中国5G给人留“车尾灯” 2至4年行业应用初具规模

图源：上海电信费锋

　　文/钱立富

　　来源：IT 时报（ID：vittimes）

　　从 4G 时代开始，中国努力构建全球最领先的通信基础设施。进入 5G 时代两年后，中国的领先优势不断扩大。

　　在基站规模和用户规模方面，中国 5G 发展之迅速，让其他国家和地区只能看见“车尾灯”。2021 年中国国际信息通信展（简称 PT 展）开幕式上，工信部副部长辛国斌介绍，至 2021 年 8 月底，我国建成 5G 基站超过 100 万个，占全球的 70% 以上。另外，5G 终端连接数超过 4 亿，中国的 5G 用户渗透率达到 29%，在全球遥遥领先。在性能体验方面，中国 5G 兑现了千兆用户体验，华为数据表明，86% 的中国用户对 5G 满意。

　　更为关键的是，在B端行业应用拓展方面，中国 5G 的领先优势甚至比C端更大。据悉，目前我国已经形成 5G 应用案例超过一万个，覆盖了 20 多个行业和领域。尤其在矿业、港口、制造、医疗等领域，正走向批量复制。这次 PT 展上，华为、中兴、中国电信等企业都展示了在这些领域较为成熟的应用。

　　身处“无人区”的中国 5G 在探索中前行，取得积极成效，但是面临的挑战依旧不小，要进一步加强 5G 网络覆盖，加强节能减耗，推动跨领域数字技术整合以拓展行业应用等等。如果说上半场中国 5G 取得 0 到 1 的突破，那么下半场则要解开从 1 到N的难题，推动 5G 在更多领域实现可复制、可规模推广。

　　中国 5G 走出“无人区”的时间不会很长，PT 展上，业内人士预测，未来两到四年，我国 5G 垂直行业应用将初具规模。届时，5G 应用之花将灿烂绽放。

　　政策加码：5G 应用创新热潮掀起

　　发展 5G 的最终目标，是在“建好”5G 的基础上，推动“用好”5G。这样的思路，从我国 5G 发展之初就已确定。尤其是在 2020 年我国 5G 建设突飞猛进之后，打造“以建促用、以用促建”的 5G 良性发展模式被重点提出。

　　2019 年 6 月，我国 5G 发牌。2019 年 11 月，我国 5G 正式开始规模商用。实际上，培育 5G 应用的启动时间也不晚。早在 2018 年，工信部就举办了第一届“绽放杯”5G 应用征集大赛，面向全社会广泛征集 5G 特色应用，希望加快我国 5G 应用创新发展。2019 年，工信部又印发《“5G+ 工业互联网”512 工程推进方案》，提出到 2022 年，打造 5 个产业公共服务平台，遴选 10 个重点行业，形成至少 20 大典型工业应用场景，培育形成 5G 与工业互联网融合叠加、互促共进、倍增发展的创新态势。

　　2021 年，“绽放杯”5G 应用征集大赛举行至第四届。PT 展举行期间，华为公司中国区副总裁黄雒蒙介绍：“去年‘绽放杯’5G 应用征集大赛征集了 4000 多个应用案例，今年‘绽放杯’结果还没有出炉，但已征集了 1.2 万个应用案例。”

　　从翻倍提升的数字可以看出，业界对 5G 应用创新的热情和成果。

　　今年 7 月，一份堪称是中国 5G 发展指南的纲领性文件出炉，工信部等十部委联合印发了《5G 应用“扬帆”行动计划（2021-2023 年）》，目的是持续推动 5G 实现从 1 到N的跨越。这份文件从用户发展、行业赋能、网络能力三个方面提出了多项量化，确立了未来三年我国 5G 发展目标。根据这份《行动计划》，2023 年，我国将实现重点领域 5G 应用深度和广度双突破，5G 在大型工业企业的渗透率要超过 35%，个人用户普及率要超过 40%，每个重点行业 5G 示范应用标杆数超过 100 个。

　　从目前的情况来看，“5G+ 工业互联网”已经成为 5G 行业拓展中热情度最高、创新最活跃的领域。

　　重点突破：制造、矿山等行业开启“1 到N”复制

　　目前来看，我国 5G 行业数字化探索取得了积极成效。黄雒蒙介绍，预计到 2021 年底，我国 5G+DICT 市场规模将超过 100 亿元，未来5-10 年会有5-10 倍的增长。而且，在制造、矿山、钢铁等行业，已经开启了“1 到N”复制，正从“样板间”向“商品房”转变，可复制、可推广。在刚刚结束的“绽放杯”5G 应用征集大赛智慧矿山专题赛中，累计征集 200 多个参赛项目，主要涵盖矿山安全生产、无人驾驶车辆编组行驶等等。

　　在 PT 展期间举行的 5G 未来矿山产业发展论坛上，矿冶科技集团副总经理战凯表示，以 5G+ 人工智能为支撑，实现绿色、智能、安全、高效开发，是我国矿业企业实现创新引领发展的必然选择和必经之路。

　　“全国矿产作业 90% 都位于井下，遇到很多问题，尤其是环境恶劣、风险性大，所以矿业采掘遭遇招工难。近年来矿产需求强劲，价格上涨，比如电解铝价格上涨了 40-50%，煤炭价格也在高位运行，所以矿产企业有需求、有资金去推动智能化改造，向少人化甚至是无人化采掘作业方向发展。”战凯说道。

　　中国铜业旗下的普朗铜矿是国内最大地下有色金属矿山，位于云南香格里拉市区东北部，矿区海拔 3400 米至 4500 米，高寒缺氧的自然环境给安全生产带来较大挑战。今年 8 月，普朗铜矿实现 5G 工业应用。基于 5G 网络的低时延、高带宽等技术特性，实现了井下无轨铲运机、有轨运输电机车的无人操作，采矿工人如今在宽敞明亮的调度大厅就能操作数公里外的井下采矿智能装备，实现了“少人、无人”的安全生产。

　　在 5G 未来矿山产业发展论坛上，中国铜业科技与信息化部总经理胥福顺介绍，在普朗铜矿，5G 铲运机由远程作业代替现场操作，解决矿山开采爆破前后需要组织人员撤离的难题，在保证人员安全的同时，还给矿山开采增加了 4 小时的开采时间，采矿效率提升了 18%。“5G 远程控制结合自动驾驶，能够实现 1 个矿车司机驾驶多辆矿运车。原来 3 个班组 72 名人员作业，现由 28 名控制员和 3 名安全巡视员完成，井下作业人员减少了 56%，向着少人化、无人化、智能化方向发展。”胥福顺说道。

　　目前来看，“5G+ 矿山”应用已经在全国范围内大量出现。战凯认为，“5G+ 矿山”未来具有非常大的空间，因为还要推动大量的中小矿产进行数字化转型。

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　　钢铁行业对于 5G 的需求同样迫切。PT 展中国电信展区，展示了 5G 在钢铁生产不同环节中所发挥的巨大作用：5G+ 无人机对炼钢高炉进行巡检，实时知晓高炉是否“身体健康”；在加渣环节，5G+ 机器人可以替代传统人工，一方面减轻一线工人的作业负担，同时加渣分布比人工更均匀，且热传导稳定，轧制出的板坯表面质量更好；依靠“5G+ 机器视觉”，实时拍摄的钢板表面图像低时延上传至后台系统，通过缺陷库分析比对，提升钢板的缺陷识别率和产出率。

　　记者在 PT 展现场走访发现，中国信科、中兴等厂商都展出了适用于矿井场景的 5G 防爆设备，包括基站、CPE 等，由此也可看出 5G 在矿山等领域的广泛应用。

　　#技术创新#

　　助推 5G 全面和深度覆盖

　　我国 5G 基站规模已经突破百万，覆盖了所有的地级市、95% 以上的县区和 35% 的乡镇。虽然如此，在 5G 网络覆盖方面依然面临着较大挑战，这来自于两方面，一是全面覆盖，二是深度覆盖。

　　不久前，工信部表示要“全面推进 5G 网络建设，加快向乡镇覆盖延伸”。而在今年初中共中央国务院发布的《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》中明确指出，实施数字乡村建设发展工程，推动农村千兆光网、5G、移动物联网与城市同步规划建设。

　　但在乡镇农村区域，光纤网络覆盖水平不如城市区域，传输网建设往往面临着时间紧、成本高、光纤铺设困难等问题，对于乡镇农村 5G 网络覆盖无疑是巨大挑战。

　　这时，一种“古老”的技术——微波就能上场解决问题，替代光纤进行回传，而且具有低成本、易部署的特点。

　　在 PT 展爱立信展区，记者看到其微波产品 MINI-LINK，用以解决偏远地区的 5G 基站移动回传。这种产品已经投入实战，爱立信和运营商合作，在云南澜沧江两边的通信站点之间，利用E-Band 微波技术提供可用传输链路。

　　爱立信中国总裁赵钧陶告诉《IT 时报》记者：“云南澜沧江山高谷深，江水湍急，没有办法铺设光纤，这样的环境下用微波链路最好，能保证这里的用户有质量地接入现代互联网。”同时为了解决下雨造成信号衰弱问题，爱立信采用了双频段进行组网，“能保证在雨衰的时候也有 2Gbps 的上下行速率，相当不错。”

　　不过，这次爱立信展区“最靓的仔”并不是 MINI-LINK，而是中频段 mini-AAU 产品——AIR 3268，在同类产品中体重最轻、体积最小，支持 200M 带宽。

图源：IT 时报钱立富

　　AIR 3268 只有 12 公斤重，“可以自豪地说，这是业界从来没有做到的水平”，爱立信东北亚网络产品线部门总监吴日平表示。

　　AAU 设备大瘦身，对于进入深水区的我国 5G 网络部署而言，自然是利好。

　　众所周知，Massive MIMO（大规模天线）技术的使用，是 5G 比 4G 先进的重要原因。Massive MIMO 有能力充分发挥频谱的潜力，相同的频谱资源能够提供更大的容量。

　　“曾经我们希望 5G 网络在每个点都布上 Massive MIMO，但在实际过程中遇到挑战，不是每个站点都能安装非常重或者体积大的 Massive MIMO 产品。”吴日平说道。

　　Massive MIMO 产品的“体重”从原来的数十公斤降低至 12 公斤重，更加容易部署，不管是上塔、上灯杆、上墙、上屋顶，都能够部署 Massive MIMO 设备。

　　值得关注的是，这次 PT 展上，华为发布了新一代绿色节能 Massive MIMO 产品 MetaAAU。相比传统方案，MetaAAU 可以同时提升小区 30% 上行覆盖和 30% 下行覆盖，边缘用户平均体验可提升 25%。在小区边缘覆盖指标不变的情况下，基站可配置更低的发射功率，从而降低基站能耗。

　　这些技术创新，都有助于进一步提升 5G 网络覆盖和性能。

　　绿色发展：双碳新时代必答题

　　2020 年 9 月，我国提出二氧化碳排放力争“2030 年前达到峰值，2060 年前实现碳中和”，2021 年政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一。

　　“双碳”战略对各行各业的发展提出了新的要求，对于 5G 来说，新形势下更要注重绿色发展，这也成为本届 PT 展上各家厂商展示的重点内容之一。

　　在这届 PT 展上，华为展示了全场景低碳 ICT 解决方案。华为“极简站点”解决方案能够实现去机房化，做到“一站一柜、一站一刀”，这样可以免去空调投入等运营成本，同时还可以在站点上部署光伏发电模块，引入绿色能源。此外，基于网络结构与话务模型特性，运用在线 AI 技术减少无效能耗，在保持网络 KPI 稳定的基础上，实现最大化降低网络能耗。

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　　在中国信科展区，工作人员介绍，5G 的高能耗主要来自三方面：一是 5G AAU 设备天线数增多，射频单元能耗高：二是 5G 频段相对较高，覆盖较小，相比 4G 网络，同样面积需要更密集站点部署来满足连续覆盖，导致能耗增加；三是电源、空调等配套设施的增多。所以，中国信科通过设备节能、网络协同节能方式，帮助运营商打造绿色节能的 5G 网络。比如在设备节能方面，AAU 设备采用高功效的 GaN 材料，功放效率可达 60%，同时采用高导热铝合金材料，提升散热性，同时减小设备的体积和重量。

　　中兴通讯也展示了节能减排方面的方案。5G 功放是基站核心器件，中兴采用 GaN+ 技术配合硬件算法改进，可使功放效率达到 55% 以上。还有多样化的极简站点方案，比如机房变机柜、机柜变杆站、市电变绿电等具体措施，降低机房租赁成本、降低电费。

　　“2019 年，爱立信提出把 2030 年实现自身碳中和作为企业发展非常重要的目标。同时，移动通信技术、数字化技术对降低全球碳排放有非常大贡献，整个影响超过 15%。”爱立信东北亚网络产品线部门总监吴日平表示，爱立信还率先提出要打破能耗曲线，推动 5G 网络整体能耗水平降低，达到 4G 甚至低于 4G 的能耗水平。

　　“我们有完整的全方位解决方案，包含了网络规划、软硬件技术能力创新等等。”吴日平说道。

　　在此次爱立信展出的一些设备中，搭载了潮汐功放技术，可将基站射频单元的功耗降低 20%，从而有效节约能源，降低碳排放。射频单元能耗占无线主设备能耗的约 80%，其中，PA（射频功率放大器）是射频单元中的“能耗大户”，爱立信通过动态调整 PA 电压以提升 PA 的效率，在有业务的情况下，可根据业务量的高低，自动通过硬件算法实时优化功耗。换而言之，在无需“关断”的情况下，也可以实现节能，同时不影响终端用户感受。

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　　中国铁塔则通过推动动力电池梯次利用等方式进一步降低能耗。中国铁塔是工信部新能源汽车动力蓄电池回收利用试点企业，新能源车动力电池退役后，经过加工重组，将其用于基站备电。据工信部统计，截至 2020 年底我国新能源汽车产量累计超过 557 万辆，退役电动车电池累计达到 4.1GWh（亿瓦时）。截至 2021 年上半年，中国铁塔已经在全国 31 省 25 万通信基站使用 51 万组梯次电池，累计使用梯次电池 3GWh。

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　　问号待解：毫米波 5G 何时上场助阵

　　今年的 PT 展，除了中国电信、中国移动、中国联通之外，还有一家电信运营商，这就是中国广电。

　　展区内，中国广电打出标语：“广电 5G 扬帆起航”，同时展示了其 5GNR 广播电视业务，用户可以免流量收看电视直播，中国广电对这项业务寄以厚望。展区内一块巨大展板上写着“中国广电 192 号段内部友好用户放号测试”，但最牵绕着外界的一个谜团仍未揭开：广电 192 号段何时规模放号。

　　除了这个谜团，这届 PT 展上也未找到另一个谜团的答案：毫米波 5G 何时在我国落地。

　　PT 展期间，高频通信产业技术发展论坛举行，来自高通、华为、中国联通等多位业内人士表示，随着国内 5G 发展进入下半场，应推动毫米波 5G 落地。

　　中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌在论坛上表示，随着高容量、高效率、低时延业务发展，通信频段必然向毫米波方向延伸，5G 移动通信的基本架构将采用低频段+毫米波频段相结合的通信方式。

　　华为 5G 产品线副总裁鲍祥英认为，在面向 5.5G 演进过程中，毫米波将充分发挥其技术优势，助力打造一张卓越的 5.5G 网络，使能万物智联的世界。高通中国区研发负责人徐晧表示，在全球移动数据流量暴增的态势下，最直接的方法是扩大频谱或提高频率，而 6GHz 以下频谱非常有限，只能向更高的频率要资源，也就是使用 5G 毫米波。徐晧认为，5G 毫米波是 5G 发展的必然趋势，同时也是 5G 向 6G 发展的必经之路。

　　在数天前举行的“第二届 5G 毫米波产业高峰论坛”上，GSMA 大中华区总裁斯寒表示，期待中国政府和产业尽快推进毫米波频谱规划。GSMA《5G 毫米波经济性分析》报告显示，通过对 5G 毫米波发展成本增益和经济效益等进行综合分析，结果表明 5G 毫米波在高密度城市部署和固定无线接入场景里，与中频C波段结合将为运营商带来明显的成本优化和增益。

　　在这次高峰论坛上，中国通信标准化协会副理事长兼秘书长闻库表示，随着 5G 网络建设规模推进，5G 网络规模覆盖已逐步完善，5G 正在逐渐走向下半场，这一阶段的主要任务将是扩大 5G 的需求应用，而 5G 毫米波大带宽、低时延等特性，将在未来助力千行百业完成行业数字化转型。

　　这次 PT 展上，多家厂商都展示了 26GHz 毫米波设备。目前在国际上，毫米波主要频段是 26GHz 至 28GHz，“我国应该是规划 26GHz 用于毫米波”，一位厂商人士表示。但是，毫米波频谱何时划分，目前仍不清楚。

　　随着 5G 发展进入下半场，尤其对高带宽场景需求的加大，毫米波的上场只是时间问题，从而形成中低高频搭配的协同发展局面。