5G典型行業(yè)應用與網(wǎng)絡需求分析

王志全 司鼎

（河南省信息咨詢設計研究有限公司 河南省鄭州市 450008）

5G 主要是指全球范圍內(nèi)的第五代移動通信網(wǎng)絡，2019年6月，我國工信部面向中國聯(lián)通、中國電信、中國移動、中國廣電同期發(fā)布了5G 商用照牌，目的在于促進5G 網(wǎng)絡在全國范圍內(nèi)快速推廣。現(xiàn)階段，各大運營商在全國范圍內(nèi)進行5G 網(wǎng)絡基站等基礎設施的建設，并計劃在2025年實現(xiàn)我國全范圍覆蓋5G 網(wǎng)絡。在此發(fā)展背景下，5G 網(wǎng)絡在典型行業(yè)應用必不可少，對應的典型應用場景的5G 網(wǎng)絡需求的研究也十分必要。

1 5G優(yōu)勢分析

1.1 與4G對比差異性分析

與4G 技術相比較，5G 技術的應用，能夠在多個關鍵性能方面超出傳統(tǒng)4G 技術應用優(yōu)勢，具體對比差異性見表1所示。

1.2 5G應用優(yōu)勢分析

在進行5G 技術應用分析時能夠發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段5G 技術具有可靠性高、移動寬帶能力高且通信延遲時間低的優(yōu)勢，進一步促進了物聯(lián)網(wǎng)能力提升。同時，5G 網(wǎng)絡技術在日常生活中應用后，能夠進一步確保國民對于海量網(wǎng)絡信息檢索和獲取需求，尤其是在人工智能發(fā)展方面，起到了十分顯著的促進效果，充分克服以往通信技術應用期間無法解決的問題，借此更高效助推了5G 網(wǎng)絡技術在我國商用的前進步伐[1]。在業(yè)務指標達成以及網(wǎng)絡性能提升方面，5G技術的應用效果也更具突破性。此外，5G 技術在移動邊緣計算以及網(wǎng)絡切片技術應用水平提升方面也發(fā)揮巨大作用，為各大網(wǎng)絡運營商營造全新市場發(fā)展環(huán)境的同時，也為國民生活方式改變創(chuàng)造良好條件。

2 5G典型行業(yè)應用分析

2.1 增強移動寬帶

在5G 典型行業(yè)應用分析中，增強移動寬帶應用場景下，5G 的峰值速率遠超出4G 網(wǎng)絡狀態(tài)，達到10 倍以上，此時在網(wǎng)絡接口處必須進行安全基礎設施部署工作，確保信息傳輸?shù)陌踩院蛡鬏斝蔥2]。同時，為了確保用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[私性，還需針對網(wǎng)絡、業(yè)務內(nèi)容進行訪問控制，5G 技術應用下，需構建服務化技術設施，借助服務間協(xié)同配合機制提升信息傳輸?shù)陌踩院透咝浴４朔N應用場景需求下，比較適用于個人或家庭類領域中，包括沉浸式娛樂、全景高清網(wǎng)絡電視節(jié)目直播等。

2.2 海量機器類通信

在海量機器類通信場景下，對于網(wǎng)絡傳輸速率需求從10ms 下降至1ms，主要被應用于車輛網(wǎng)、自動化輔助駕駛類行業(yè)中，并且遠程醫(yī)療以及工業(yè)生產(chǎn)自動化類行業(yè)對于5G 技術的通信需求也更為典型[3]。在上述幾類典型通信場景下，均關聯(lián)于國民人身安全以及高額經(jīng)濟活動交易，所以對于5G 技術使用的高效性和安全性依賴程度更高，居于使用安全視角分析，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術應用下，網(wǎng)絡架構的建設均采用多層隧道類補丁式安全防護方案，此種防護措施應用下很難滿足海量機器類通信場景應用需求，而5G 技術場景下，能夠充分借助網(wǎng)絡部署移動邊緣計算，將原始運營商核心機房功能提升至遠用戶位置、近運營商控制區(qū)域，進一步降低核心網(wǎng)絡設備受不安全因素攻擊風險。

2.3 高可靠低延時

5G 網(wǎng)絡技術應用于可靠性高、延時性低典型行業(yè)中時，技術的連接密度從10 萬臺/km2增大到100 萬臺/km2，應用數(shù)量的提升，促使信息的傳播速度呈倍數(shù)增長，充分為典型行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造高效進步環(huán)境及空間。此種應用需求下，5G 技術可被應用于公共領域中，包括安全監(jiān)控、災難監(jiān)控或是緊急救援和應急援助等典型行業(yè)中。

3 5G典型行業(yè)網(wǎng)絡需求分析

3.1 AR/VR行業(yè)中5G應用需求分析

AR 是“增強現(xiàn)實”專業(yè)術語，VR 是“虛擬現(xiàn)實”專業(yè)術語，兩項技術的運用，均是現(xiàn)代化新型科技對于現(xiàn)實生活場景的一種全新模擬和再造，并針對部分現(xiàn)實無法實現(xiàn)場景加以補充，在此類技術實現(xiàn)過程中，會借助近眼現(xiàn)實、渲染處理、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、感知交互以及內(nèi)容制作等技術的投入使用，在虛擬空間中營造出與人眼世界比例、時間、空間等條件分別相對應的模擬世界，進一步為人類構建全新的世界感知體驗[4]。在上述基礎上，5G 技術的通信能力強且可支持高移動性和覆蓋域光的優(yōu)勢，能夠充分滿足AR/VR行業(yè)中的網(wǎng)絡需求，移動寬帶數(shù)據(jù)傳輸率極高，且延時性低為該行業(yè)的發(fā)展提供充足條件[5]。5G 網(wǎng)絡技術的運用，能夠進一步促進AR/VR 行業(yè)面向“無繩化”方向發(fā)展進步，促使AR/VR 行業(yè)特征覆蓋至各行各業(yè)，同時借助技術本身的網(wǎng)絡優(yōu)勢將AR/VR 行業(yè)發(fā)展的傳輸屏障消除，降低體驗者眩暈感的同時，提升用戶體驗效果。

3.2 車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中5G應用需求分析

在車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，5G 技術的應用需求十分迫切，尤其是5G 技術具備的延時低、可靠高優(yōu)勢在該行業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用。通常情況下，在車輛行駛過程中，如出現(xiàn)意外情況導致車輛必須面對突發(fā)性激烈碰撞，5G 技術會自動啟動預警功能并進行緊急制動，確保車輛在高速運行階段也能夠借助5G 技術應用的可靠性提升車輛內(nèi)駕駛及乘坐人員的安全性[6]。同時，5G 技術在車輛網(wǎng)行業(yè)應用后，能夠進一步促進車輛的無人駕駛功能研發(fā)和推廣，為無人駕駛車輛提供路線更精確的高速地圖，并自動完成車輛停泊、AR 導航甚至防碰撞等駕駛需求，此時5G 技術的有效應用能夠徹底顛覆國民的生活方式[7]。在車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，無人駕駛概念推廣期間，國民最擔心也最關心的問題就是駕駛安全性問題，一旦車輛需要緊急剎車但車輛卻并未進行緊急剎車制動，必然會增加駕駛安全隱患。對此，專家將4G 技術與5G 技術進行了剎車距離測算，具體測算結果如下（如表2所示）。

表1：4G 與5G 對比差異性分析

表2：不同網(wǎng)絡技術下無人駕駛車輛緊急制動距離對比

通過表2中內(nèi)容可發(fā)現(xiàn)，5G 技術能夠在更短的距離內(nèi)完成剎車制動，相對于人力駕駛制動距離更顯著，提升駕駛安全性的同時，在駕駛精確性方面也更為突出。此外5G 技術有效應用于車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，還能夠在駕駛過程中實時根據(jù)衛(wèi)星定位進行道路標識、前方路段狀況以及交通標識信息加以采集，實時將采集信息傳輸反饋至車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，最終提升駕駛安全性的同時解放人類雙手。

3.3 遠程醫(yī)療行業(yè)中5G應用需求分析

在遠程醫(yī)療行業(yè)中，5G 技術的應用空間也十分廣泛。具體而言，可以從以下幾方面著手進行遠程醫(yī)療行業(yè)中5G 應用需求分析：

（1）5G 技術應用后，能夠充分與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，借此有效承載各項大型醫(yī)療設備的移動用戶使用需求，在移動用戶的全連接網(wǎng)絡狀態(tài)下，進一步幫助醫(yī)療機構提升醫(yī)護工作開展效率[8]。

（2）在遠程醫(yī)療行業(yè)發(fā)展中，應用5G 技術后，醫(yī)生能夠無需外出直接在辦公室內(nèi)借助視頻診斷的方式為患者進行輔助診療，并利用5G 網(wǎng)絡遠程控制醫(yī)療流程，同期通過5G 技術、人工智能化以及云計算諸多智能化先進技術的使用，滿足患者提出的實時性遠程會診需求，同時也可以為部分無法第一時間來院救治的患者提供遠程緊急救援指導，甚至完成遠程臨床手術指導。

（3）遠程醫(yī)療行業(yè)中，5G 技術的運用，能夠進一步幫助醫(yī)療工作人員實現(xiàn)AI+移動診療臨床救治目標，患者可以直接借助便攜式5G 醫(yī)療移動端與醫(yī)生之間圍繞病況進行面對面的交流和溝通，使得患者無需入院排隊進行疾病診療，提升患者醫(yī)療救治的便捷性和診療效率[9]。

此外，居于社會發(fā)展視角分析遠程醫(yī)療行業(yè)中5G 應用需求，能夠發(fā)現(xiàn)，5G 技術的應用能夠充分實現(xiàn)醫(yī)療機構、醫(yī)護人員以及患者三方之間的疾病救治效率，最終造福于整個社會。

3.4 聯(lián)網(wǎng)無人機行業(yè)中5G應用需求分析

相對于其他行業(yè)發(fā)展而言，聯(lián)網(wǎng)無人機的應用領域相對更為廣泛，其廣泛被應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、電力巡查、安防管理、物流運輸?shù)刃袠I(yè)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，聯(lián)網(wǎng)無人機主要被應用于農(nóng)藥噴灑、地理信息測繪等工作中；在電力巡查行業(yè)中，聯(lián)網(wǎng)無人機主要被應用于電網(wǎng)巡查和電力基站、電力運輸設備巡查等工作中；在安防管理中，物聯(lián)網(wǎng)無人機主要被應用于社會治安巡邏以及消防安全巡防中；在物流行業(yè)中，聯(lián)網(wǎng)無人機的作用主要體現(xiàn)于快遞運輸管理中。在聯(lián)網(wǎng)無人機應用行業(yè)中，5G 技術的有效運用，能夠進一步滿足無人機使用期間所需的超高清視頻傳輸條件，延時性低且遠程聯(lián)網(wǎng)操作率高，促使聯(lián)網(wǎng)無人機的自主飛行功能進一步優(yōu)化，使得無人機不僅能在低空條件下飛行，在巡防、安全防護以及物流、影視拍攝等行業(yè)中發(fā)揮更高使用價值，節(jié)省攝制成本的同時，促進未來低空數(shù)字化時代發(fā)展。例如，在2019年初，京東物流首次推行跨越山區(qū)進行物流運輸，在四川境內(nèi)進行無人機跨山區(qū)物流運輸，極大程度降低運輸成本，且提升物流運輸安全性。

表3：網(wǎng)絡安全防護行業(yè)中5G 應用需求表

表4

3.5 網(wǎng)絡安全防護行業(yè)中5G應用需求分析

在網(wǎng)絡安全防護行業(yè)中，5G 技術的有效應用，不僅能夠提升網(wǎng)絡用戶的使用安全性，同時在大數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)移的安全保障上也發(fā)揮了重要的作用。在5G 典型行業(yè)網(wǎng)絡需求中，一個特定的場景所接收到的安全需求、乃至威脅均并非僅有一個，但應用5G 技術進行網(wǎng)絡安全防護時，可以從表3中內(nèi)容展開。

3.6 5G典型行業(yè)應用通信需求指標

典型行業(yè)的無線通信需求在帶寬、時延、可靠性、連接數(shù)方面的網(wǎng)絡需求指標差異較大，但由于5G 與4G 相比的三大優(yōu)越特性，使5G 能夠在多種行業(yè)應用中如魚得水，各典型行業(yè)應用的通信需求詳見表4。

4 結束語

通過對全文內(nèi)容進行總結分析能夠得出，與4G 網(wǎng)絡技術相比較，5G 網(wǎng)絡技術不僅具有速度快、延時低、可靠性高等行業(yè)應用優(yōu)勢，同時其所具備的大連接無線性也使得5G 技術的網(wǎng)絡需求也隨之提升，為構建我國智能化社會起到重要促進作用。此外，5G網(wǎng)絡技術的典型行業(yè)應用，不僅改變了國民的生活方式，也為未來社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)，最終為我國經(jīng)濟增長以及社會效益提升奠定基礎。