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5G应用的多重挑战——专访中国国际工程咨询有限公司高技术部张瀛瀚

作者:杨海霞 来源:杨海霞 中国投资参考 发布时间:2020-08-16 浏览:
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5G技术加速推动各行业生产组织方式变革,促使工业网络和制造装备产业链重塑,带来更多的创新应用模式的同时,也带来关键技术、应用场景、产业生态以及安全与制度的挑战

●5G促进工业的变革

●赋能的4个条件

●产业生态挑战

●安全挑战

●制度挑战

5G技术在加速应用,重大项目、重大工程正在实施落地,能否取得预期的成果的关键就是新型应用是否能兴起。中国国际工程咨询有限公司正在围绕宽带基础设施开展战略研究和重大项目评估工作。近日,本刊记者就5G对工业和制造业赋能的多重挑战,采访了参与上述工作的专家——中国国际工程咨询有限公司高技术部张瀛瀚。

5G促进工业的变革

《中国投资》:有观点认为,中国作为制造大国,接下来5G赋能制造业将会是具有巨大空间的发展机会,是否可以说制造业的数字化将具有无限的想象空间?

张瀛瀚:我认为制造业的数字化潜力无限。5G作为新一代移动通信系统与工业及制造业融合之后,将推动中国工业从数字化转型阶段迈向全面互联阶段,实现制造业向网络化、服务化、绿色化、高端化转型,并最终达到自主智能阶段。当前,以5G为代表的新一代信息技术正在以前所未有的速度与传统制造业的研发设计系统、生产控制系统及服务管理系统等加速融合,推动垂直行业的技术创新、产品创新、商业模式创新,甚至业态创新。具体来说,5G对于工业的变革主要体现在三个方面:

第一,5G技术加速推动各行业生产组织方式变革。随着5G的到来,结合AI、传感技术、云计算、大数据等新兴技术的蓬勃兴起,信息通信业作为推动数字经济发展中坚力量的地位将进一步凸显,通过5G技术可以更好的实现人员、设备及环境的全方位互联及生产设备的远程实时控制,促使工业生产向着无人化、网络化及智能化方向发展,助力产业数字化转型和新动能升级。

第二,5G技术促使工业网络和制造装备产业链重塑。传统工业网络领域的技术及产业都由国外巨头主导,国内企业在技术能力和产业实力均难以撼动原有产业格局,5G与云计算、大数据、人工智能等技术的结合将会使工业装备及产品形态发生变化,有利于凭借我国在5G方面的优势打破原有产业格局,实现生产装备的数字化、智能化改造升级,完成产业重塑。如新松机器人公司研发的5G智能巡检机器人、协作机器人,达闼科技研发的5G云端机器人等。

第三,5G可以带来更多的创新应用模式。5G很大的作用在于如何更好的服务行业,其本身高带宽、低时延和广连接的技术特性,与当前工业、制造业网络改造的需求不谋而合。从2019年我国制造业在5G+工业互联网方面的探索看,重点聚焦在了五个场景:包括基于5G的高清图像回传与质量缺陷判别、基于5G的设备数据采集、基于5G+AR/VR辅助装配和设备维修、基于5G的移动巡检、基于5G+AI的车辆远程操控等。总的来看,目前主要发挥的还是5G高带宽和移动性特点。未来,随着5G商用加速,5G在工业领域将有更广阔的应用前景。

当然,5G赋能制造业数字化转型,仍然存在诸多问题。垂直行业门槛高,需求碎片化,5G被给予了太高期望,尤其是发展初期能否达到外界期望存在较大挑战。工业企业普遍利润空间不大,对成本敏感,5G建网成本和终端成本在相当长的时间内将维持较高的水平,能否与垂直行业达到双赢需要付出很大努力。

赋能的4个条件

《中国投资》:实现这种赋能5G需要达到什么水平?

张瀛瀚:国际电联对5G定义了三种应用场景:增强型移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延通信,总结起来就是高速率、大连接、低时延。这三种应用场景对于5G技术提出了很高的要求。

那么,5G要真正实现对工业、制造业的赋能,我认为应具备以下四个条件:一是面向大连接、低时延的5G标准制定完善,从技术指标上满足特定场景需求;二是相关产业链成熟,产品能够满足工业等其他领域需求;三是5G网络建设完善,具备为工业及其他行业服务能力;四是相关配套政策完善,能够有效保护5G网络中的生产安全和数据安全。需要说明的是,5G赋能工业及制造业是一个循序渐进的过程,前面已经提到过,从数字化转型阶段迈向全面互联阶段,最终达到自主智能阶段。

《中国投资》:5G网络建设或者说是商用的进程是什么样?

张瀛瀚:移动通信产业大约每10年为一个发展周期,与1G到4G所不同,5G不光是服务于用户,更多是开启了万物互联的新时代,服务于垂直行业。5G发展的生命周期是在2020年到2030年,当前全球5G的发展尚处在一个初期的商用阶段。2019年是全球的5G商用元年。截止到今年2月份,全球共有37个国家和地区,69家运营商宣布开始商用并提供5G业务应用。但从实际的应用来看,目前韩国和中国走的比较靠前。韩国于去年年初开始商业应用,目前用户数已经达到了500万,5G的基站数量超过了10万个。美国由于大部分现在还是在高频段,所以主要应用场景还是集中用于固定无线接入的场景。

2019年6月6日,我国发放了5G商用牌照。截止到今年2月份,我国已建成基站超过16万,真正能够实际体验5G业务和应用的用户数超过1300万。根据运营商今年的目标和计划,将会建设55万个5G基站。同时,由于明年将是“十四五”规划开启元年,我个人认为到“十四五”末期,也就是2025年左右,我国5G商用将迈入一个新的阶段。根据移动产业发展规律,以及目前相关部门和各地方政府发布的5G发展规划,届时5G网络将在我国一线城市、省会城市等城区连续覆盖,5G在工业、医疗、教育等垂直行业领域应用不断成熟,5G典型应用场景逐步落地。

产业生态挑战

《中国投资》:5G会带来多长产业链的投资?5G的产业链卡脖子环节在哪里?

张瀛瀚:5G产业链非常长,主要包括基础材料、元器件、芯片、整机设备、终端、仪器仪表、基础软件及应用等,涉及芯片制造商、通信设备制造商、网络运营商、集成开发商、软件开发商,以及医疗、教育、能源、电力、交通等垂直行业。根据中国信息通信研究院预测,预计到2025年,我国整个5G网络的投资、运营企业将达到1.2万亿元,此外一些垂直行业相关的投资大概在0.5万亿左右。在信息消费领域,它会带动1.8万亿元的移动数据流量的消费,2万亿元的信息消费服务,对于新型终端的产品消费会达到4.3万亿元。

我国的5G产业链比较完整,近年来,在“宽带中国”、提速降费等国家战略支持下,芯片、系统设备、终端等相关产业发展迅速,在3GPP、ITU等国际标准制定中话语权不断提升。尤其是在系统设备方面,华为、中兴都处于全球领先地位。目前,虽然我国在基站设备、芯片和手机终端等环节实现了群体性突破,但在高端通用芯片、射频芯片及关键元器件等方面仍然十分薄弱,仍存在“卡脖子”风险。例如,在终端基础器件方面,高性能滤波器、多模多频功率放大器等射频前端对外依存度较高,市场主要由美国、日本等企业垄断;存储芯片和传感器市场由美日韩主导,国内产业基本空白。在基站基础器件方面,主要数字芯片和射频器件为美日欧企业主导,国内虽有一部分企业加快研发布局,但由于起步较晚,产品的可靠性、一致性、成品率有待提高,市场规模较小。

《中国投资》:要实现5G技术与各个行业的融合,需要什么样的努力?

张瀛瀚:要推动5G与各个行业融合发展,需着重从以下几个方面加快推进:一是坚持网络先行,加快推进独立组网(SA)模式的5G基础网络建设进程,控制非独立组网(NSA)建设规模,尤其是加快推进主要城市的网络建设,并向有条件的重点县镇逐步延伸覆盖。二是加快5G与各垂直行业相关标准制定,突破各行业企业、主管部门、政府之间壁垒,建立完善的5G应用生态体系,尽快健全知识产权、数据安全保护等法律法规。三是着力突破5G薄弱环节,重点支持5G核心芯片、关键元器件、基础软件、仪器仪表等重点领域的研发、工程化攻关及产业化,提升产业基础能力和产业链水平。四是进一步加强国际合作,积极参与ITU、3GPP 等国际组织的相关活动,加强沟通交流,把握“一带一路”等区域发展机遇,与国际相关行业龙头企业探索合作共赢的5G融合应用新发展模式。

安全挑战

《中国投资》:5G技术会带来更广泛的数据的共享、更广泛的链接,万物互联是它未来的应用场景,也带来安全的挑战?应做好什么样的准备?

张瀛瀚:5G 作为关键信息基础设施和数字化转型的重要基石,在开启万物互联新局面的同时,也带来了新的安全挑战和风险,成为全球面临的共同问题。5G 不仅是技术变革,更是新生态体系的构建,认识 5G 安全问题,可以从关键技术、应用场景和产业生态三个方面综合考虑。

在关键技术方面,5G里面引入了网络功能虚拟化、边缘计算、网络切片、网络能力开放等关键技术,网络设备和系统形态发生了变化,导致传统的网络安全防护手段难以满足信息管控、数据保护等需求,网络中有害信息跟踪溯源和处置难度加大。例如,5G网络中边缘计算节点下沉到核心网边缘,一方面,在部署到相对不安全的物理环境时,受到物理攻击的可能性更大;另一方面,在边缘计算平台上可部署多个应用,共享相关资源,一旦某个应用防护较弱被攻破,将会影响在边缘计算平台上其他应用的安全运行。

在应用场景方面,5G应用场景因技术本身以及应用场景自身特点面临新的安全风险,成为影响5G融合业务发展的关键要素。目前5G典型场景以增强移动宽带业务为主,并逐步拓展到各垂直行业。以高可靠低时延场景为例,典型应用包括工业互联网、车联网自动驾驶等。5G能够提供高可靠、低时延的服务质量保障,但同时也存在低时延需求造成复杂安全机制部署受限。安全机制的部署,例如接入认证、数据传输安全保护、终端移动过程中切换、数据加解密等均会增加时延,过于复杂的安全机制不能满足低时延业务的要求。

在产业生态方面,5G技术门槛高、产业链长,应用领域广泛,产业链涵盖系统设备、芯片、终端、应用软件、操作系统等,其安全基础技术及产业支撑能力的持续创新性和全球协同性,对5G及其应用构成重大影响。一方面,5G网络安全、应用安全、终端安全问题相互交织和影响,行业应用服务提供商由于直接面对用户提供服务,在确保应用安全和终端安全方面承担主体责任,需要与网络运营商明确安全责任边界,强化协同配合,从整体上解决安全问题。另一方面,不同垂直行业应用存在较大差别,安全诉求存在差异,安全能力水平不一,难以采用单一化、通用化的安全解决方案来确保各垂直行业安全应用。

为有效应对和解决5G发展安全问题,建议从以下四个方面着力推进:

一是坚持发展与安全同步部署。坚持发展与安全并重、鼓励与规范并举的理念,在加快5G网络部署、深度推进5G与各领域融合应用的同时,持续开展5G安全能力建设,统筹做好 5G 网络设施安全、应用安全、数据安全等工作。

二是持续推进5G安全创新发展。加强5G安全技术与标准研究,加快建立5G安全检测体系,大力推进5G安全技术攻关,推动入侵防御、数据保护、追踪溯源等网络安全产品的演进升级,持续构建完备、多元、可靠的5G安全产品供应和服务体系。

三是构建5G网络安全一体化防护机制。积极推动5G网络基础设施安全保障手段建设,建立健全5G网络威胁信息共享联动机制,实现威胁信息共享、共治。加快构建5G网络威胁监测、全局感知、预警防护、联动处置一体化网络安全防御体系,形成覆盖全生命周期的网络安全防护能力。

四是构建多元协同、清晰明确的安全责任体系。明确产业生态各方责任,不断完善个人信息保护、关键信息基础设施保护、网络信息治理等相关法律法规和政策要求,确保网络运营商、设备供应商、行业服务提供商等主体各司其职、各负其责。

制度挑战

《中国投资》:5G要想发挥作用,还需要哪些制度或者体制方面的支持和支撑?会给我们社会治理带来哪些新的挑战?

张瀛瀚:世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期,5G作为新一代信息技术和新型基础设施的代表,是信息时代的新引擎,在充分发挥自身投资和带动作用的同时,也对社会治理及其他方面带来新的挑战和机遇。一方面,5G与云计算、大数据、人工智能等技术交织并进,与实体经济和垂直行业在更广范围、更深程度、更高水平的融合应用,与此同时带来是海量数据呈爆发式增长,以及跨部门、跨行业、跨平台的数据及内容监管挑战。另一方面,前面已经谈到,5G在关键技术、应用场景和产业生态方面都带来了新的挑战,这对内容管控、舆论管控等技术手段,以及企业转型及人才能力提出了更高的要求。

未来,为更好发挥5G对实现高质量发展、建设现代化经济体系的重要支撑作用,建议应进一步从以下几个方面着力推进。

一是加强统筹协调。5G发展涉及产业融合、国际开放合作、社会资本投资、通用核心技术攻关等方方面面,需要通盘考虑,加强战略谋划。为此,建议由综合部门牵头,会同相关行业主管部门,从实现产业高质量发展的高度上,统筹协调推进5G网络建设、产业发展和应用示范。

二是降低政策壁垒。探索包容创新的审慎监管制度,进一步简政放权、简化审批程序。建议国家相关部门协同出台跨行业指导政策,鼓励和支持各类主体按照市场化方式平等进入,支持企业加大5G技术、5G应用研发投入,鼓励5G与工业互联网、车联网各类应用的深度融合创新,积极探索新业态、新模式,培育壮大5G产业生态。

三是健全法制法规。建立健全自动驾驶、无人机配送、人工智能、智慧交通等方面的规章制度。加快出台《电信法》,明确信息基础设施的法律地位,在铁路、地铁建设以及城市其他规划中,统筹考虑信息基础设施建设,推动空间资源、电力资源等基础设施的共享,为5G与经济社会的融合奠定基础。

四是强化开放合作。5G技术将重构未来国际竞争格局以及国际国内治理的内涵与边界,促进社会资源运作方式和成果转化方式更多地依托互联网展开。因此,建议应秉持共商共建共享原则,提升互信水平,最大程度地团结各方,加强5G在技术、政策与法规领域的交流与合作。

关键字:5G

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