段保持一定時(shí)間的穩(wěn)定。
當(dāng)前隨著4G在全球規(guī)模商用，全球產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)將研發(fā)重點(diǎn)投向2020年及未來(lái)的5G技術(shù)研究。近來(lái)最引人關(guān)注的，莫過(guò)于韓國(guó)三星公司對(duì)外宣布已成功研發(fā)出首個(gè)基于5G核心技術(shù)的移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，這意味著手機(jī)用戶有望在不到一秒時(shí)間內(nèi)完成一部高清電影的下載。但對(duì)用戶而言，恐怕依然存有疑義：4G已經(jīng)來(lái)了，我們真的還需要5G嗎？
移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將爆炸式增長(zhǎng)
與2G時(shí)代傳遞一張照片需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)相比，到了4G時(shí)代，下載一部高清電影只是幾十秒的事，這樣的通訊體驗(yàn)，人們似乎已經(jīng)沒(méi)有什么可不滿足的了。
但是，根據(jù)預(yù)計(jì)，2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過(guò)200倍，2010年到2030年將增長(zhǎng)近2萬(wàn)倍；中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計(jì)2010年到2020年將增長(zhǎng)300倍以上，2010年到2030年將增長(zhǎng)超4萬(wàn)倍。發(fā)達(dá)城市及熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長(zhǎng)率可達(dá)600倍，北京熱點(diǎn)區(qū)域的增長(zhǎng)率可達(dá)1000倍。
除此之外，未來(lái)全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模。預(yù)計(jì)到2020年，全球移動(dòng)終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過(guò)100億，其中中國(guó)將超過(guò)20億。到2030年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近1000億，其中中國(guó)超過(guò)200億。
可以想見(jiàn)的是，4G時(shí)代的通信管道很可能被未來(lái)十年爆炸式增長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量所堵塞。這就不難理解，為什么4G到來(lái)沒(méi)多久，各國(guó)已經(jīng)開(kāi)始未雨綢繆，投入到緊張的5G技術(shù)研發(fā)中。
北京郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授、信息經(jīng)濟(jì)與競(jìng)爭(zhēng)力研究中心主任曾劍秋告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，一般而言，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展有10年商用一代、10年研發(fā)一代的規(guī)律。上個(gè)世紀(jì)90年代推出2G技術(shù)、2000年推出3G技術(shù)，以及2010年的4G技術(shù)。因此，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)提出5G，并非空穴來(lái)風(fēng)。
據(jù)了解，當(dāng)前全球有多個(gè)組織都在關(guān)注5G研究，包括主要由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商組成的NGMN、歐盟推出的全球首個(gè)大規(guī)模國(guó)際性5G科研項(xiàng)目METIS以及由中國(guó)政府主導(dǎo)的IMT-2020（5G）推進(jìn)組等。
在年初的2014年巴塞羅那世界通信大會(huì)（MWC）期間，下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（NGMN）宣布發(fā)起針對(duì)5G的全球項(xiàng)目。由19家國(guó)際領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商首席技術(shù)官組成的NGMN董事會(huì)已經(jīng)決定將NGMN的未來(lái)工作重點(diǎn)放在定義5G的端到端需求上，同時(shí)認(rèn)為5G的范圍將大大超出無(wú)線接入層。
IMT-2020（5G）推進(jìn)組于2013年2月由中國(guó)工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合推動(dòng)成立，作為5G推進(jìn)工作的工作溝通平臺(tái)，目標(biāo)是組織國(guó)內(nèi)各方力量、并拓展國(guó)際合作，以共同討論5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。最近，IMT-2020（5G）推進(jìn)組也正式發(fā)布了《5G愿景與需求白皮書(shū)》。
曾劍秋表示，在推進(jìn)5G技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中，中國(guó)與韓國(guó)、美國(guó)、歐洲等幾乎處于同一起跑線上。未來(lái)幾年，5G市場(chǎng)將不可避免地出現(xiàn)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
“超寬帶”的高速體驗(yàn)
直到目前，恐怕還有許多用戶并不清楚究竟什么是4G，何況談到5G，更可能一頭霧水。
如果用簡(jiǎn)單的方法來(lái)描述移動(dòng)通信，主要是兩個(gè)指標(biāo)：一個(gè)是帶寬，容量有多大；一個(gè)是速率，傳輸有多快。而本質(zhì)上兩者的含義沒(méi)有什么不同。
曾劍秋說(shuō)，如果僅用帶寬來(lái)解釋，3G時(shí)代是十兆帶寬、4G時(shí)代是百兆帶寬，而5G時(shí)代則是千兆帶寬。如果更形象地描述，把移動(dòng)通信管道比作高速公路，假定3G時(shí)代是2個(gè)車道，4G時(shí)代就是20個(gè)車道，5G時(shí)代則是200個(gè)車道。
“對(duì)普通用戶而言，5G網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于無(wú)限寬帶，想干什么都沒(méi)問(wèn)題。”在他看來(lái)，盡管這是一個(gè)理論極值，用戶不可能獨(dú)享移動(dòng)通信管道，在實(shí)際共享過(guò)程中未必能達(dá)到，但相對(duì)于4G時(shí)代，帶寬和速率將有質(zhì)的改變。“我們可以稱它為‘超寬帶’。”
“也許有人會(huì)問(wèn)，照此下去，移動(dòng)通信是否還會(huì)朝著10G甚至100G的方向發(fā)展？”曾劍秋表示否定，“人類對(duì)于通訊網(wǎng)絡(luò)的追求并不會(huì)朝著單一追求速度的方向無(wú)限地邁進(jìn)。而是在一個(gè)擁有相對(duì)極值的階段保持一定時(shí)間的穩(wěn)定。”目前看來(lái)，他認(rèn)為5G時(shí)代就將是這樣一個(gè)階段。
電信企業(yè)在描述5G時(shí)，不僅僅將5G定義為是更高速率、更大帶寬、更強(qiáng)能力的接口技術(shù)，還強(qiáng)調(diào)是面向業(yè)務(wù)應(yīng)用和用戶體驗(yàn)的智能網(wǎng)絡(luò)。
“對(duì)用戶而言，速度就是最簡(jiǎn)單、直觀的體驗(yàn)。”曾劍秋告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，人們也許有所不知，早在2G時(shí)代就已經(jīng)存在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)了，那時(shí)的WAP業(yè)務(wù)正是提供手機(jī)上網(wǎng)服務(wù)的。當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)甚至認(rèn)為，這將成為一項(xiàng)“殺手級(jí)”業(yè)務(wù)，因?yàn)橐苿?dòng)辦公的實(shí)現(xiàn)指日可待了。但是現(xiàn)實(shí)是，由于帶寬不足，該業(yè)務(wù)并沒(méi)有獲得成功；同樣，3G時(shí)代的重要目標(biāo)就是推出視頻業(yè)務(wù)，比如視頻通話，也被稱為下一個(gè)“殺手級(jí)”業(yè)務(wù)，但也是受制于帶寬，并沒(méi)有真正成熟；4G在此基礎(chǔ)上有了很大的提升，但本質(zhì)上還是向5G發(fā)展的過(guò)渡階段。
飛象網(wǎng)總裁、通信業(yè)知名觀察家項(xiàng)立剛也強(qiáng)調(diào)，事實(shí)上不同階段移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的目標(biāo)并沒(méi)有太大的變化，許多業(yè)務(wù)應(yīng)用并非只能在某一階段才能實(shí)現(xiàn)，只是在流暢程度上存在差異，從而在不同階段影響用戶體驗(yàn)。
與4G一樣，5G也是服務(wù)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的，如果有所差別，那就是在具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動(dòng)性等特征的場(chǎng)景下——例如超高清、3D和浸入式視頻的流行將會(huì)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)速率大幅提升；8K（3D）視頻經(jīng)過(guò)百倍壓縮之后傳輸速率仍需要大約1Gbps；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、云桌面、在線游戲等業(yè)務(wù)，對(duì)上下行數(shù)據(jù)傳輸速率提出挑戰(zhàn)；未來(lái)大量的個(gè)人和辦公數(shù)據(jù)將會(huì)存儲(chǔ)在云端，海量實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互也需要超高的傳輸速率，并且會(huì)在熱點(diǎn)區(qū)域?qū)σ苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)造成流量壓力，5G可以不受約束地實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用服務(wù)。
韓國(guó)未來(lái)創(chuàng)造科學(xué)部曾提出，未來(lái)5G的五大核心服務(wù)將是未來(lái)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、移動(dòng)立體視頻、智能服務(wù)、超高速服務(wù)、超高清和全息圖。
曾劍秋表示，在可預(yù)計(jì)的未來(lái)，移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將真正出現(xiàn)井噴式的發(fā)展。
不過(guò)，項(xiàng)立剛也不止一次指出，雖然在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式下，網(wǎng)速是一切應(yīng)用的基礎(chǔ)，但是如何將通訊網(wǎng)絡(luò)與大數(shù)據(jù)、智能感應(yīng)融合到一起，實(shí)現(xiàn)真正的移動(dòng)、智慧生活，并不是單靠移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)就能完成的。“速度不是唯一的，對(duì)于移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是消費(fèi)者還是市場(chǎng)都應(yīng)該抱有更為理性的期待。”
5G時(shí)代的融合組網(wǎng)
既然4G是向5G發(fā)展的過(guò)渡階段，國(guó)內(nèi)三大電信運(yùn)營(yíng)商在4G基站中的巨額投入是否值得，這是否是一種浪費(fèi)？
曾劍秋的觀點(diǎn)是，從第一代移動(dòng)通訊到第二代移動(dòng)通訊，然后到第三代移動(dòng)通訊，到第四代移動(dòng)通訊，再到第五代移動(dòng)通訊，這是一個(gè)平滑演進(jìn)的過(guò)程，不能逾越。而且從第二代移動(dòng)通訊開(kāi)始使用的數(shù)字技術(shù)具有后向兼容性，也就是說(shuō)，在5G時(shí)代，4G、3G、2G都可以向下兼容同時(shí)并存。
事實(shí)上，即使在5G時(shí)代，從信息速率來(lái)看，既需要支持3D全息實(shí)時(shí)會(huì)議這類大帶寬業(yè)務(wù)，也需要支持幾十個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間才突發(fā)一些小數(shù)據(jù)包的抄表業(yè)務(wù)；從延遲來(lái)看，既需要支持延遲要求5ms以下的即時(shí)控制類業(yè)務(wù)，也需要支持對(duì)延遲不敏感的背景下載業(yè)務(wù)；從移動(dòng)速度來(lái)看，既需要支持高鐵甚至航空器的高速和超高速場(chǎng)景，也需要支持靜止和低速的場(chǎng)景。因此，不同的移動(dòng)通訊技術(shù)仍可以在合適自己的領(lǐng)域發(fā)揮作用。
同時(shí)，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，通訊終端也將會(huì)支持5～10個(gè)甚至更多不同的無(wú)線通信技術(shù)，包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、GSM、WCDMA、WiFi、紅外、藍(lán)牙、FM等。
“5G時(shí)代移動(dòng)通訊的一大特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)融合，運(yùn)營(yíng)商并不是孤立建網(wǎng)，而是提供一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)的通訊平臺(tái)。”曾劍秋說(shuō)，如果能從這個(gè)角度理解未來(lái)通信，人們也就不必糾結(jié)于究竟是選擇TD還是FDD了。
