周 斌

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)湖南有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引 言

5G就是全球范圍內(nèi)的第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，2019年6月，工信部向國(guó)內(nèi)各移動(dòng)通信商同期發(fā)布了5G商用牌照，從而推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)在各地的推廣和運(yùn)用。當(dāng)前各個(gè)通信運(yùn)營(yíng)商致力于建設(shè)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，為5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用提供保障，并計(jì)劃在2025年在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。在這種情況下，5G網(wǎng)絡(luò)在典型行業(yè)中得到了有效的運(yùn)用，分析研究典型應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)需求具有重要意義。

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)

和4G相比，5G技術(shù)的穩(wěn)定性得到了極大的提升，可以有效地體現(xiàn)出智能化的發(fā)展進(jìn)程，為大量信息傳輸質(zhì)量以及效率的提升提供技術(shù)保障，是現(xiàn)階段全球通信中最受關(guān)注的技術(shù)之一。該技術(shù)可以全面體現(xiàn)出高傳輸率，和以往的幾代技術(shù)相比，其覆蓋信號(hào)范圍更廣，基于對(duì)大量信息實(shí)施采集，能夠精準(zhǔn)地對(duì)大數(shù)據(jù)實(shí)施分析，以滿足人們?cè)谏詈凸ぷ髦械男枰?。此外，該技術(shù)可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的靈活性，運(yùn)營(yíng)商依據(jù)用戶流量實(shí)時(shí)運(yùn)用狀況，實(shí)施科學(xué)調(diào)配，可最大程度提升資源的利用效率，盡可能減少成本。

5G網(wǎng)絡(luò)具有超高可靠、大帶寬、超低時(shí)延、廣鏈接等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用場(chǎng)景不足的問(wèn)題。5G網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中包括計(jì)算機(jī)和有關(guān)硬件設(shè)備，其對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的共性需求主要表現(xiàn)在安全性、可靠性保障、無(wú)感知服務(wù)、虛擬化、資源動(dòng)態(tài)適配等。利用該技術(shù)，可以直接地掌握需要的數(shù)據(jù)信息，如基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）或是虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR），把各種類(lèi)型直觀的信息傳遞給用戶，提升代入感。能夠打破時(shí)空的束縛，豐富人們的生活。

2 5G典型行業(yè)應(yīng)用

2.1 增強(qiáng)移動(dòng)寬帶

該應(yīng)用場(chǎng)景適合在家庭或是個(gè)人方面運(yùn)用，如全景高清網(wǎng)絡(luò)電視節(jié)目直播、沉浸式娛樂(lè)等。和4G網(wǎng)絡(luò)峰值速率相比，5G更具優(yōu)勢(shì)，為了更高效、更安全地傳輸信息，就需要在網(wǎng)絡(luò)接口處實(shí)施安全基礎(chǔ)設(shè)施部署。出于保護(hù)用戶隱私的目的，還要控制業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的訪問(wèn)，基于應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，要建立服務(wù)化技術(shù)設(shè)施，利用服務(wù)間協(xié)同配合的機(jī)制，更好地傳輸信息[1]。

2.2 高可靠低延時(shí)

高可靠低延時(shí)運(yùn)用需求背景下，可以將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到公共領(lǐng)域中，如緊急救援、安全監(jiān)控、應(yīng)急援助、災(zāi)難監(jiān)控等。在這一典型行業(yè)中的運(yùn)用，技術(shù)連接密度得到了極大的提升，從之前的10萬(wàn)臺(tái)/km2增加到100萬(wàn)臺(tái)/km2，運(yùn)用數(shù)量的顯著提升讓信息傳播速度得到了成倍的提升，給典型行業(yè)發(fā)展提供了良好的空間和環(huán)境。

2.3 海量機(jī)器類(lèi)通信

自動(dòng)化輔助駕駛、車(chē)輛網(wǎng)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化以及遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的通信需求更高。這些應(yīng)用領(lǐng)域都和人們的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和安全有關(guān)，對(duì)技術(shù)運(yùn)用的安全性及高效性提出了更高的要求[2]。從使用安全角度來(lái)說(shuō)，以往網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)建可以利用多層隧道類(lèi)補(bǔ)丁式安全防護(hù)方案，然而當(dāng)前其已經(jīng)無(wú)法滿足這種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

3 5G典型行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

3.1 在遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)中得到了有效的運(yùn)用，其應(yīng)用需求可以從幾方面分析。

（1）運(yùn)用該技術(shù)之后，可以和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而承載不同大型醫(yī)療設(shè)備的移動(dòng)用戶使用需求。通過(guò)全面將移動(dòng)用戶和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，能夠提升醫(yī)護(hù)工作的效率[3]。

（2）醫(yī)生可以通過(guò)視頻的方式幫助患者診療，同時(shí)運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療流程的遠(yuǎn)程控制，借助各種智能化技術(shù)，適應(yīng)患者的實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)程會(huì)診需求，能夠給一些無(wú)法及時(shí)到醫(yī)院救治的患者進(jìn)行遠(yuǎn)程緊急救援指導(dǎo)，甚至可以遠(yuǎn)程指導(dǎo)臨床手術(shù)。

（3）幫助醫(yī)療人員實(shí)現(xiàn)AI+移動(dòng)診療臨床救治，患者通過(guò)使用便攜式5G醫(yī)療移動(dòng)端，可以和醫(yī)生交流，提升診療的效率。

3.2 在AR/VR行業(yè)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

AR就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，VR是虛擬現(xiàn)實(shí)，二者的應(yīng)用，都體現(xiàn)了新科技對(duì)生活場(chǎng)景的全新模擬及塑造，并對(duì)一些現(xiàn)實(shí)做不到的場(chǎng)景進(jìn)行補(bǔ)充，在運(yùn)用這種類(lèi)型技術(shù)時(shí)，需要建立在多種技術(shù)的運(yùn)用基礎(chǔ)上，如渲染處理、內(nèi)容制作、近眼現(xiàn)實(shí)、內(nèi)容制作、感知交互等，進(jìn)而在虛擬空間中營(yíng)造出和人眼世界各方面條件相符的模擬世界，優(yōu)化人們的感知體驗(yàn)[4]。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，能夠提供更強(qiáng)的通信能力、高移動(dòng)性、覆蓋域廣，適應(yīng)該行業(yè)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求，移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)傳輸效率很高，延時(shí)性較低，可以促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。另外，還能夠推動(dòng)行業(yè)朝著“無(wú)繩化”發(fā)展，讓行業(yè)特征覆蓋每個(gè)行業(yè)，利用技術(shù)自身的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，打破傳輸障礙，減輕體驗(yàn)者的眩暈感，優(yōu)化其體驗(yàn)。

3.3 在聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)行業(yè)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

5G在安防管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、電力巡查等領(lǐng)域應(yīng)用更廣泛。在電力巡查中運(yùn)用，聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)可以輔助各種巡查工作，如電力運(yùn)輸設(shè)備、電力基站及電網(wǎng)的巡查等；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，一般用在地理信息測(cè)繪、農(nóng)藥噴灑等方面；在安防管理中，一般用在消防安全巡防和社會(huì)治安巡邏中；在物流方面，一般在快遞運(yùn)輸管理中應(yīng)用[5]。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在該行業(yè)中的運(yùn)用，可以促進(jìn)無(wú)人機(jī)的發(fā)展，傳輸超高清視頻，聯(lián)網(wǎng)使用效率高，延時(shí)性低，進(jìn)而優(yōu)化其自主飛行功能，促進(jìn)無(wú)人機(jī)在更多領(lǐng)域中的運(yùn)用，減少攝制成本。如京東物流在2019年就借助無(wú)人機(jī)實(shí)行跨越山區(qū)的物流運(yùn)輸，在四川地區(qū)實(shí)施實(shí)踐證明，運(yùn)輸成本和安全性都得到了優(yōu)化。

3.4 在車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

車(chē)輛行駛中會(huì)由于意外而面對(duì)突發(fā)性激烈碰撞，在這種情況下，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就可以自動(dòng)開(kāi)啟預(yù)警功能，同時(shí)緊急制動(dòng)，保障車(chē)輛在高速行駛中也可以利用5G技術(shù)，提升車(chē)輛內(nèi)人員的安全[6]。該技術(shù)在行業(yè)中的運(yùn)用，可以為車(chē)輛無(wú)人駕駛功能的深入研發(fā)及推廣提供技術(shù)支撐，可提供路線更加精準(zhǔn)的高速地圖，且可以滿足不同的駕駛需求。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用改變了人們的生活方式。無(wú)人駕駛在推廣中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是安全性，如果車(chē)輛需要緊急剎車(chē)，然而車(chē)輛并沒(méi)有及時(shí)反映，就會(huì)提升安全風(fēng)險(xiǎn)。圍繞這一方面，專(zhuān)家分別用4G和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，測(cè)算剎車(chē)距離，從表1中可以看到結(jié)果。

表1 4G和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下無(wú)人駕駛車(chē)輛緊急制動(dòng)距離比較

從表1中可以看到，4G和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的緊急制動(dòng)剎車(chē)距離分別是140 cm和2.8 cm，證明后者可以在更短的距離中進(jìn)行剎車(chē)制動(dòng)，和人力駕駛制動(dòng)距離相比更具優(yōu)勢(shì)，能夠有效提升駕駛的安全性以及精確性[7]。除此之外，還可以在駕駛中隨時(shí)按照衛(wèi)星定位采集各種信息，并傳輸反饋給車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，優(yōu)化駕駛體驗(yàn)。

3.5 在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)行業(yè)中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以提升網(wǎng)絡(luò)用戶使用網(wǎng)絡(luò)的安全水平，大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移安全性也會(huì)得到提升。在典型行業(yè)網(wǎng)絡(luò)需求下，一個(gè)特定場(chǎng)景接收到的安全需求和威脅較多，運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)防護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全時(shí)，可以從幾方面展開(kāi)，如表2所示。

表2 5G在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)行業(yè)中的應(yīng)用需求

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在典型行業(yè)中的運(yùn)用，在無(wú)線通信需求指標(biāo)上有較大的差距，主要體現(xiàn)在可靠性、帶寬、連接數(shù)、時(shí)延，然而因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，這也讓其在很多行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用，如智慧城市、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、全景直播、家庭娛樂(lè)以及智慧農(nóng)業(yè)。

4 結(jié) 論

綜上所述，和4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，5G更具優(yōu)勢(shì)，其在各方面都得到了優(yōu)化，如延時(shí)低、速度更快、可靠性更高，這也促進(jìn)了其在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用。同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具備的大連接無(wú)線性也讓網(wǎng)絡(luò)需求得到了提升，在智能化社會(huì)的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不同典型行業(yè)中的運(yùn)用，改變了人們的生活方式，對(duì)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，可以為國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供助力。