编者按:2018 年 11 月 9 日,腾讯公司董事会主席兼首席执行官、腾讯基金会发起人马化腾,携手杨振宁、施一公、饶毅、邬贺铨等 14 位科学家,共同发起设立“科学探索奖”,鼓励青年科学家勇于探索,激励未来。腾讯科技对 14 位发起科学家进行专访,让我们听听科学家们对前沿科技的见解,以及对青年科学家的期待。
本系列专访由腾讯科技和“科学探索奖”项目组联合发布。
文/腾讯科技孙实
如果说当前哪项技术最火,恐怕非 5G 莫属了,即使是像 AI、区块链这样带动无数创业机会的热词,面对 5G 也要逊色一筹。
与此同时,随着三大运营商 5G 部署工作有序完成,各大手机厂商已经纷纷摩拳擦掌,展示最新的 5G 手机,5G 离我们已经越来越近。
在 5G 时代即将到来之际,腾讯科技独家对话中国工程院院士邬贺铨,就 5G 话题展开了深入交谈,邬贺铨也回应了有关 5G 的一切热点问题。
5G 绝对不仅仅是更快的速度
在大多数用户眼中,5G 代表着速度,媒体也往往愿意用《5G 速度秒杀 4G,下载 4K 电影仅需要 XX 秒》这样的标题来吸引读者的注意力。但在邬贺铨看来,5G 绝对不仅仅只意味着更快的速度。
邬贺铨认为,宽带移动通信重要的表征之一是数据率,对用户而言是上网的平均速度和峰值速率,对网络而言还要考虑一个蜂窝的最大流量密度,可以说速度只是衡量数据率的一种方式。“最初的通信是文本,然后发展到语音,现在还有视频,这就是带宽的具体表现。”
但邬贺铨指出,对于 5G 而言,与前几代通信最显著的区别还有以下三种特征:
大连接:即能不能同时支持更多的用户接进来,否则的话就适应不了未来物联网的发展需要;
高可靠性:具体表现在工业上的应用,比如说电网、高铁上用可靠性要更高;
低时延:具体表现在车联网的应用,要求时延更短、响应更快。
邬贺铨总结道:“速度仅仅是数据率的一个方面,而数据率本身也不是 5G 的唯一指标。所以 5G 跟 4G 比,不仅仅是更快,它预示着支持的业务类型更多,应用范围更广。”
建设 5G 不是铺张浪费多种业务形态需要 5G 配合
公开数据显示,到 2018 年底三大运营商 4G 基站总数超过了 372 万个,其中中国移动约占一半,中国联通、中国电信各约占1/4。如此大的 4G 建设规模,随着 5G 时代的到来,也有人发起了质疑:这些基站是否会变成一堆废铁?
对此,邬贺铨给出了很肯定的回复:不会。从专业角度看,基站有一些基本的组成部分,比如天线、站内的电源设备等,当 4G 基站升级成 5G 的时候,这些设备是不需要更换的,是可以继续使用的。尤其是现在有了铁塔公司,这些资源都可以整合起来综合利用。
此外,移动通信的部署还有一块是室内分布系统,这部分系统也不存在拆掉的情况,升级到 5G 的时候,只需要在上面增加一些 5G 的接入点而已。
5G 从开始商用到达到目前 4G 的覆盖水平还需要很多年,在 5G 还没有覆盖到的地方,用户至少还应该获得 4G 原有的通信能力,所以 5G 商用后不等于 4G 网络就没用了,两个网会并存较长时间。
2018 年年中,工信部发布的数据显示,三大运营商的 4G 总户数突破了 10 亿大关。尽管听起来规模很庞大,但由于存在“一人注册多个号码”的情况,4G 所覆盖的人群远远没有达到 10 亿。面对这种情况,另外一种声音也传了出来:4G 人口还未实现大规模覆盖,就要实施 5G 商业化,是否显得操之过急?
对于这种质疑,邬贺铨认为,尽管 4G 网络还在逐步完善,但从当前的业务需求来看,4G 网络条件下已经有点困难了,比如 4K 电视、8K 电视等,要求的带宽更宽,而原有的容量、频率不够了,这个时候就必须得有 5G 了。正如在 4G 开始商用时,我们不会想象到微信会发展到全媒体,而短视频等也是在 4G 提速降费后兴起的。只要网络能力有了,各种新业态会产生出来。
邬贺铨特意提到了一个应用场景:大连接。据邬贺铨介绍,现在 5G 目标是一平方公里支持 100 万个传感器上网,比如长安街上的双八车道,如果并排挤满了车,每个车上有几十个传感器。那一平方公里可能就有非常多的传感器了。这个时候 4G 是做不到的,只有靠 5G 才能保证这一百万个传感器同时连上网。
此外,工信部的数据显示,截止到 2018 年年底,中国的移动用户一个月下载的流量超过 6GB,2018 年平均用户月流量是 2017 年的 2.6 倍,照此发展下去现有的 4G 网络是支持不了的。所以从业务的需要来看,到了 4G 升级换代的时候了。邬贺铨强调,每一代的移动网络差不多要工作十年,尽管 4G 商业化现在仅五年左右,但上马 5G,不可能是再过五年才考虑的事情。“5G 出现没有说要把 4G 拆掉,它还会并存一段时间。”
实力辟谣!5G 基站究竟有没有辐射?
3 月中旬,据外媒报道,芬兰当地爆发了一场大规模抗议,有超过 2300 人在请愿书上签名,要求芬兰政府完全禁止 5G 技术,其中一个关键理由是 5G 基站的位置比 4G 基站更密集,增加了公民暴露在潜在危险辐射中的危险。
自从 3G 建设以来,有关基站辐射的问题就不绝于耳,很多居民小区也都向运营商发起了抗议,要求不能部署基站。到了 5G 时代,有用户称“5G 是微波毫米波,基站带来的辐射会比 4G 更大”。对于这种担心,身为院士的邬贺铨表示,移动通信的辐射与人体健康的关系,目前缺乏足够的数据来判断究竟有多大的影响。
但邬贺铨也强调,中国的移动通信基站的辐射标准是远远严格于美国和欧洲的,是比他们更严格。“打一个比方,就算你离基站几米之外,它比微波炉的辐射还要低,而且不会有人长期工作生活在基站几米的范围内。”5G 的基站密度是 4G 的好几倍,但 5G 的蜂窝半径小,其基站的发射功率比 4G 低。
5G 激发基础科学探索
如果从普通用户的角度来看,5G 带来的更多是应用方面的改变,但对于基础科学的进步是否有帮助?邬贺铨给出了肯定的回答:“当然有,现在我们就在探索更高的频段,这里面就有很多基础研究问题,比如有些频段对下雨太敏感,有些频段对树叶遮挡敏感,如何研究电磁波的传播,这就是 5G 带来的课题。”5G 手机芯片需要 5nm 的工艺,未来的发展可能需要后摩尔时代的技术来支撑。
2018 年 11 月 9 日,腾讯基金会于腾讯公司成立 20 周年之际宣布,腾讯公司董事会主席兼首席执行官,腾讯基金会发起人马化腾,与北京大学教授饶毅,携手杨振宁、邬贺铨等科学家,共同发起设立“科学探索奖”,腾讯基金会投入 10 亿元人民币的启动资金资助该奖项。
作为这个奖项的共同发起人之一,邬贺铨也谈到了他的初衷,就是希望能帮助到一些从事基础研究的专家,让他们不再受到现实待遇等干扰,能够更好地激发更多年轻人投入到基础性研究工作里面。
在对话的最后,邬贺铨也给出了自己的寄语:“通信行业的研究已经变成群体行为,不是一个人可以去做的,需要有团队精神,不是靠个人的小聪明就能够解决问题。与此同时,年轻人也要不断地学习新的技术和新的知识,否则就会落伍。”