5G將至，未來已來

程奎元

2019世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC19）上，5G智能手機(jī)成為各廠商的必爭(zhēng)之地：三星發(fā)布的Galaxy Fold、華為發(fā)布的Mate X、LG的V50ThinQ、以及中興天機(jī)Axon 10 Pro等智能手機(jī)均表示支持5G通訊。

5G即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是一系列通信技術(shù)的統(tǒng)稱，根據(jù)不同的場(chǎng)景下對(duì)通信的需求的不同，5G為我們帶來如下三個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：

eMBB（Enhance Mobile Broadband）增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶。給大家的最直觀感受是更快的移動(dòng)網(wǎng)速：看超清視頻不再卡頓，“吃雞”“農(nóng)藥”不再因網(wǎng)速的問題坑隊(duì)友。與4G網(wǎng)絡(luò)相比， 5G帶寬更大，峰值速率可達(dá)20Gbps，是4G的20倍，用戶體驗(yàn)速率可達(dá)1Gbps以上，是4G的100倍。5G的傳輸速度超過光纖，這帶來了更多的可能性。以通訊為例，經(jīng)歷了1G的通話、2G的短信、3G的圖片以及4G的視頻后，5G可以帶來全息通訊：利用如全息投影達(dá)到面對(duì)面的交流，而不僅僅局限于屏幕當(dāng)中。當(dāng)然，這也需要終端及其他技術(shù)的支持，5G的到來會(huì)催生新技術(shù)的到來并加速相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

mMTC（massive Machine Type of Communication）海量機(jī)器類通信。設(shè)備連接密度相比4G提升10-100倍，支持每平方公里100萬臺(tái)設(shè)備的連接，支持的設(shè)備連接數(shù)量至少為1000億臺(tái)。mMTC應(yīng)用于海量低功耗、低帶寬、低成本和時(shí)延要求不高的場(chǎng)景，如智慧路燈、可穿戴設(shè)備等?；诖饲榫?，目前運(yùn)營(yíng)商積極布局的有兩大標(biāo)準(zhǔn)：NB-IoT和eMTC，在智能門鎖、共享單車上已開始應(yīng)用。這兩項(xiàng)已授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)是5G mMTC的基礎(chǔ)，5G的到來并不會(huì)替代這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，相反5G的實(shí)現(xiàn)還依賴于這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，mMTC的固定標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)以這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平滑升級(jí)。

uRLLC（Ultra Reliable &?Low Latency Communication）超高可靠與低延遲通信，與4G相比延遲降低5-10倍，端到端能做到僅20ms的時(shí)延，這為需要超低延時(shí)的工作帶來了極大的動(dòng)能。如救護(hù)車通過5G可以實(shí)現(xiàn)超低延時(shí)視頻，在送往醫(yī)院的過程中幫助醫(yī)生提前掌握病情;自動(dòng)駕駛也需要超低時(shí)延的通信傳輸，根據(jù)駕車時(shí)不同的情景及時(shí)的做出響應(yīng)，以確保交通安全。

5G的部署最先會(huì)以eMBB落地，我們首先會(huì)看到5G智能手機(jī)的到來。uRLLC和mMTC廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)，其標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的制定仍需要大量工作。根據(jù)3GPP組織標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間表，2019年底完成全部5G標(biāo)準(zhǔn)的制定。運(yùn)營(yíng)商會(huì)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)uRLLC和mMTC進(jìn)行個(gè)性化部署。對(duì)于需要前沿技術(shù)配合的產(chǎn)業(yè)如車聯(lián)網(wǎng)、智能工廠等，運(yùn)營(yíng)商會(huì)與產(chǎn)業(yè)伙伴合作，進(jìn)行特定的場(chǎng)景技術(shù)開發(fā)，共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成熟。萬物互聯(lián)終將到來，但過程仍然漫長(zhǎng)。

3GPP是國(guó)際無線標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)制定無線通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并向ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）匯報(bào)。目前5G NR標(biāo)準(zhǔn)SA（獨(dú)立組網(wǎng)）方案于2018年6月正式確定，并計(jì)劃于2019年底完成全部5G標(biāo)準(zhǔn)的制定。中國(guó)移動(dòng)、中興、華為等在5G標(biāo)準(zhǔn)制定中有巨大的話語權(quán)。

我們?cè)阢裤街磥頃r(shí)，未來卻已經(jīng)到來，在不經(jīng)意間，新的事物就已經(jīng)誕生。過去未曾想象到的情景如今已成為普遍現(xiàn)象。5G的到來不僅會(huì)實(shí)現(xiàn)我們的憧憬，同時(shí)也會(huì)帶來更多現(xiàn)在無法想象到的可能性。

5G會(huì)為我們帶來什么？未來究竟如何？

下面，我們分別從5G與智慧生活、5G與智慧城市、5G與智慧生產(chǎn)等三個(gè)方面展望未來。

一、5G與智慧生活

1. 8K超清視頻

EeMBB★★★★★

mMTC★★★★

uRLLC★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

目前一線城市光纖帶寬最高為500Mbs，而5G的傳輸速度理論上已經(jīng)超越光纖。固定無線接入（WTTx）利用了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而非傳統(tǒng)的固定線路提供家庭互聯(lián)網(wǎng)接入，從而5G WTTx不僅能提供超越光纖的網(wǎng)速，還有效解決了傳統(tǒng)光纖寬帶部署的困難、成本高等問題，且隨著用戶對(duì)帶寬的需求越來越高，WTTx可以更快地進(jìn)行帶寬提升的部署。5G的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在同一物理網(wǎng)絡(luò)下提供不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬，以滿足不同的網(wǎng)絡(luò)需求。5G的到來使未來家庭網(wǎng)絡(luò)接入更趨于無線化。目前Verizon和AT&T已在美國(guó)投資試點(diǎn)，用5G代替光纖入戶。據(jù)華為預(yù)測(cè)，到2020年，3.5億戶家庭有可能購(gòu)買WTTx服務(wù)。

5G WTTx會(huì)為我們帶來更好的家庭娛樂體驗(yàn)。典型案例是超高清8K視頻。截止2016年8月，全球4K/UHD電視用戶已經(jīng)占據(jù)40%以上份額，Sony等大廠商也開始發(fā)布一系列成本更低的4K/8K電視，8K視頻的帶寬需求超過100Mbps，5G WTTx快速部署的優(yōu)勢(shì)為超清視頻普及提供了很好的支持。

2.游戲

eMBB?★★★★★

mMTC★★★

uRLLC★★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

首先云游戲?qū)⑹芤嬗?G。云游戲?qū)⑼婕宜械牟僮魈幚?、畫面渲染和?shù)據(jù)壓縮全部放在云端進(jìn)行，降低了設(shè)備終端的硬件要求。但目前大部分家庭仍然無法達(dá)到云游戲所需的網(wǎng)絡(luò)性能，5G能使終端的大量數(shù)據(jù)及時(shí)上傳到云端處理并迅速回傳，提供4K及超低延時(shí)的沉浸式游戲體驗(yàn)。

騰訊在MWC19上展示了與英特爾聯(lián)手打造的云游戲平臺(tái)“騰訊即玩”，?該平臺(tái)結(jié)合5G技術(shù)與云端服務(wù)器，擺脫了硬件的束縛，同時(shí)省去下載游戲的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了1080p60fps以及低于40ms延時(shí)的高品質(zhì)游戲的體驗(yàn)。

另外，與AR/VR功能結(jié)合的高響應(yīng)觸覺游戲設(shè)備為玩家?guī)砣碌挠螒蚋泄倬S度，觸覺響應(yīng)的加入帶來更加沉浸式的游戲體驗(yàn)。5G的高帶寬和低延時(shí)很好地滿足AR/VR設(shè)備的要求，4K畫質(zhì)使畫面更加逼真，超低延時(shí)視頻也減少了眩暈感，尤其是迅速響應(yīng)的觸覺反饋，使《頭號(hào)玩家》中沉浸式游戲體驗(yàn)離我們?cè)絹碓浇?/p>

游戲的宣傳也將受益于5G。隨著5G帶寬的提高，玩家可直接在App Store、Google Play中進(jìn)行游戲的試玩，游戲運(yùn)行也不再需要在設(shè)備上安裝大容量的APP，每個(gè)游戲廠家可將自家游戲集中在一個(gè)客戶端上作為入口，所有游戲的處理全部放在云端進(jìn)行，未來用戶將不再為終端容量太小而擔(dān)憂。

3.社交網(wǎng)絡(luò)視頻

eMBB?★★★★★

mMTC★★

uRLLC?★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

社交網(wǎng)絡(luò)視頻化是目前最顯著的趨勢(shì)。以短視頻為代表的社交視頻、以直播為代表的移動(dòng)實(shí)時(shí)視頻被越來越多的人所接受。傳統(tǒng)社交網(wǎng)絡(luò)也在視頻領(lǐng)域做著積極的布局：Facebook、Twitter推出直播視頻;微信推出即刻視頻，微博也在最新的更新中分出視頻板塊。視頻社交比傳統(tǒng)的文字、圖片社交更具社交性與互動(dòng)性，能把更多人實(shí)時(shí)地聯(lián)系在了一起。

但人們并不滿足于現(xiàn)狀。人們對(duì)超清直播、360°直播、體育賽事場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)員視角直播、多人實(shí)時(shí)視頻的互動(dòng)等沉浸式視頻的要求越來越高。Facebook在2017年推出了360°直播平臺(tái)，主播只要用Gear 360（2017）、Insta360 Nano / Air、Giroptic IO、Allie Camera等設(shè)備與手機(jī)相連即可在Facebook上進(jìn)行4K分辨率的360°直播，觀眾可以直接在手機(jī)上或佩戴VR設(shè)備進(jìn)行觀看。這都需要100Mbps以上的帶寬，5G的到來可以給予更好的支持。

4.智能家居

eMBB?★★

mMTC★★★

uRLLC★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

5G對(duì)智能家居的貢獻(xiàn)在于我們希望提供統(tǒng)一的無線局域協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。目前智能家居設(shè)備的連接協(xié)議都大不相同。以支持HomeKit的各廠家產(chǎn)品來看，飛利浦“秀”燈泡通過Zigbee協(xié)議與飛利浦橋接器連接以達(dá)到智能化控制;Eve Energy智能插座通過藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;D-Link攝像頭則通過WiFi?？偨Y(jié)來說，不同開發(fā)商都會(huì)采取不同的無線協(xié)議對(duì)智能家居設(shè)備進(jìn)行控制，即使都采用相同的協(xié)議如ZigBee也需要各自的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，這都會(huì)影響智能家居的協(xié)同性與場(chǎng)景體驗(yàn)。家居產(chǎn)品不同的耗電要求決定了不同的連接協(xié)議，部分非插電設(shè)備如門窗感應(yīng)器等采用低功耗、短距離、低數(shù)據(jù)量的ZigBee協(xié)議會(huì)大大延長(zhǎng)電池使用壽命，而插電設(shè)備如攝像頭則傾向于WiFi連接以保證更好的網(wǎng)絡(luò)連接和大數(shù)據(jù)傳輸。

但是，5G的到來并不會(huì)馬上改變現(xiàn)有的智能家居市場(chǎng)。對(duì)于感應(yīng)器、開關(guān)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高的家居設(shè)備來說5G耗能高是首要問題，目前廣泛采用的ZigBee協(xié)議下雙節(jié)5號(hào)電池就可滿足設(shè)備數(shù)年的使用。而且5G屬于廣域網(wǎng)，即使5G框架中的LPWAN（低耗廣域網(wǎng)）用在家庭中也是一種資源浪費(fèi)。雖然不同設(shè)備采用了不同的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但智能家居平臺(tái)如蘋果HomeKit、綠米Auara可以整合智能家居并達(dá)到自動(dòng)化，如到家自動(dòng)開門、日落自動(dòng)開燈、溫度低于某值開啟空調(diào)等。所以，各協(xié)議共存在一段時(shí)間內(nèi)仍是主流，5G究竟能否提供統(tǒng)一的無線協(xié)議讓我們拭目以待。

不過，當(dāng)我們走出家門，5G在智能家居就有了用武之地。NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）作為L(zhǎng)PWAN（低功耗廣域網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)已在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用。多靈科技與中國(guó)電信及華為深度合作，推出了基于NB-IoT的智能門鎖，基站通過NB-IoT與門鎖進(jìn)行通信，我們出門在外時(shí)APP端的操作通過基站直接對(duì)門鎖進(jìn)行控制。相信5G LPWAN的升級(jí)會(huì)為智能家居提供更好的體驗(yàn)。

5.智慧醫(yī)療

eMBB?★★★★

mMTC★★★★

uRLLC★★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

人口老齡化問題越來越嚴(yán)重，隨之而來的是健康問題，醫(yī)療對(duì)于我們來說越來越重要，5G的到來也為智慧醫(yī)療帶來了動(dòng)力。智慧醫(yī)療有以下幾種典型場(chǎng)景。

（1）遠(yuǎn)程健康監(jiān)控。人們開始隨時(shí)隨地掌握自己的健康狀況并對(duì)疾病采取及時(shí)有效的處理。移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備實(shí)時(shí)不間斷地采集個(gè)人身體信息，上傳到云端，醫(yī)院可根據(jù)健康數(shù)據(jù)對(duì)患者進(jìn)行實(shí)時(shí)醫(yī)療監(jiān)控。結(jié)合AI模型可實(shí)現(xiàn)對(duì)健康狀況進(jìn)行智慧分析，從而提供精準(zhǔn)及時(shí)的健康管理、用藥指導(dǎo)，必要時(shí)可以提供相應(yīng)的治療計(jì)劃。5G的三大特征可以更好地支持醫(yī)療健康海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、云服務(wù)及醫(yī)療物聯(lián)設(shè)備的互聯(lián)反饋。

（2）遠(yuǎn)程手術(shù)。偏遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)療資源相對(duì)匱乏，一旦需要急救時(shí)就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)來實(shí)現(xiàn)資源的有效調(diào)配。遠(yuǎn)程手術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求極其高，這就需要超低的時(shí)延，5G可以很好地滿足。另外，由于遠(yuǎn)程手術(shù)無法直接臨床進(jìn)行，手術(shù)過程中的模擬觸覺反饋對(duì)手術(shù)的效果極其重要，精確的力反饋是遠(yuǎn)程手術(shù)的重中之重，這決定了只有5G的超低時(shí)延和可靠性才能滿足要求。力反饋的典型案例是法國(guó)Belle ?le enMer 醫(yī)院的遠(yuǎn)程B超機(jī)器人，能夠?yàn)槠h(yuǎn)地區(qū)提供B超診斷服務(wù)，降低了就醫(yī)成本，并已經(jīng)達(dá)到可商用的程度。

（3）超級(jí)救護(hù)車。在救護(hù)車送往醫(yī)院過程中利用5G進(jìn)行超清實(shí)時(shí)通訊，幫助醫(yī)生提前掌握病人情況并進(jìn)行預(yù)處理，使手術(shù)效果實(shí)現(xiàn)最大化。

二、5G與智慧城市

1.智能安防

eMBB★★★★★

mMTC★★★★

uRLLC★★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

（1）無人機(jī)安防巡檢。無人機(jī)可以取代人類進(jìn)行各種空中作業(yè)，如建筑物巡檢、管道檢漏、安全預(yù)防等。配備高精度監(jiān)測(cè)儀的無人機(jī)產(chǎn)生的巨大實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要200Mbps以上的帶寬，實(shí)時(shí)傳送視頻也要求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某蜁r(shí)延性，5G為無人機(jī)進(jìn)行安防巡檢提供了巨大支撐。

（2）智能監(jiān)控。近年來隨著AI、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)在安防領(lǐng)域的落地，安防系統(tǒng)擺脫了對(duì)人的依賴變得更加智能。人臉識(shí)別、行為識(shí)別等功能的實(shí)現(xiàn)，從事中處理到事前預(yù)警的轉(zhuǎn)變都得益于AI等技術(shù)的成熟。

但新技術(shù)要想發(fā)揮出應(yīng)有的實(shí)力需要超高清晰度視頻的支持，這種視頻產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)就需要5G來進(jìn)行傳輸。對(duì)于預(yù)警類功能，5G超低延時(shí)的特性也能很好地滿足。而5G能實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備連接，能讓更多的攝像頭設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，使監(jiān)控的范圍更加廣闊。

張學(xué)友演唱會(huì)抓到逃犯正是利用了安檢門上的監(jiān)控?cái)z像頭，可以預(yù)見當(dāng)5G到來后，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階。

2.智慧出行

eMBB ★★★★

mMTC★★★★★

uRLLC ★★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

交通一直是城市的一個(gè)重要問題，如果道路上的一切都可以互聯(lián)互通、相互感知，就可以有效解決擁堵問題，甚至交通事故的概率也可以降為零。V2X（Vehicle to Everything）即車聯(lián)網(wǎng)通信主要包含了車對(duì)車（V2V）、車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車對(duì)網(wǎng)絡(luò)（V2N）及車對(duì)行人（V2P）四類連接。

（1）V2V（Vehicle-To-Vehicle，車-車）可以用做車輛間信息交互和提醒，最典型的是用于車輛間防碰撞安全系統(tǒng)。

（2）V2I（Vehicle-To-Infrastructure，車-基礎(chǔ)設(shè)施），車輛可以與道路甚至其他基礎(chǔ)設(shè)施，例如交通燈、路障等通信，獲取交通燈信號(hào)時(shí)序等道路管理信息。

（3）V2N（Vehicle-To-Network，車-互聯(lián)網(wǎng)）是目前應(yīng)用最廣泛的車聯(lián)網(wǎng)形式，其主要功能是使車輛通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，連接到云服務(wù)器，使用云服務(wù)器提供的導(dǎo)航、娛樂、防盜等應(yīng)用功能。

（4）V2P（Vehicle-To-Pedestrian，車-行人）則是用作給道路上行人或非機(jī)動(dòng)車安全警告。

同樣還是3GPP，在2017年3月與多方合作完成了基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的C-V2X標(biāo)準(zhǔn)LTE-V的制定（Rel-16 C-V2X）。LTE-V的首要特點(diǎn)是車輛無需依賴網(wǎng)絡(luò)覆蓋和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車輛之間直接通信（V2V）、車輛行人之間直接通信（V2P）或車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間互相通信（V2I）。

對(duì)于信息娛樂和非時(shí)延敏感信息安全用例（例如前方一公里有交通事故），C-V2X 也支持車輛在蜂窩頻譜上通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（車對(duì)網(wǎng)絡(luò)，V2N）與云端通信。在全球統(tǒng)一的 5.9 GHz ITS 頻段中，C-V2X 能夠利用低延遲直接通信技術(shù)發(fā)送安全信息（例如道路危險(xiǎn)警告），而不受在支持車載信息和信息娛樂應(yīng)用的商用蜂窩頻譜頻段上發(fā)送的 V2N 通信影響。

同時(shí)，C-V2X Rel-14也為基于5G的C-V2X技術(shù)鋪平了道路，可向著5G C-V2X平滑升級(jí)?；?5G NR 的 Rel-16 C-V2X 直接通信也將一樣無需依賴蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

基于5G的C-V2X也給予自動(dòng)駕駛巨大動(dòng)能。5G的eMBB和uRLLC的優(yōu)點(diǎn)使自動(dòng)駕駛的汽車能夠有效和其他車輛以及道路基礎(chǔ)設(shè)施共享對(duì)道路、路況和周圍環(huán)境的偵測(cè)信息。

這些功能旨在通過與其他車輛共享高吞吐量感應(yīng)器，基于周圍環(huán)境建立現(xiàn)實(shí)路況模型。此外，車輛能夠使用基于 5G NR 的 C-V2X 向其他車輛傳輸他們的意圖和計(jì)劃行駛路線，具有更高的可預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確性，可進(jìn)一步優(yōu)化自動(dòng)駕駛的路線規(guī)劃。

2017年，上海汽車和華為共同首次成功展示了5G遠(yuǎn)程駕駛、華為和德國(guó)航天中心在慕尼黑共同測(cè)試了5G自動(dòng)駕駛，認(rèn)證了5G的超低時(shí)延為車輛的實(shí)時(shí)控制提供了保障。

智慧出行還有以下幾種情景：

（1）智慧交通。紅綠燈可根據(jù)車流量、天氣、時(shí)間來調(diào)整信號(hào);導(dǎo)航可以根據(jù)路況規(guī)劃合理的出行方案避免擁堵，?結(jié)合AR的精準(zhǔn)導(dǎo)航可精確顯示道路上的一切信息，避免駕駛員的駕駛誤判。

（2）貨車的編隊(duì)行駛。編隊(duì)行駛提高了貨物運(yùn)輸效率，車輛之間互聯(lián)使在高速公路上自動(dòng)編隊(duì)行駛，在安全性上甚至可超過人類駕駛員。車輛較多的車隊(duì)的同步行駛要求低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)通訊，5G可提供很好的支撐。

（3）智慧交控。2019年2月3日，成都交警5G直升機(jī)+無人機(jī)飛行編隊(duì)正式出動(dòng)，在成都部分高速上開展道路交通管理、交通違法行為、交通事故現(xiàn)場(chǎng)等實(shí)施視頻實(shí)時(shí)傳輸、空中飛行抓拍、空中現(xiàn)場(chǎng)勘查，從空中加強(qiáng)道路管控工作。這是成都市公安局交通管理局和中國(guó)電信成都分公司聯(lián)合發(fā)布的全國(guó)首個(gè)5G智慧交通創(chuàng)新應(yīng)用。利用5G高帶寬、超低延時(shí)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)路況進(jìn)行實(shí)時(shí)回傳，時(shí)延僅幾毫秒，大大提升了交通管理的決策能力。

3.智慧能源

eMBB★★★

mMTC★★★

uRLLC★★★★★

三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

能源領(lǐng)域結(jié)合5G將更加智能化，以節(jié)約能源并提高效率。電網(wǎng)、遠(yuǎn)程抄表、路燈是目前智能化發(fā)展的首要能源領(lǐng)域。

（1）智能電網(wǎng)

智能并網(wǎng)：不同的發(fā)電廠或發(fā)電系統(tǒng)需要統(tǒng)一接入國(guó)家電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一向用戶配電，這個(gè)過程是并網(wǎng)。發(fā)電有太陽能、風(fēng)能等不同的發(fā)電方式。并網(wǎng)過程產(chǎn)生了海量的發(fā)電數(shù)據(jù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦髡緵Q定了并網(wǎng)效率，也避免了能源的浪費(fèi)與損耗。5G的低延時(shí)及海量連接能夠使并網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

精準(zhǔn)負(fù)荷控制：精準(zhǔn)負(fù)荷控制是在供電系統(tǒng)出現(xiàn)特殊情況如個(gè)別供電系統(tǒng)中斷時(shí)，切除部分可中斷負(fù)荷，最大程度保障企業(yè)產(chǎn)能、電網(wǎng)設(shè)備安全以及用戶日常用電。毫秒級(jí)的精準(zhǔn)負(fù)荷控制將海量可中斷負(fù)荷集中起來進(jìn)行精準(zhǔn)實(shí)時(shí)控制，在緊急情況下可極速對(duì)負(fù)荷進(jìn)行控制。同時(shí)接收不同用電終端的用電情況，精準(zhǔn)地控制不同的用電需求，實(shí)現(xiàn)高效和錯(cuò)峰用電。

（2）遠(yuǎn)程抄表

智能水表、智能電表、智能燃?xì)獗砭墒褂媚壳耙咽跈?quán)的NB-IoT進(jìn)行部署，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，節(jié)省大量的人力財(cái)力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集也用于檢測(cè)管道泄漏。

（3）智慧路燈

路燈接入網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的單燈遠(yuǎn)程控制，也可實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和效率最大化。

三、5G與智慧生產(chǎn)

1.智能工廠

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三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

第四代工業(yè)革命（工業(yè)4.0）的興起及數(shù)字時(shí)代的到來使傳統(tǒng)工廠向智能工廠的轉(zhuǎn)化成為了可能。智能工廠有以下幾個(gè)特征：

（1）互聯(lián)性。智能工廠并不是制作流程中的簡(jiǎn)單互聯(lián)互通，真正的智能工廠能夠整合所有的物質(zhì)資源、人力資源和運(yùn)營(yíng)過程中的數(shù)據(jù)，通過各種傳感器及通訊網(wǎng)絡(luò)源源不斷地收集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。同時(shí)，智能工廠還與供應(yīng)商及客戶進(jìn)行互聯(lián)，以全面掌握供應(yīng)鏈上下游的情況，從而提高供應(yīng)鏈的整體效率。

（2）靈活性。智能工廠在人工智能的驅(qū)動(dòng)下逐漸成為智能化系統(tǒng)，能夠自適應(yīng)新的環(huán)境，根據(jù)不同的需求自動(dòng)調(diào)整生產(chǎn)流程和進(jìn)度。對(duì)物料資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在資源不足以滿足產(chǎn)量時(shí)，自動(dòng)下單采購(gòu)資產(chǎn)。

（3）前瞻性。前瞻性也是智能工廠的重要屬性，它要求工廠系統(tǒng)通過智能算法及時(shí)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，將損失降到最低。

（4）柔性。隨著消費(fèi)升級(jí)，消費(fèi)者對(duì)消費(fèi)品的需求不再局限于制造商的標(biāo)準(zhǔn)化供給，開始向著個(gè)性化轉(zhuǎn)變。所以傳統(tǒng)工廠的生產(chǎn)模式需要進(jìn)行轉(zhuǎn)變，柔性化制造成為智能工廠的未來趨勢(shì)。

國(guó)際生產(chǎn)工廠研究協(xié)會(huì)的定義為：柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)化的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，在最少人的干預(yù)下，能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族，系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的產(chǎn)品族的限制。

智能工廠的以上屬性決定了生產(chǎn)過程中的所有環(huán)節(jié)海量互聯(lián)的要求，以及產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的傳輸。5G提供高通量、超低時(shí)延、高可靠、海量連接的網(wǎng)絡(luò)可以很好地滿足要求。

2.云化機(jī)器人

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三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

中國(guó)制造業(yè)近幾年已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，占全球銷量的1/3。而在智能制造場(chǎng)景中，機(jī)器人需要更強(qiáng)的感知能力和協(xié)作能力，這就產(chǎn)生了機(jī)器人云化的要求。

首先，配置在機(jī)器人的精密傳感器不斷的收集各種工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫?，?jīng)過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的超強(qiáng)算力對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。特定情形下，5G技術(shù)體系內(nèi)的D2D（Device-to-Device）技術(shù)，物體與物體之間直接通信，進(jìn)一步降低了業(yè)務(wù)端到端的時(shí)延，大幅度提高生產(chǎn)效率。

其次，協(xié)作機(jī)器人要求人機(jī)協(xié)作時(shí)具有超高安全性，遇到故障時(shí)能迅速制動(dòng)以避免對(duì)工人造成傷害;同時(shí)協(xié)作機(jī)器人需要不斷交換數(shù)據(jù)以配合協(xié)作化流程，使人與機(jī)器人能更加友好的互動(dòng)，這都需要傳輸網(wǎng)絡(luò)的超低延時(shí)及可靠性，因此云化機(jī)器人對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某蜁r(shí)延和可靠性的要求決定了5G是工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。

3.工業(yè)視覺

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三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

工業(yè)視覺是智能制造領(lǐng)域又一關(guān)鍵技術(shù)，它通過模擬人的視覺功能對(duì)圖像信息進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制等應(yīng)用。

工業(yè)視覺下，機(jī)器人可以對(duì)物體進(jìn)行定位識(shí)別，比如無序分揀與堆碼、焊接等。檢測(cè)機(jī)器人通過隨身附著的攝像頭、掃描儀等對(duì)工件進(jìn)行缺陷檢查、質(zhì)量檢測(cè)。

工業(yè)視覺所需要的圖像要求越來越高，3D視覺甚至AI識(shí)別要求大量數(shù)據(jù)的傳輸以及超低時(shí)延，5G能夠滿足需求。

4.工業(yè)AR

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三大應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用強(qiáng)弱示意圖

在智能工廠生產(chǎn)過程中，人也有著更重要的作用。結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR，在智能制造過程中可用于手動(dòng)裝配過程指導(dǎo)、遠(yuǎn)程維護(hù)等。在這些應(yīng)用中，輔助AR設(shè)施需要最大程度具備靈活性和輕便性，以便維護(hù)工作高效開展。5G的高通量和超低延時(shí)特性將所有數(shù)據(jù)處理過程放在云端，可以大大減輕AR設(shè)施的負(fù)重。

四、小結(jié)

5G的到來一定會(huì)賦能許多行業(yè)，但究竟5G何時(shí)能實(shí)現(xiàn)以上憧憬甚至目前還想象不到的情景，目前來看還有一個(gè)較為漫長(zhǎng)的過程。畢竟5G仍只是一項(xiàng)通訊技術(shù)，上述情境如智慧交通、智能工廠不僅需要通訊技術(shù)的支持，最根本的還是需要底層技術(shù)的提升。

并且，5G的部署也需要一個(gè)過程，三大運(yùn)營(yíng)商也表態(tài)將會(huì)進(jìn)行5G獨(dú)立組網(wǎng)，這意味著5G將不依賴于4G基站，通過核心網(wǎng)互操作實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)與4G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片等5G特有功能。獨(dú)立組網(wǎng)需要一個(gè)新建的網(wǎng)絡(luò)，包括新基站、回程鏈路和核心網(wǎng)，這些都是耗時(shí)的部署過程。

2019年5G牌照將會(huì)發(fā)放，年底5G全部的標(biāo)準(zhǔn)制定也會(huì)凍結(jié)。5G手機(jī)將會(huì)是最先落地的終端，預(yù)計(jì)到2021年5G eMBB將會(huì)通過5G手機(jī)大規(guī)模的商用。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商與眾多企業(yè)也會(huì)緊密合作，進(jìn)行5G?mMTC、uRLLC具體應(yīng)用的測(cè)試，并加快商用。

5G不僅僅帶來更快的網(wǎng)速，更多的是萬物互聯(lián)及與AI等新技術(shù)結(jié)合的可能。相信5G的真正到來一定能夠?yàn)槲覀儙砩疃鹊淖兏铩?/p>

我們?cè)僖不夭坏竭^去，過去我們常常在憧憬未來，其實(shí)在憧憬時(shí)，新的變化就已經(jīng)到來。5G將至，未來已來。我們要做的是做好十足的準(zhǔn)備去迎接它，并創(chuàng)造更遙遠(yuǎn)的未來。