详谈5G新基建
4月28日，中国工程院院士邬贺铨在由FuTURE论坛举办的”5G和网络发展战略研讨会上“明确5G在“新基建”的“大哥”地位。

在新冠肺炎疫情期间，我国20天内在4次中央重要大会上提到“新基建”，“新基建”由此大热，成为海内外关注的焦点。 最近一次，在3月4日，中共中央政治局常务委员会在会议上提出，要加快推进5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度。 4月20日，国家发改委首次明确新型基础设施的范围，明确“新基建”主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施，并将5G基建、物联网、工业互联网、卫星互联网、人工智能、云计算、区块链等信息基础设施纳入“新基建”。 今天，邬贺铨谈及5G新基建的产业链、面临挑战，以及未来发展趋势。 总结来说，5G产业链“很广”、挑战“很大”、未来“很美”。
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15G产业链“很广”

“5G具有很长的产业链。”邬贺铨表示。

 5G具备增强移动宽带（速度可达超1Gbps）、高可靠低时延（毫秒级时延）、广覆盖大连接特性（每平方公里至少100万个终端），从面向个人扩展至产业互联网和智慧城市应用。
因此，5G具有很长的产业链和很强的造金能力。 邬贺铨认为，5G产业链包括芯片、芯片设计工具软件、芯片代工线、终端、铁塔与天线、基站、光纤传输系统、网络、边缘计算、仪器仪表、网优软件、操作系统、APP等...... 具体来看，每个产业都有细分领域，诸如，芯片分为终端芯片和基站芯片，终端又分为基带芯片、射频芯片；网络可以分为承载网、核心网、骨干网。
中国信通院《2020中国5G经济报告》预测，2020年我国5G总投资约为0.9万亿。2025 年，中国 5G 用户将达到8.16 亿，投资将达到1.5万亿元。中国将成全球最大5G市场。到 2035 年 5G 将创造13.2 万亿美元经济产出，并产生 2230万个工作岗位。

                  5G挑战“很大”

 邬贺铨认为，5G发展面临技术成熟性、运维成熟性、产品成熟性、市场成熟性、安全可靠性的五方面挑战。

1、技术成熟性。

 ①  2019年6月，中国电信、中国联通、中国移动、中国广电四家运营商获得5G牌照。我国5G正式商用还不到半年，但主要亮点还只是宽带移动接入，尚未经受大流量、大连接、高可靠、低时延的充分考验。 ②5G分为非独立组网（NAS）和独立组网（SA）两种模式，今年，三家运营商将正式开启SA组网商用。目前，三大运营商都已经完成了5G SA无线设备集采。NSA组网模式，可以利用4G网络资源，而SA组网模式，需要建设端到端的5G核心网、无线网，引入网络切片、虚拟化等技术。 我国今年在全球率先开展独立组网（SA）大规模建设，将启动SBA（基于服务的网络体系）和虚拟化以及网络切片等新功能，为面向工业互联网和车联网的应用奠定基础。但是，目前SDN、NFV、SRv6、网络切片、SD-WAN等大规模组网技术尚未验证，行业面临SA探路的风险。③ 在核心网络路由协议方面，5G目前的标准并无突破，IETF（国际互联网工程任务组）现着力开发IPv6在路由协议方面的应用标准，ITU提出New IP，灵活可变长IP包、多样化寻址、超强TCP等，这些在大规模建设5G核心网时也需要考虑。④  5G频谱资源有限，将在密集业务流区域需要使用毫米波频段，频段越高，速率越快，但是覆盖范围越近。美国一直在发力毫米波频段，目前我国5G主要部署在3.5GHz中低频段，毫米波技术积累是短板。

2、运维成熟性。

 ① SA网络体制下，全网复杂路由的SDN和多类型超海量连接    的VPN缺乏运用经验，网络切片与现有网络如何兼容也是问题，需要研究SBA各业务单元组合冲突的避免机制。② 2019年9月，中国电信和中国联通宣布进行5G共建共享，采用5G接入网共建共享，5G核心网各自建设，5G频率资源共享。虽然国外有过两个运营商联合组网的例子，但共享的深度与规模都不能与电信和联通合建5G网络相比。电信、联通、广电三家企业在全国范围共同使用3.3GHz-3.4GHz频段频率用于5G室内覆盖，前提是需要接口和网管的标准。“过去我们没有做过这些。”邬贺铨表示。 ③ 全网集中一个OSS（电信业务开展和运营时所必需的支撑平台）有利于基于业务与网络资源大数据的统计与智能分析，自动生成通信设备与服务的全局优化编排方案，但处理能力和处理时延难以满足要求。如果按区域设置OSS，则各OSS需要与中央OSS互通，将引入时延。
 ④ 合理MEC的粒度是实践中需要探索的问题。“行业有声音说分中央云和边缘云，也有声音说要插入雾计算，那么，边缘计算放在什么位置值得探索。”邬贺铨表示。
       移动终端、机器人、网联车等应用需要在MEC（边缘计算）间切换，这就涉及在保证时延前提下，MEC间协同以及MEC与中心云间功能合理分配等问题。此外，如何为垂直行业开放MEC的能力也是需要研究的问题。

3、产品成熟性。

  ①  低功耗、低成本的5G终端是大规模商用的瓶颈，业界寄希望于国产多模多屏支持SA（独立组网）的芯片大规模量产。目前市场上5G基带芯片以7纳米工艺为主，而下一代更高工艺水平的芯片在国外已开始发布。我国自研的新一代5G终端芯片的供应链有受制于人的风险，芯片的持续创新压力很大。②  5G的基站、功耗经过半年多的努力已经下降了近一半，但目前5G基站功耗仍还是4G的三倍，进一步下降难度不少。
 ③  室内覆盖占移动网投资很高的比例，5G的频率高，电磁波穿场能力差，覆盖成本更高，而深度覆盖究竟采用什么方式，是分布式基站还是室分系统，要进行比较，另外是有源还是无源，将来是不是要增加物联网定位、可视化运维等能力。④  关于5G的终端测试仪表和网优仪表等是薄弱环节。 ⑤  国产手机的新一代操作系统和运行平台的成熟性、可靠性、兼容性还有待考验。

4、市场成熟性。

① 目前公众对5G的认识是带宽更宽、速度更快，这不足以迅速地扩大用户群，用户需要有更高价值的体验。② 行业应用个性化明显，且关系到产业链上下游的协同开放，还涉及行业的管理和准入，目前行业的刚需与跨界合作及商业模式还不清晰，行业主导的积极性还有待发挥。③ 已有企业提出自建5G企业专网要求，需要考虑专网的频率规划与管理以及干扰协调。 ④ 远程医疗、无人驾驶、机器人、工业互联网的应用很多涉及到产业安全、人身安全、隐私保护以及伦理，超出了现有法律规范的内容，需要加快完善和5G应用有关的法律法规体系。⑤ 现有行业终端是基于5G CPE方式，难以发挥真正意义上的5G应用效果，需要有规格品种丰富的5G行业模组及芯片，需要增强模组中间的多场景适应性以降低成本。

5、安全可靠性。

  邬贺铨认为，5G的虚拟化、开放性、切片化、大连接、特点也带来安全可靠性的挑战。① 虚拟化--虚拟化模糊了网络的物理边界，虚拟安全域会动态变化，传统依赖物理边界防护的安全机制难以奏效。控制系统高度集中易成为网络安全攻击的对象，而底层网络资源共享将挑战安全隔离。
 ② 开放性--5G开放给客户自定义与调配业务，恶意第三方容易获得对网络操控能力。5G采用通用互联网协议代替了传统移动网专用协议，扩展了业务能力，但更容易受到外部攻击。③ 切片化--切片间需要有效的安全隔离机制，以免某个低防护能力的网络切片被攻击以后成为跳板波及其他切片。④ 大连接--“一平方一百万个终端联网，而且永远在线，很容易成为DDoS攻击的跳板。”邬贺铨表示。因此，要加强传感器的防入侵能力，但又要要求传感器低功耗算法，这是矛盾的。大连接认证会引发信令风暴还会影响时延，车联网还要求支持点到多点的V2V快速认证也是挑战。 ⑤开源化--5G会有很多软件采用开源，还有软件对第三方开源基础库的过度依赖，会加大引入安全漏洞的风险。⑥大数据--以失真的数据来训练神经网络，会使决策错误且因AI结果不可解释性而难以发现。 35G未来“很美” 尽管5G面临很大挑战，但邬贺铨表示，5G将催生新业态。

根据全球知名市场调研机构IHS Market预测，到2035年中国会因为5G增加GDP超过1万亿美元！邬贺铨表示，2G主要特点是数字终端能力，产生短信、手机QQ等业务；3G主要特点是数据传输能力，产生智能手机、移动电子商务、自媒体业务；4G的主要特点是宽带能力，带来扫码支付、共享经济、短视频。5G将带来云端融合能力，目前预测产生4K/8k视频、VR/AR/MR、AIoT（人工智能物联网）、工业互联网……这些不是5G的全部业务！根据历史经验，通信的新业态是网络能力具备后催生的，5G一定会产生出我们现在还想不到的新应用。

目前，运营商主动提高了2020年5G建网目标，计划投资1800亿元，建设55万座5G基站，覆盖全国主要地级市。
邬贺铨预计到2020年底，中国5G用户的渗透率，将超过4G商用一年的水平。GSMA预测，2020年，中国要占有全球5G连接总数的70%，到2025年中国5G连接数将占到全球5G连接总数的一半。“5G建设前期投入很大，而移动通信网络和用户没有达到规模就难言投资回报，5G作为新基建不仅运营商要担当作为，也需要产业链各方共同发力，还需要政府的大力支持。”邬贺铨表示。