以新發展理念推進5G網絡建設

王喜文

如火如荼的5G不單單是手機升級、網速提升，它將引領新一輪科技革命和產業變革，是數字經濟的底層基礎設施，并對經濟社會發展和大國科技競爭產生深遠的影響。

近期，由于中國經濟受到新冠肺炎疫情的沖擊，新型基礎設施建設被寄予厚望，推進速度明顯加快，而排在“新基建”首位的5G成為全社會關注的焦點。

筆者認為，以5G為代表的“新基建”，要堅持以創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念為指導，重視頂層設計，以統籌機制推動5G創新發展，制定5G創新發展的規劃政策，落實重大工程專項和重要工作安排，研究推動跨區域、跨部門的重要協調事項，協調解決工作中的重大問題，通過發揮頂層設計、政策整合、統籌協調的作用，有效推動5G綠色發展，提升開放水平和實現成果共享。

一、創新：從5G三大應用場景創新出發，積極貫徹國家發展5G的戰略意圖

5G不僅可以為大眾帶來良好的移動互聯網體驗，還將成為智能制造、智能醫療、智能政務、智慧城市以及無人駕駛汽車的技術支撐。由于5G被視為各行各業的新型基礎設施，因此世界各國都在力爭成為5G的領導者，期望自己能夠主導新一代移動通信的國際標準。

我國經歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步之后，目前已經成為5G技術、標準、產業、應用的引領者之一，位于全球5G產業第一梯隊，并計劃在2020年實現5G全面商用。據中國信息通信研究院的測算，2020年我國5G將帶動約4840億元的直接產出，到2030年增長到6.3萬億元;在間接產出方面，2020年5G將帶動1.2萬億元產出，到2030年增長到10.6萬億元。

具體而言，5G三大典型應用場景中的eMBB（大帶寬）場景其實就是目前4G移動通信技術的升級版本。只不過是eMBB技術再度提升了4G移動通信技術的流量以及帶寬處理能力，支持更高更快的內容傳輸處理。主要應用場景包括4K/8K超高清視頻以及語音、圖像、文字處理、移動APP數據等消費端業務。

5G的魅力在于它引入了另外兩大場景，即面向物聯網應用的mMTC（大規模連接）以及面向自動駕駛、工業互聯網、遠程醫療的uRLLC（高可靠低時延）。因此，5G與前四代移動通信技術之間的關鍵區別在于，前四代網絡致力于為消費者（以及在一定程度上為企業用戶）提升用戶體驗，而5G則瞄準產業應用，將前所未有地支持更廣泛的創新場景。

對于mMTC而言，該項技術更偏向于物聯網場景運用。4G技術也支持物聯網運用，但是由于其更多針對移動通話、視頻、文字傳輸等偏向于消費者運用而設定的技術，所以導致其不適合大規模的物聯網場景數據傳輸，而且4G并沒有針對物聯網場景制定統一的標準，這導致了跨設備溝通之間的障礙。根據《5G：為人工智能與工業互聯網賦能》一書描述，4G技術在物聯網場景里面存在缺陷，但是mMTC技術卻是專門針對解決4G的這一缺陷而產生的。物聯網傳輸通信技術的要求更重在其能夠連接設備的廣度以及寬度，它可能對于數據傳輸速率以及帶寬要求不及面向消費者的通信技術那么高，但是卻需要保持鏈接數據量大、支持高并發和多通道數據傳輸處理等能力，這是區別于eMBB場景應用對于通信能力需求的另外一個領域。目前，智慧城市、智能環保是mMTC應用場景中最典型的代表。

uRRLC技術主要是針對自動駕駛、遠程醫療手術等對數據傳輸速率以及反映靈敏性要求比較高的領域而設定的。因為涉及到高速行駛的自動駕駛汽車必須能快速地反應制動，識別避免車禍等問題的發生。又如醫療環節，如果手術機器人控制靈敏度不夠，容易導致患者傷口擴大或者無法愈合，難以實現高精度的微創手術治療。這一場景要求的數據傳輸以及處理能力比其他領域又有不同，于是便有了uRRLC這一項通信技術的誕生。

近兩年，由于中美貿易摩擦不斷升級，從大豆到智能手機、汽車等產品都受到嚴重影響，但5G可能是全球兩大經濟體之間發生貿易摩擦的重要原因。4G改變生活，5G不僅變革經濟和社會，而且重塑國際格局。

為此，中國應把5G 建設作為一個重大發展機遇來推進，通過5G 創新，為數字經濟和智能社會發展提供新引擎，在新一輪科技革命和產業變革中形成新優勢。具體而言，要面向不同產業領域對5G多連接、大帶寬、低時延的網絡需求，加快建設5G網絡基礎設施，結合邊緣計算和網絡切片等技術，全面促進5G創新和應用發展。

首先，大力推進5G關鍵技術研發、技術試驗和標準制定，提升5G組網能力及業務應用創新能力。支持企業發展面向移動互聯網、物聯網的5G創新應用，積極拓展5G業務領域。其次，要抓運營商大平臺、主導產業以形成全產業鏈，實現重點突破。例如，圍繞新型半導體材料及工藝的共性關鍵技術和產業化，聚焦中高頻功率放大器、LC濾波器、射頻芯片等核心器件，面向5G基站、終端等開展攻關。第三，聚焦引進和發展5G終端制造業、5G通信設備制造業，加強與高校、科研院所的合作，推動5G前沿創新技術攻關。

二、協調：從區域和產業鏈上下游，解決5G基站和產業發展的不均衡問題

建議國家及各地積極研究制定三年或五年5G建設規劃，細化相關具體措施，協調和解決5G驗證環境搭建與5G產業發展中的相關問題。

只有基站足夠密集，才能保障通信信號的穩定，實現5G的三大應用場景。但基站建設過于密集，必然需要巨大投資。4G基站建設，通常是市區500～600米建一個基站，郊區1～2公里建一個基站，農村3～4公里建一個基站。從區域角度來看，以北京市為例，5G基站建設應充分得到組織協調，對其給予積極的要素保障，但在規劃5G基站建設區域時不應沿用二環、三環、四環、五環、六環的概念，而要考慮人口密度和數據流量而合理布局，從而解決人民日益增長的對5G美好生活需要和5G基礎設施不平衡不充分的發展之間的矛盾。

同時，建議各地在5G與產業融合等方面給予大力支持，建立跨部門協作機制，制定相關規范，保障5G與不同領域應用與測試的推進。協調5G產業鏈上、中、下游（設備商、運營商、應用廠商）等全產業鏈資源，建設5G國家產業創新中心，開展技術研發、成果產業化、人才培訓以及有關成果的共創共享，加快5G創新應用和商用。以北京市為例，可以懷柔未來科技城、亦莊經濟技術開發區為核心，構建高效協作創新網絡，培育和孵化一大批創新型中小企業，加快建成產業協同、技術引領、配套完善的具有國際競爭力的5G產業集聚區。

三、綠色：以財稅和技術雙管齊下，解決5G基站高功耗問題

目前困擾5G發展的一大難題是功耗。數據顯示，4G系統典型的基站功耗每月1300瓦，5G基站典型功耗在3500瓦左右。同樣覆蓋目標情況下，5G基站數量將達到4G的3～4倍，這樣 5G 移動網絡的整體能耗將是4G的9倍以上。

據統計，2018年中國移動公司利潤為1177億元，電費支出為123億元。三大運營商的移動基站共耗電約270億度，總電費約240億元。在同樣覆蓋情況下，5G網絡的能耗將達到 2430億度，電費達到2160億元。也就是說，龐大的用電成本將吃掉三家運營商的所有利潤，還要虧損數百億元。因此，網絡上有人調侃“各省市大規模建設5G，國家電網笑啦”“5G之后，運營商會交不起電費”，等等。

從財稅政策角度看，建議各地能夠針對5G用電，出臺相關的專項優惠政策，降低5G網絡的電費支出，使5G網絡電費的降低與提速降費的總體要求相匹配，這樣才能使極具巨大潛能的5G實現可持續發展。

當然，這并非長久之計。從技術角度看，技術進步降低功耗才是根本。例如，日本的羅姆公司正在研發一種用于5G基站的電源用功率半導體，據說可以降低50%的電力損耗。我國也應該積極推動類似的技術創新，加快提高設備性能，降低功耗。

四、開放：對內開放數據、對外開放平臺，創建國際領先的5G智慧城市

與前四代移動通信技術主要面向消費者不同，5G主要面向產業界，推動產業和企業實現數字化轉型、智能化升級。5G技術的商用將帶來覆蓋包括5G終端手機、5G網絡運營設備在內的各個行業的全新發展機會。為此，建議各地深入挖掘各行業對5G的技術應用需求，加快布局全局性、基礎性、戰略性的應用創新項目，做好業務對接，讓垂直行業介入，推動跨行業合作，構建開放產業生態和協同創新集群。結合自身的產業基礎，圍繞4K/8K高清視頻、AR/VR、車聯網、無人機、智慧城市、工業互聯網、智慧醫療、智慧家居等應用場景，有計劃地開展應用實驗，探索形成可復制、可推廣的模式。

其中尤為重要的是，對內而言，要解決跨區域、跨領域、跨部門的數據孤島、數據壁壘等問題，以智慧城市為例，需要開放城市下水道井蓋、道路橋梁、交通流量等基礎數據，推動5G場景應用;對外而言，應采取“引進來、走出去”，積極推動5G商用設備研發、技術應用的國際合作，在開放創新中打造5G智慧城市。

五、共享：從基站共建共享、網絡切片兩個角度，解決5G建設和運營的高成本問題

去年底召開的2020年度全國工業和信息化工作會議指出，截至目前，全國開通5G基站達到12.6萬個。同時，工信部提出，要深入實施工業互聯網創新發展戰略，啟動“5G+工業互聯網”512工程;要穩步推進5G網絡建設，深化共建共享，力爭2020年底實現全國所有地級市覆蓋5G網絡。

下一步，建議各地大力推廣基站共建共享。例如，讓一個基站上面安裝一圈移動天線、下面安裝一圈聯通天線，實現共享，降低基站建設成本，以達到節約資源、提質增效的效果。

與此同時，建議鼓勵運營商選擇網絡切片技術，實現在最少的資本投入下發揮最豐富的網絡功能。端到端的靈活性是5G網絡的基本特征，這種靈活性在很大程度上源于網絡軟件化的引入，其中核心網絡硬件和軟件功能是分開的。網絡軟件化是指通過網絡功能虛擬化（NFV）、軟件定義網絡（SDN）和Cloud-RAN（C-RAN）等技術，基于網絡切片方式，提高創新和移動網絡轉型的速度。網絡切片作為5G網絡架構中核心的一環，允許將物理網絡分成多個虛擬網絡（邏輯段），這些網絡可以支持不同的RAN或某些客戶群的多種類型的服務，從而通過更有效地使用通信信道大大降低網絡建設成本。

我國已經成為5G率先商用的國家之一，快速發展的垂直行業數字化轉型和巨大的用戶規模都將推動我國5G產業蓬勃發展。各地應立足當前、著眼未來、因地制宜，統籌有序推動“新基建”和5G網絡建設，助力經濟高質量發展，利用新技術賦能社會治理。

（作者系九三學社中央科技委員會委員、九三學社中央促進技術創新工作委員會委員）