第五代移動通信技術(shù)特征及市場前景

◎盤冠員

5G，即第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，又稱第五代移動通信技術(shù)。6月6日，工業(yè)和信息化部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通和中國廣電四家單位發(fā)放5G商用牌照，標(biāo)志著我國5G商業(yè)應(yīng)用的正式啟動，預(yù)示著令人期待的萬物互聯(lián)時代已經(jīng)到來。

性能特征

自20世紀(jì)80年代以來，全球移動通信領(lǐng)域基本上每十年就會出現(xiàn)一次新的革命性技術(shù)。1G開創(chuàng)了模擬語音業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了移動通信“從無到有”；2G完成了從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了低速率數(shù)據(jù)傳輸；3G、4G顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸能力，開啟了移動互聯(lián)網(wǎng)時代；5G從移動互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展到移動物聯(lián)網(wǎng)，作為移動通信技術(shù)的升級換代，其技術(shù)能力和應(yīng)用范圍不可估量。

1.高速率成為高清視頻普及的“催化劑”

5G采用全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，速率可達(dá)到100Mbps-1Gbps，是4G的十倍以上。超高速的網(wǎng)絡(luò)能力突破了視頻傳輸?shù)募夹g(shù)瓶頸，有效解決了4K/8K超高清視頻實時播放難題，可為網(wǎng)絡(luò)用戶帶來全新的視頻使用體驗，并刺激相關(guān)軟硬件、內(nèi)容產(chǎn)品的升級換代，催生新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式。可以預(yù)見，視頻信息在移動互聯(lián)網(wǎng)信息中的占比將得到大幅提升，成為信息表達(dá)的主流形式。有了5G助力，新聞APP將全面視頻化，語音聊天、視頻導(dǎo)購等音視頻應(yīng)用將成為電子商務(wù)互動常態(tài)模式，VR（虛擬現(xiàn)實）/AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）游戲、在線教學(xué)等也將為用戶提供身臨其境般的交互式體驗場景。

2.低延時成為智慧社會建設(shè)的“助推器”

黨的十九大報告提出建設(shè)智慧社會，這一過程離不開現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持。5G的空口時延低至1ms，僅為4G的十分之一，可為智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛和工業(yè)控制等應(yīng)用提供移動、安全、時延及可靠的通信支持。其超高可靠、低延時特性也可滿足以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的智慧城市、智能家居、智能機(jī)器人及環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用對數(shù)據(jù)傳輸時延的較高要求。

3.高密度連接成為物聯(lián)網(wǎng)的“編織師”

海量機(jī)器類通信是國際電信聯(lián)盟定義的5G三大應(yīng)用場景之一。5G將成為世間萬物進(jìn)入數(shù)字世界的紐帶。其提供超高密度連接，每平方公里可達(dá)到100萬連接，在同等頻譜資源條件下是4G的50倍，配合IPv 6可支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備直接接入互聯(lián)網(wǎng)。5G不僅讓人與人之間通信更加快捷高效，而且實現(xiàn)了物與物、人與物的通信聯(lián)系。車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、可穿戴設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備均可獨立作為網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行連接，安裝有物聯(lián)網(wǎng)卡的智能設(shè)施如智能停車、智能監(jiān)控、智能物流等都能連為一體。大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的加入，開啟了萬物互聯(lián)的時代，連接的無處不在使得信息網(wǎng)絡(luò)泛在化成為現(xiàn)實。

4.5G將成為新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的“孵化器”

一是5G與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算及下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)緊密融合，將為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造、跨界整合提供技術(shù)支持，并將催生一大批新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新應(yīng)用，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代強(qiáng)大的推動力量。二是與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源等垂直行業(yè)的融合，會出現(xiàn)大量“5G+”“+5G”的新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，帶動和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。三是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將利用5G帶來的大帶寬和新網(wǎng)絡(luò)終端功能，研發(fā)出新的應(yīng)用程序和服務(wù)，擴(kuò)大消費，并創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會。四是通過5G，將會形成一個由網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商、設(shè)備制造商和應(yīng)用程序開發(fā)商組成的全球生態(tài)系統(tǒng)，開拓新的市場空間。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商也將重新思考數(shù)據(jù)中心的布局和規(guī)模，為分享數(shù)據(jù)傳輸和處理能力提供新型業(yè)務(wù)模式。

競爭與安全

目前，5G商業(yè)應(yīng)用正處于起步階段，還存在一些需要解決的技術(shù)問題。作為革命性戰(zhàn)略技術(shù)，其具有影響國家安全、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和改變?nèi)藗兩瞵F(xiàn)狀的效能，因此難免引發(fā)國家間的技術(shù)競爭，帶來不確定性風(fēng)險。

1.技術(shù)競爭激烈

一部移動通信技術(shù)發(fā)展史，實質(zhì)上是大國競爭博弈史。5G技術(shù)正在重塑未來移動通信技術(shù)競爭格局，進(jìn)而成為各國技術(shù)競爭的新前沿和戰(zhàn)略制高點，影響各國信息化發(fā)展大局。正因如此，各國政府紛紛將其列入優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，抓緊戰(zhàn)略布局、政策支持和推進(jìn)實施。

■ 梵宮寂寞 胡時芳/攝

2.安全影響

（1）對國家安全帶來影響。隨著5G時代的到來，國家安全將面臨更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境。美國國防部創(chuàng)新委員會今年4月發(fā)布的《5G生態(tài)系統(tǒng)：對美國國防部的風(fēng)險和機(jī)遇》報告認(rèn)為，未來絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)可能依賴于5G基礎(chǔ)設(shè)施，這將給涉及國家安全業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)帶來安全風(fēng)險。美國國會研究服務(wù)部（CRS）今年6月12日發(fā)布的《5G移動通信技術(shù)對國家安全的影響》報告稱，在軍事領(lǐng)域，5G將進(jìn)一步改善情報、監(jiān)視、偵察系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)處理，啟用新的指揮和控制手段，并簡化后勤系統(tǒng)提高效率。

（2）對社會安全帶來影響。在社會生活嚴(yán)重依賴網(wǎng)絡(luò)的今天，任何網(wǎng)絡(luò)安全問題都會傳導(dǎo)到社會安全領(lǐng)域。如果沒有安全可靠的5G技術(shù)和環(huán)境，無人駕駛、智能機(jī)器人等將會危及社會公共安全和人身安全。同時，5G時代的到來，可能會衍生出新類型網(wǎng)絡(luò)違法犯罪手段，而查處打擊網(wǎng)絡(luò)違法犯罪活動的技術(shù)難度也將隨之加大。

（3）對網(wǎng)絡(luò)安全帶來影響。一是連接設(shè)備數(shù)量的大幅增長增加了網(wǎng)絡(luò)攻擊的攻擊面和可利用的攻擊資源。智能監(jiān)控設(shè)備、無人機(jī)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和戶外顯示設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，極易被黑客控制利用以發(fā)起大規(guī)模拒絕服務(wù)攻擊。二是海量數(shù)據(jù)傳輸增加了網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的復(fù)雜性，這會使網(wǎng)絡(luò)惡意流量監(jiān)測變得更加困難。其中，供應(yīng)鏈安全是需要關(guān)注的5G環(huán)境風(fēng)險之一，從子部件、完整的網(wǎng)絡(luò)再到服務(wù)級，層級越高，存在的安全漏洞風(fēng)險越大，也更容易被攻擊利用。原因有二：其一，5G采用“網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)”功能，將網(wǎng)絡(luò)暴露給非網(wǎng)絡(luò)運營商，增加了網(wǎng)絡(luò)攻擊的入口通道，從而帶來不可控的安全風(fēng)險。其二，5G引入的“軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”，使部分硬件功能由軟件虛擬實現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全硬件保護(hù)技術(shù)模式，或?qū)硇碌木W(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。

對策思考

針對5G技術(shù)應(yīng)用可能引發(fā)的安全風(fēng)險，建議從風(fēng)險評估、技術(shù)研發(fā)、監(jiān)管措施和能力建設(shè)方面進(jìn)行積極應(yīng)對。

1.加強(qiáng)安全風(fēng)險的評估

安全風(fēng)險評估是風(fēng)險防控的重要前提和基礎(chǔ)，國際上普遍重視對新技術(shù)應(yīng)用的安全風(fēng)險評估。3月26日，歐盟委員會發(fā)布了《5G網(wǎng)絡(luò)安全建議書》，呼吁歐盟所有國家采取統(tǒng)一方法來確保歐盟境內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的安全性，該建議書認(rèn)為，歐盟成員國應(yīng)當(dāng)在6月30日之前完成國家風(fēng)險評估，更新國內(nèi)必要的安全措施。基于此，建議我國借鑒域外經(jīng)驗做法，采用科學(xué)的評估方法和工具，從技術(shù)安全、應(yīng)用安全和管理安全等方面對5G應(yīng)用安全風(fēng)險進(jìn)行系統(tǒng)全面評估，提出具體可行的防控風(fēng)險意見。

2.加強(qiáng)安全保護(hù)技術(shù)的研發(fā)

國家相關(guān)職能部門要針對5G環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的技術(shù)和特點，加快制定出臺5G網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)、檢測、監(jiān)測和監(jiān)管等安全保護(hù)技術(shù)手段和工具。重點研發(fā)5G環(huán)境下關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用安全標(biāo)準(zhǔn)，并在試點驗證的基礎(chǔ)上全面推廣應(yīng)用，確保5G環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)。

3.加強(qiáng)安全監(jiān)管制度研究

5G環(huán)境下將會產(chǎn)生大量新的應(yīng)用，產(chǎn)生新的監(jiān)管對象，監(jiān)管范圍也將發(fā)生改變，因此對傳統(tǒng)的監(jiān)管體系和方法提出挑戰(zhàn)。對此，應(yīng)抓緊研究5G環(huán)境下的安全監(jiān)管制度和方法。建議改變監(jiān)管模式，將目前的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管由傳統(tǒng)的“管基礎(chǔ)設(shè)施、管核心網(wǎng)絡(luò)”向“管網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、管網(wǎng)絡(luò)終端”等底層延伸，壓實基層運營商、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用商和網(wǎng)絡(luò)用戶的主體責(zé)任。同時，推行分層監(jiān)管、屬地監(jiān)管、聯(lián)合監(jiān)管、全程監(jiān)管機(jī)制，著力構(gòu)建一體化、數(shù)字化和智能化的安全監(jiān)管體系。

4.加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防控能力建設(shè)

推動傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施在5G環(huán)境下的落地。加強(qiáng)5G環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險威脅監(jiān)測，提升網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測發(fā)現(xiàn)和預(yù)測預(yù)警能力。針對5G環(huán)境制定修改網(wǎng)絡(luò)安全突發(fā)事件應(yīng)急處置預(yù)案，同時加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案的實戰(zhàn)演練，不斷提高危機(jī)管控和應(yīng)急處置能力。加強(qiáng)5G環(huán)境下關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)攻防實戰(zhàn)演練，檢驗提高關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)能力。積極運用人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)提升5G環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全防控能力，不斷提高網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)智能化水平。