5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

​5G,正在快速向我們走來。

曾經,它的模樣是模糊不清的。5G作為最新一代的移動通信技術,將怎樣改變我們的生活?

對此人們充滿了期待和暢想。在每次通信相關的展會上,5G業務演示都是當仁不讓的主角。

超高清視頻,虛擬/增強現實,智能機器人,全息投影,自動駕駛等炫酷的業務和5G的奇妙組合,總是能吸引無數的眼球,讓人折服於科技的魅力。

等回過神來一想,這些業務一定是需要5G參與的嗎?

5G作為網絡基礎設施,本身只是能提供高速率,大連接,高可靠,低時延的傳輸管道。

如果其他形式的管道(比如光纖等有線連接,或者WiFi,LoRa等無線連接)也支持這些應用的話,5G又有什麼特殊之處呢?

2019年作為5G元年,中國發放了5G牌照,5G基站建設地如火如荼,隨著5G芯片的成熟,5G手機也已雨後春筍般地不斷湧現,價格也越來越平民化。

終於,5G不再是遙遠的暢想,它的模樣也不再模糊不清。只要花個幾千元買上一部5G手機,它就可以被你握在掌中肆意把玩。

俗話說,距離產生美。對一個事物熟悉了,神秘感一旦失去,它的身價自然也就一落千丈。

確實,用5G手機測個速雖說挺過癮,看視頻也的確緩衝快且毫無卡頓,但這就是那個號稱要「改變世界」的5G嗎?

於是,突然間「5G無用論」開始甚囂塵上。

這是因為,人的感受總是受制於自身所處的環境。對於普通人來說,主要是使用手機來和外界連接,而目前所有的應用在覆蓋良好的4G環境下都很流暢了。

並且,除了4G之外,還有WiFi作為補充,速度也不差,目前還沒出現一款只在5G下才能流暢運行的所謂「殺手級」應用。

其實,面向普通用戶在手機上使用的,只是5G的eMBB(增強型無線寬帶)業務,只能說是5G應用的冰山一角。

而5G還有另外兩大應用場景mMTC(超大規模機器類型通信)uRLLC(超可靠低時延通信)在摩拳擦掌呢。

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

5G的後面兩種應用主要用於物聯網,和普通人關係並不大,所以沒法直觀地感受到。

它們面對的是企業,提供的是垂直行業應用,會對各個行業的生產賦能,從而潛移默化地間接影響我們的生活,潤物細無聲。

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

實現上面的多個行業應用,除了eMBB,mMTC和uRLLC這三大場景的技術之外,還需要另外兩個關鍵技術:

5G網絡切片邊緣計算

5G網絡切片在一個物理網絡上實現多個資源隔離的邏輯網絡。

不同特點的應用,對於網絡的需求千差萬別。有的要求大帶寬,有的要求大連接,還有的要求低時延,同一網絡下同時滿足這些要求代價很大,而網絡切片可以通過給它們定製不同的邏輯網絡來滿足。

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綜合商業視角,切片網絡的目標架構包括商業層,切片管理層和網絡層。

商業層為垂直客戶提供切片設計服務以及購買入口;切片管理層提供切片調度,管理和實例化;切片網絡層就是支撐上層應用的物理設備和邏輯模塊。

邊緣計算(MEC,Multi-access Edge Computing,多接入邊緣計算),就是讓大量的數據計算在網絡的邊緣就近進行。

這樣不但可以降低時延,還可以減少向上的傳輸帶寬,更重要的是把關鍵數據保存在企業之內,更具安全性。

5G可天生支持MEC。由於5G核心網採用了用戶面和控制面分離的服務化架構,其用戶面單元UPF可以很方便得部署在企業內部,甚至MEC服務器之上,從而實現用戶面就近處理,關鍵數據也不會流出企業。

5G+MEC的架構如下圖所示。

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

綜上,有了5G對eMBB,mMTC和uRLLC這三大應用場景,網絡切片,邊緣計算,以及核心網用戶面下沉的支持,才能更好地服務於各種各樣的行業應用

並且,這些5G功能必須在SA場景下才能實現,這也是中國目前大力發展5G SA部署模式的原因之一。

也就是說,5G的絕大部分技術都是為了行業應用。這才是5G的精髓,才是「5G改變世界」的途徑。

那麼,5G的三大應用場景可以用於哪些行業應用,又能帶來什麼變革呢?


1. 5G+視頻


首先,由於5G可以提供高速率和低時延,最容易想到和做到的,就是高清視頻相關的應用了。

通過5G將採集的監控視頻/圖像實時回傳,結合邊緣計算(MEC)統一監控平臺,實現人員違規,廠區環境風險監控的實時分析和報警,提高作業安全性。

從高清視頻衍生出去,還有虛擬現實(VR)/增強現實(VR)這些和超高清視頻相關的技術也需要5G的支持。

VR由於沉浸,交互和構想這三大特點,在工業互聯網中的主要應用是虛擬裝配,虛擬培訓,虛擬展廳等場景,720°全景的展示讓人身臨其境,信息傳遞更豐富而直觀。

AR則融入到了工業製造的交互,營銷,設計,採購,生產,物流和服務等多個環節。比如,通過AR遠程協助,專家可遠程在AR眼鏡中實時標註設備狀態和操作方法,實現了現場人員和遠程專家等零距離溝通。

5G高清視頻採集到的數據,再加上邊緣計算和人工智能,隨之產生的計算機視覺或者機器視覺,可實現字符識別,人臉識別,視覺定位,行為分析,物體識別,物體測量,物體分揀等應用,則是視頻應用的高級形態。

5G+視頻是5G最先成熟的基礎應用,可服務於各種各樣的垂直行業,包括:製造,能源,醫療,教育,建築,電商等等各行各業。


2. 5G+工業


5G+工業互聯網是智能製造的前提。

早在2012年,美國通用電氣公司在提出「工業互聯網」這個概念時,是這麼說的:「工業互聯網,就是把人、數據和機器連接起來」。

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工業互聯網可以從「網絡」,「數據」和「安全」這三個方面來理解。網絡是基礎,數據是核心,安全是保障。

5G要在工業互聯網中發揮作用,無非是作為網絡基礎設施,然後藉助它高速率,大連接,與超可靠低時延這三項能力,在其上構築適合的行業應用。

這些行業應用在初期大多基於5G+視頻的智慧園區的安防,巡檢,以及AR遠程協助,VR虛擬培訓等外圍應用。

目前用於核心的工業製造控制還比較困難,隨著業界不斷的研究和試探,待到更多應用的成熟,後續才會逐步觸碰到工業核心控制環節。

目前來看,除了智慧安防和巡檢之外,5G在工業互聯網還可用於下面的場景。

數據採集:對於工廠內各種設備內部模塊,以及各種環境相關的傳感器的數據採集,需要用到大連接的物聯網技術,也就是5G的mMTC場景。

工業穿戴:現代化現場工人的技能要求越來專業,這就需要各種VR/AR智能可穿戴設備作為輔助。同時由於可穿戴設備對移動性,帶寬,時延的要求都苛刻,5G的三大應用場景可滿足上述需求。

視覺質檢:5G+視頻的高級應用,也就是機器視覺,作為典型的eMBB場景,還需要結合邊緣計算以及人工智能才能高效完成。

工業控制:在很多場景不適合人進行作業,比如高位,高空,有毒等惡劣環境,這就需要遠程控制。遠程控制不但需要超高清視頻的回傳,還需要極低的時延和可靠性。5G正好可以滿足這些方面的要求。

長期來看,5G會逐步深入工業控制的核心領域,部分取代工業現場的有線IT/OT網絡,甚至顛覆工控及部分裝備產品的形態。


3. 5G+電力


電力,正是這樣一個正在全面向數字化能源互聯網發展的行業。從以前的大機組電網互聯,再到現階段正在蓬勃發展的電網智能管理,新能源接入,智能電錶等智能電網應用,最終還會向全面智能方向不斷進化。

我們先來看看目前智能電網需求跟5G的匹配程度。

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首先,對於電力系統生產控制類需求:比如配電自動化,主動配電網差動保護,分佈式電源接入控制等應用,需要達到99.999%的可靠性,時延需求從10毫秒到50毫秒不等。顯然這是5G uRLLC的需求。

然後,對於電力的生產管理系統中的移動應用類需求,需要進行無人機或者機器人定期巡檢,高清視頻監控,AR/VR輔助維修及培訓,以及各種自然災害保護等工作。這些工作都需要大量的圖片,視頻或者媒體流的回傳,屬於eMBB的場景。

另外,對於大量電力基礎設施的信息採集類需求,比如管理和狀態監控,能耗管理,路燈控制,智能抄表等業務的連接數巨大,時延和帶寬要求不高,5G的mMTC業務正好滿足需求。

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

由此可見,智能電網對5G的三大應用場景都有需求。除此之外,智能電網對5G的另一個關鍵技術:邊緣計算也有明確的需求。

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通過邊緣計算技術,電網可將當前位於主站的數據處理邏輯下沉,由本地智能終端對電力信息進行實時處理。

這樣一方面能夠提升配電自動化系統的響應速度,降低時延,另一方面可以減少數據長距離傳輸帶來的帶寬佔用。


4. 5G+醫療


新冠疫情,讓我們的生活發生了劇變,也是對醫療系統的大考。外部環境的改變,催生著醫療系統和5G的融合,創新和變革。

5G曾經吹下的牛都能實現嗎?

疫情爆發後,遠程會診、智能醫護機器人等多種5G用例被迅速投入到抗疫阻擊戰中,已初顯5G價值。

3月24日,工信部發布了關於推動5G加快發展的五方面18條措施,其中包括推動「5G+醫療健康」創新發展。

文中指出,要開展5G智慧醫療系統建設,搭建5G智慧醫療示範網和醫療平臺,加快5G在疫情預警、院前急救、遠程診療、智能影像輔助診斷等方面的應用推廣。進一步優化和推廣5G在抗擊新冠肺炎疫情中的優秀應用,推廣遠程體檢、問診、醫療輔助等服務,促進醫療資源共享。

從這份5G發展的「總綱領」中可以看出,5G智慧醫療將是我國5G下一步的工作重點。

初步實現的智慧醫療應用,以虛擬團隊合作,遠程醫療支持,遠程複診等遠程視頻輔助類的應用為主。至於被寄予厚望的遠程手術,則因為技術和管理的要求過高,離成熟應用還有較遠的距離。

虛擬團隊合作:由於傳統醫護和數字化系統的整合速度慢,缺乏統一的協調管理,5G可以為醫護團隊提供視頻輔助以及虛擬團隊辦公等服務。

遠程醫療支持:疫情期間,社區或者流動醫護人員遇到難以判斷的問題,又無法得到上級專業人員的支持,這可咋辦?藉助5G遠程醫療檢查,專家可提供遠程視頻協助,實時數據分析等支持。

甚至,還可以為急救車提供視頻輔助,快速建立醫護人員和專家的聯繫通道,且有網絡切片保障服務質量。

中國移動作為5G商用的排頭兵,經過了對5G行業應用的深度分析,其政企事業分公司的技術專家編寫的《5G落地:應用融合與創新》一書,很好地總結了5G在行業應用中的關鍵作用以及落地的應用融合與創新:

在5G之前,每一代新的通信技術革新都包含著空口革新和傳輸速率的提升。但5G跳出了單純的通信連接的範疇。

5G技術糅合了大數據、人工智能、物聯網技術,可以和垂直行業實現深度融合。

5G不再拘泥於帶寬提升這一傳統發展路徑,將時延和連接數納入到自身演化系統當中,其所帶來的顛覆,從日常生活延伸到各個產業,以及整個社會。

5G是工業級的無線通信網絡,其按百萬連接和毫秒級時延的標準來進行協議設計,使低成本、海量連接的物聯網成為現實。

以物的連接為基礎,信息採集和操作控制得以向遠程化、無人化方向發展。垂直行業5G解決方案將成為熱點,大量第三方垂直行業解決方案企業也將應運而生。

好了,本期的內容就到這裡,希望對大家有所幫助。

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