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5G世界:你呼吸的都是信息


来源:凤凰卫视

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核心提示:根据国家“十三五”规划,将在2020年实现5G技术的全面商用。那么,5G技术到底是什么?它比起之前的通信技术有何优势?将会怎样改变人们的生活?薛泉教授将带你领略5G魅力。

核心提示:根据国家“十三五”规划,将在2020年实现5G技术的全面商用。那么,5G技术到底是什么?它比起之前的通信技术有何优势?将会怎样改变人们的生活?薛泉教授将带你领略5G魅力。

凤凰卫视2月25日《世纪大讲堂》,以下为文字实录:

解说:5G时代即将全面展开。

薛泉:2020年,5G将全面实现商用。

解说:它将如何改变人类生活。

薛泉:智慧城市、智慧学校、智慧工厂、智慧办公室、智慧家庭。

解说:但5G时代也面临严峻挑战。

薛泉:所以,信息安全问题应该是5G面临的第一个问题。

解说:并给人类世界带来种种副作用。

薛泉:你的生命可能会彻底地虚幻。这和毒品的世界也就没有什么太大的分别了。

解说:5G时代我们能期待什么,又将付出什么,《世纪大讲堂》正在播出。

田桐:学术殿堂、思想盛宴,欢迎各位来到《世纪大讲堂》香港城市大学专场,我是主持人田桐。不知道大家是不是还记得我们的手机在2G手机信号的时代,它可能仅仅是打电话、发短信,偶尔发一个图片的话会觉得真的很贵。在3G的时代,我们可以发图片了,甚至发一些小视频,而现在我们在4G的时代可以任性地随时随地高清地去看这些视频了。究竟我们今天要讲到的呼之欲出的5G时代会把这个世界改变成什么样呢?由我们的嘉宾来为大家一一揭晓。首先通过大屏幕来认识他。

解说:他是薛泉,香港城市大学微波工程讲座教授、信息与通信技术研究中心主任、电子电气工程学专家、国家千人计划专家,主要研究领域为微波通信、电子应用等,拥有多项中美专利。今天,他将带我们一探呼之欲出的第五代通讯技术,看看它将为我们的生活带来多大改变。

田桐:让我们掌声欢迎今天的演讲嘉宾,香港城市大学微波工程讲座教授薛泉教授。

薛泉:大家好。

田桐:薛教授您好。

薛泉:主持人好。

田桐:欢迎您,其实您讲的这个话题我自己特别有亲身的感受,因为我是经历了2G和3G,到现在的4G的。我觉得我从来没有想象过世界会变得这么的近,那您作为一个专业的学者,您有想到这个发展会这么的快吗?

薛泉:就是说因为我自己是作为搞科研的人,所以说我对科研它这个发展历程是比较清楚的。我们比如说半导体技术、微波技术,它每一年是怎么样发展的,是遵循一定的规律。然后,我们自己也知道,我们努力的程度有多高。所以说,发展到现在的这样的技术程度,我是想到的。有两个想不到,一个想不到就是普及的程度这样高。那么普及的程度这样高呢,我想主要是几个方面推动的结果。一个当然首先是广大用户推动的成果;第二个是运营商推动的成果;第三是设备制造商。当然,政府的这个推动也非常的重要。所以说,这几个方面的大力的推动,它的普及程度就非常高,以至于我是非常想不到的。这是第一个想不到。

第二个想不到就是它的价格是如此的便宜。

田桐:这也是经过一个时间段的推化,到现在才开始变得便宜的。

薛泉:其实一直都在便宜的这个过程当中,我们中国社会有两个特别奇怪的行业,一个行业就是我们无线通信行业;一个行业就是房地产行业。

田桐:这两个有什么关系?

薛泉:房地产行业它走一个极端,它把这个房子越做越小,价格越做越高。但是,我们无线通信把这个流量带宽越做越大,但是把价格越做越低。

田桐:可是我们会觉得,房地产越来越高是因为它的土地资源是有限的,你要盖更多的楼,没有资源可以盖了。对于您刚才讲到的价格低廉的通讯的话,是不是因为它的资源是无限的,可以它的价格也变得更加的低廉呢?

薛泉:你问的这个问题非常好。其实无线通讯的这个资源也是非常有限的,比如说我们电磁波的无线通讯,这个电磁波是主要的传输媒介。电磁波频率是它知道的一个资源,频率从低频到高频,或者好用的频率资源也是非常有限的。为什么我们在非常有限的资源下,还能把这个工作做得这么好,我们就是创新,我们用了很多很多的办法把这个有限的资源非常好的用起来。所以,如果说房地产也用我们这样的方法来做的话,它也不会这么贵,只是因为我想他们赚钱比较容易,所以说就没有创新的动力。可是我们赚钱不太容易,所以说不停地创新。

田桐:那我们今天讲的是呼之欲出的5G时代,那我想什么时候我们真的民间可以把5G普及到像今天4G一样?

薛泉:大家可以期待的是2020年,这是国家的战略规划。

田桐:好,更多内容我们有请薛泉教授带来今天他的演讲,掌声欢迎。

4G到5G不是量的发展 而是质的飞跃

薛泉:大家好,今天非常高兴有机会和大家一起探讨第五代移动通信技术,也就是所谓的5G。这里5G,G代表Generation,也就是所谓的5G,既然有5G,就一定有1G、2G、3G和4G。不过,我这里希望要给大家首先讲一个是0G的故事。1987年,我还是一个在校的大学生,春节期间有一个在深圳工作的朋友回到成都,他向我展示的一个神奇的东西。他说不管你在什么地方,当有人想找你的时候,这种东西都可以立刻通知你,并且也告诉你对方的电话号码,如果需要的话,你可以马上给他回电话。这个神奇的东西就是后来大家所熟悉的BP机,也叫传呼机。可以说,传呼机是最早的大众移动通信的解决方案,虽然传呼机在当年是如此地重要,但是由于移动通信技术发展是如此的快,实在是太快了,以至于后来业界为这个无线通信技术论资排辈的时候,居然把它给忽略了。所以,今天我只能把传呼机定义为第零代移动通信或者叫0G。

在传呼机出现以后,到现在30年的时间里,移动通信技术以世界上任何一种技术都无法比拟的速度,迅速地发展,并普及到每一个人的日常生活、学习中,并且经历了一代、二代、三代、四代的发展。我想问问有人能举一个例子,找出任何一种科技,它的发展速度和普及速度能超过移动通信的技术吗?我相信是没有的。为什么现代社会如此醉心于通信技术的提高,我相信推动力是来自于人类对信息的强烈的渴求。信息不仅可以带来务实的利益,而且还能满足务虚的好奇心,这进一步证明了人是一种不折不扣的信息动物。

人为收集传递信息,在人类的历史上都做过哪些的东西。在原始时代,信息交流的方式主要是用手势和声音,其传播的这个范围实际上是非常有限的,文字的发明使信息终于可以记录在乌龟壳、竹简,还有纸张这样的载体上。信息有了新的载体,通过对信息的搬移,实现了信息的传输和分享,于是书信成为人类延续到几千年的,直到今天还在继续使用的这个通信手段。由于书信的传递费时又耗力,于是人们就发明了烽火台、旗语等能够远距离即时传送的这个信息方式。可不要小看中国人发明的这个烽火台的这个传送无线的方式,无线传送的方式,它可是人类最早的无线通信方式。而且,采用的是先进的数字通信方式,用什么,用0代表没有敌情,用1也就是有烟火代表有敌情。假如以烽火台点燃或者熄灭各需要一分钟来计算的话,有烟火和无烟火来传送一个0和一个1所需要的时间就是两分钟。而我们目前4G移动通信达到的速度最高可以传送5亿个0或者1,换言之,就是烽火通信的300亿倍。300亿倍是一个什么样的概念,蜗牛爬行的速度够慢的吧,它和我们国家最快最先进的歼击机歼20来相比,速度相差也是够大的。但是,大家猜猜是多少倍,只是30万倍而已。即便是4G比烽火通信快300亿倍的通信速度,人们也开始感觉到它已经满足不了大众越来越高的信息传递的需求了。于是,第五代移动通信,也就是5G已经呼之欲出了。

根据国家信息化发展的规划,“十三五”的信息发展的规划,2020年,也就是刚才我回答主持人问题的时候说的2020年,5G将全面实现商用。

薛泉:什么是5G,为了更好地理解5G,我们现在一起来回顾一下从1G到4G的通信技术的发展的历史。第一代移动通信的特点是模拟通信,手机需要连续地发射装载语音信号的电磁波。所以耗电还是非常大的,需要配备比较大的电池。当时的水平是充电十个小时,只能支持35分钟的通话时间;另外,在那个年代,半导体集成的技术也不高,所以移动通信的终端,也就是手机尺寸也非常大,所以它有一些特别的别称,比如说叫“大哥大”、“砖头”等等。第一代移动通信手机的价格和通信费用其实是非常高昂的,普及率并不高,只有高收入的人才能用得起,大概只流行了十年的光景。很快就在上个世纪90年代中期被第二代移动通信所替代,第二代移动通信与第一代移动通信的根本的区别在于电磁波传送的信号不再是原始的语音信号,而是数字化以后的信号。对于语音来说,数字化以后,信号可以在发射端被大幅度地压缩,就像这张屏幕上看到一样,第一代移动通信它需要不停地发,不停地往外发,而第二代移动通信它就中间有这个数字信号的地方,它才需要往外发。这就是说,我们在通过这个压缩了以后,发射出去,然后在接收端,我们这个数字信号又解压,并重新变成了就跟刚才看到的那样的一个连续的语音信号。数字化信号的压缩对移动通信具有特别重要的意义,语音信号在第二代移动通信中由于被数字化,并且被压缩了以后,不需要像第一代一样的连续的发射,通话的时候只需要用八分之一的时间来发射信号。这样一来,电池的消耗量也就变为原来的八分之一了。虽然我们数字信号的发射是不连续的,但是到了接收端,不连续的数字信号经过解压还原,又变成了连续的语音信号。所以,作为我们手机的使用者,我们完全不会感受到手机的信号是通过不连续的方式发射到我们的手机的。数字化信号的传送不仅可以使耗电量降低,而且还让手机有了一个非常重要的新功能,这个功能就是能够传输任何用数字信号表达的内容。比如说文字,比如说图像,发送短信、下载彩铃等等功能都是因为数字化通信带来的新的功能。

由于第二代移动通信诸多的优点,加上使用费用也大幅度地降低,所以说手机就快步地进入了人们的日常生活,用户的数量在世界上呈爆发式的增长,人类进入了一个全新的全民移动通信的时代。但是,由于第二代移动通信的带宽还是不够宽,就像刚才主持人所提到的那样,带宽很窄,而且通信费用也比较高,难以满足人们在传输文字、图像,特别是活动的影像所需要的信息的吞吐量。所以在本世纪初,更高带宽的第三代移动通信系统就应运而生了。由于在调制技术和交换技术方面的进步,第三代移动通信的这个数据传输速度比第二代要高10倍.智能手机本质上它是一台可以上网的袖珍电脑,随着人们在这台电脑上开发了越来越多的功能,提供了越来越多的服务,第三代移动通信的网络速度也就跟不上需要了。于是在2010年左右又出现了第四代移动通信网络,也就是我们现在大家正在使用的通信系统。其速度是第三代的10倍,也就是第二代的100倍。然而仅仅过了五六年的时间,人们又再次不满足第四代移动网络传送的速度,从事移动通信的研究人员、设备商以及应援商用山雨欲来的节奏呼唤5G时代的来临。

第五代和第四代相比,是不是也只是数字通信速度或者带宽上的一个进一步的提高?答案是否定的。5G无论从应用到技术,对4G都是一次革命性的改变。我想用大家熟悉的一个道路交通来做一个比喻,来帮助大家比较形象地理解从1G到4G的进步,比方是1G是一个土路,2G就是柏油路,3G是什么,3G是高速公路,4G就是加宽了的高速公路,5G像是什么,5G是不是进一步加宽的高速公路,不是的,5G应该是高速公路加高速铁路加高速的水运航线,再加高速的空运航线,甚至还要加上高速的星际航线。这就是我们给大家描绘的一个5G的一个这样的一个图画。所以说它不是一个1到4G的这种简单的延伸,而是一种在技术上和应用上是一个革命性的改变。

《世纪大讲堂》节目在凤凰卫视中文台播出【节目专区】

首播:星期六 1720—1800
重播:星期日 11:45 – 12:30 
       星期一 02:45–03:30 05:00–05:50
      星期二 01:55-02:35

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[责任编辑:张惟乔 PV085]

责任编辑:张惟乔 PV085

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