詳談5G新基建
4月28日，中國工程院院士鄔賀銓在由FuTURE論壇舉辦的”5G和網絡發展戰略研討會上“明確5G在“新基建”的“大哥”地位。

在新冠肺炎疫情期間，我國20天內在4次中央重要大會上提到“新基建”，“新基建”由此大熱，成為海內外關注的焦點。 最近一次，在3月4日，中共中央政治局常務委員會在會議上提出，要加快推進5G 網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。 4月20日，國家發改委首次明確新型基礎設施的范圍，明確“新基建”主要包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施，并將5G基建、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網、人工智能、云計算、區塊鏈等信息基礎設施納入“新基建”。 今天，鄔賀銓談及5G新基建的產業鏈、面臨挑戰，以及未來發展趨勢。 總結來說，5G產業鏈“很廣”、挑戰“很大”、未來“很美”。
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15G產業鏈“很廣”

“5G具有很長的產業鏈。”鄔賀銓表示。

 5G具備增強移動寬帶（速度可達超1Gbps）、高可靠低時延（毫秒級時延）、廣覆蓋大連接特性（每平方公里至少100萬個終端），從面向個人擴展至產業互聯網和智慧城市應用。
因此，5G具有很長的產業鏈和很強的造金能力。 鄔賀銓認為，5G產業鏈包括芯片、芯片設計工具軟件、芯片代工線、終端、鐵塔與天線、基站、光纖傳輸系統、網絡、邊緣計算、儀器儀表、網優軟件、操作系統、APP等...... 具體來看，每個產業都有細分領域，諸如，芯片分為終端芯片和基站芯片，終端又分為基帶芯片、射頻芯片；網絡可以分為承載網、核心網、骨干網。
中國信通院《2020中國5G經濟報告》預測，2020年我國5G總投資約為0.9萬億。2025 年，中國 5G 用戶將達到8.16 億，投資將達到1.5萬億元。中國將成全球最大5G市場。到 2035 年 5G 將創造13.2 萬億美元經濟產出，并產生 2230萬個工作崗位。

                  5G挑戰“很大”

 鄔賀銓認為，5G發展面臨技術成熟性、運維成熟性、產品成熟性、市場成熟性、安全可靠性的五方面挑戰。

1、技術成熟性。

 ①  2019年6月，中國電信、中國聯通、中國移動、中國廣電四家運營商獲得5G牌照。我國5G正式商用還不到半年，但主要亮點還只是寬帶移動接入，尚未經受大流量、大連接、高可靠、低時延的充分考驗。 ②5G分為非獨立組網（NAS）和獨立組網（SA）兩種模式，今年，三家運營商將正式開啟SA組網商用。目前，三大運營商都已經完成了5G SA無線設備集采。NSA組網模式，可以利用4G網絡資源，而SA組網模式，需要建設端到端的5G核心網、無線網，引入網絡切片、虛擬化等技術。 我國今年在全球率先開展獨立組網（SA）大規模建設，將啟動SBA（基于服務的網絡體系）和虛擬化以及網絡切片等新功能，為面向工業互聯網和車聯網的應用奠定基礎。但是，目前SDN、NFV、SRv6、網絡切片、SD-WAN等大規模組網技術尚未驗證，行業面臨SA探路的風險。③ 在核心網絡路由協議方面，5G目前的標準并無突破，IETF（國際互聯網工程任務組）現著力開發IPv6在路由協議方面的應用標準，ITU提出New IP，靈活可變長IP包、多樣化尋址、超強TCP等，這些在大規模建設5G核心網時也需要考慮。④  5G頻譜資源有限，將在密集業務流區域需要使用毫米波頻段，頻段越高，速率越快，但是覆蓋范圍越近。美國一直在發力毫米波頻段，目前我國5G主要部署在3.5GHz中低頻段，毫米波技術積累是短板。

2、運維成熟性。

 ① SA網絡體制下，全網復雜路由的SDN和多類型超海量連接    的VPN缺乏運用經驗，網絡切片與現有網絡如何兼容也是問題，需要研究SBA各業務單元組合沖突的避免機制。② 2019年9月，中國電信和中國聯通宣布進行5G共建共享，采用5G接入網共建共享，5G核心網各自建設，5G頻率資源共享。雖然國外有過兩個運營商聯合組網的例子，但共享的深度與規模都不能與電信和聯通合建5G網絡相比。電信、聯通、廣電三家企業在全國范圍共同使用3.3GHz-3.4GHz頻段頻率用于5G室內覆蓋，前提是需要接口和網管的標準。“過去我們沒有做過這些。”鄔賀銓表示。 ③ 全網集中一個OSS（電信業務開展和運營時所必需的支撐平臺）有利于基于業務與網絡資源大數據的統計與智能分析，自動生成通信設備與服務的全局優化編排方案，但處理能力和處理時延難以滿足要求。如果按區域設置OSS，則各OSS需要與中央OSS互通，將引入時延。
 ④ 合理MEC的粒度是實踐中需要探索的問題。“行業有聲音說分中央云和邊緣云，也有聲音說要插入霧計算，那么，邊緣計算放在什么位置值得探索。”鄔賀銓表示。
       移動終端、機器人、網聯車等應用需要在MEC（邊緣計算）間切換，這就涉及在保證時延前提下，MEC間協同以及MEC與中心云間功能合理分配等問題。此外，如何為垂直行業開放MEC的能力也是需要研究的問題。

3、產品成熟性。

  ①  低功耗、低成本的5G終端是大規模商用的瓶頸，業界寄希望于國產多模多屏支持SA（獨立組網）的芯片大規模量產。目前市場上5G基帶芯片以7納米工藝為主，而下一代更高工藝水平的芯片在國外已開始發布。我國自研的新一代5G終端芯片的供應鏈有受制于人的風險，芯片的持續創新壓力很大。②  5G的基站、功耗經過半年多的努力已經下降了近一半，但目前5G基站功耗仍還是4G的三倍，進一步下降難度不少。
 ③  室內覆蓋占移動網投資很高的比例，5G的頻率高，電磁波穿場能力差，覆蓋成本更高，而深度覆蓋究竟采用什么方式，是分布式基站還是室分系統，要進行比較，另外是有源還是無源，將來是不是要增加物聯網定位、可視化運維等能力。④  關于5G的終端測試儀表和網優儀表等是薄弱環節。 ⑤  國產手機的新一代操作系統和運行平臺的成熟性、可靠性、兼容性還有待考驗。

4、市場成熟性。

① 目前公眾對5G的認識是帶寬更寬、速度更快，這不足以迅速地擴大用戶群，用戶需要有更高價值的體驗。② 行業應用個性化明顯，且關系到產業鏈上下游的協同開放，還涉及行業的管理和準入，目前行業的剛需與跨界合作及商業模式還不清晰，行業主導的積極性還有待發揮。③ 已有企業提出自建5G企業專網要求，需要考慮專網的頻率規劃與管理以及干擾協調。 ④ 遠程醫療、無人駕駛、機器人、工業互聯網的應用很多涉及到產業安全、人身安全、隱私保護以及倫理，超出了現有法律規范的內容，需要加快完善和5G應用有關的法律法規體系。⑤ 現有行業終端是基于5G CPE方式，難以發揮真正意義上的5G應用效果，需要有規格品種豐富的5G行業模組及芯片，需要增強模組中間的多場景適應性以降低成本。

5、安全可靠性。

  鄔賀銓認為，5G的虛擬化、開放性、切片化、大連接、特點也帶來安全可靠性的挑戰。① 虛擬化--虛擬化模糊了網絡的物理邊界，虛擬安全域會動態變化，傳統依賴物理邊界防護的安全機制難以奏效。控制系統高度集中易成為網絡安全攻擊的對象，而底層網絡資源共享將挑戰安全隔離。
 ② 開放性--5G開放給客戶自定義與調配業務，惡意第三方容易獲得對網絡操控能力。5G采用通用互聯網協議代替了傳統移動網專用協議，擴展了業務能力，但更容易受到外部攻擊。③ 切片化--切片間需要有效的安全隔離機制，以免某個低防護能力的網絡切片被攻擊以后成為跳板波及其他切片。④ 大連接--“一平方一百萬個終端聯網，而且永遠在線，很容易成為DDoS攻擊的跳板。”鄔賀銓表示。因此，要加強傳感器的防入侵能力，但又要要求傳感器低功耗算法，這是矛盾的。大連接認證會引發信令風暴還會影響時延，車聯網還要求支持點到多點的V2V快速認證也是挑戰。 ⑤開源化--5G會有很多軟件采用開源，還有軟件對第三方開源基礎庫的過度依賴，會加大引入安全漏洞的風險。⑥大數據--以失真的數據來訓練神經網絡，會使決策錯誤且因AI結果不可解釋性而難以發現。 35G未來“很美” 盡管5G面臨很大挑戰，但鄔賀銓表示，5G將催生新業態。

根據全球知名市場調研機構IHS Market預測，到2035年中國會因為5G增加GDP超過1萬億美元！鄔賀銓表示，2G主要特點是數字終端能力，產生短信、手機QQ等業務；3G主要特點是數據傳輸能力，產生智能手機、移動電子商務、自媒體業務；4G的主要特點是寬帶能力，帶來掃碼支付、共享經濟、短視頻。5G將帶來云端融合能力，目前預測產生4K/8k視頻、VR/AR/MR、AIoT（人工智能物聯網）、工業互聯網……這些不是5G的全部業務！根據歷史經驗，通信的新業態是網絡能力具備后催生的，5G一定會產生出我們現在還想不到的新應用。

目前，運營商主動提高了2020年5G建網目標，計劃投資1800億元，建設55萬座5G基站，覆蓋全國主要地級市。
鄔賀銓預計到2020年底，中國5G用戶的滲透率，將超過4G商用一年的水平。GSMA預測，2020年，中國要占有全球5G連接總數的70%，到2025年中國5G連接數將占到全球5G連接總數的一半。“5G建設前期投入很大，而移動通信網絡和用戶沒有達到規模就難言投資回報，5G作為新基建不僅運營商要擔當作為，也需要產業鏈各方共同發力，還需要政府的大力支持。”鄔賀銓表示。