5G典型行業應用與網絡需求研究

周 斌

（中國移動通信集團湖南有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

5G就是全球范圍內的第五代移動通信網絡，2019年6月，工信部向國內各移動通信商同期發布了5G商用牌照，從而推動5G網絡在各地的推廣和運用。當前各個通信運營商致力于建設相關的基礎設施，為5G網絡的運用提供保障，并計劃在2025年在國內實現全覆蓋。在這種情況下，5G網絡在典型行業中得到了有效的運用，分析研究典型應用場景的網絡需求具有重要意義。

1 5G網絡技術的特點

和4G相比，5G技術的穩定性得到了極大的提升，可以有效地體現出智能化的發展進程，為大量信息傳輸質量以及效率的提升提供技術保障，是現階段全球通信中最受關注的技術之一。該技術可以全面體現出高傳輸率，和以往的幾代技術相比，其覆蓋信號范圍更廣，基于對大量信息實施采集，能夠精準地對大數據實施分析，以滿足人們在生活和工作中的需要。此外，該技術可以發揮網絡通信的靈活性，運營商依據用戶流量實時運用狀況，實施科學調配，可最大程度提升資源的利用效率，盡可能減少成本。

5G網絡具有超高可靠、大帶寬、超低時延、廣鏈接等特點，解決了傳統網絡運用場景不足的問題。5G網絡整體架構構建在網絡環境中包括計算機和有關硬件設備，其對于網絡的共性需求主要表現在安全性、可靠性保障、無感知服務、虛擬化、資源動態適配等。利用該技術，可以直接地掌握需要的數據信息，如基于增強現實（Augmented Reality，AR）或是虛擬現實（Virtual Reality，VR），把各種類型直觀的信息傳遞給用戶，提升代入感。能夠打破時空的束縛，豐富人們的生活。

2 5G典型行業應用

2.1 增強移動寬帶

該應用場景適合在家庭或是個人方面運用，如全景高清網絡電視節目直播、沉浸式娛樂等。和4G網絡峰值速率相比，5G更具優勢，為了更高效、更安全地傳輸信息，就需要在網絡接口處實施安全基礎設施部署。出于保護用戶隱私的目的，還要控制業務和網絡內容的訪問，基于應用5G網絡技術，要建立服務化技術設施，利用服務間協同配合的機制，更好地傳輸信息[1]。

2.2 高可靠低延時

高可靠低延時運用需求背景下，可以將5G網絡技術運用到公共領域中，如緊急救援、安全監控、應急援助、災難監控等。在這一典型行業中的運用，技術連接密度得到了極大的提升，從之前的10萬臺/km2增加到100萬臺/km2，運用數量的顯著提升讓信息傳播速度得到了成倍的提升，給典型行業發展提供了良好的空間和環境。

2.3 海量機器類通信

自動化輔助駕駛、車輛網、工業生產自動化以及遠程醫療行業對于該網絡技術的通信需求更高。這些應用領域都和人們的經濟活動和安全有關，對技術運用的安全性及高效性提出了更高的要求[2]。從使用安全角度來說，以往網絡技術運用中，網絡架構的構建可以利用多層隧道類補丁式安全防護方案，然而當前其已經無法滿足這種應用場景的需求。

3 5G典型行業應用的網絡需求

3.1 在遠程醫療行業中應用的網絡需求

5G網絡技術在遠程醫療行業中得到了有效的運用，其應用需求可以從幾方面分析。

（1）運用該技術之后，可以和物聯網技術進行有效的結合，進而承載不同大型醫療設備的移動用戶使用需求。通過全面將移動用戶和網絡進行連接，能夠提升醫護工作的效率[3]。

（2）醫生可以通過視頻的方式幫助患者診療，同時運用5G網絡實現醫療流程的遠程控制，借助各種智能化技術，適應患者的實時性遠程會診需求，能夠給一些無法及時到醫院救治的患者進行遠程緊急救援指導，甚至可以遠程指導臨床手術。

（3）幫助醫療人員實現AI+移動診療臨床救治，患者通過使用便攜式5G醫療移動端，可以和醫生交流，提升診療的效率。

3.2 在AR/VR行業中應用的網絡需求

AR就是增強現實，VR是虛擬現實，二者的應用，都體現了新科技對生活場景的全新模擬及塑造，并對一些現實做不到的場景進行補充，在運用這種類型技術時，需要建立在多種技術的運用基礎上，如渲染處理、內容制作、近眼現實、內容制作、感知交互等，進而在虛擬空間中營造出和人眼世界各方面條件相符的模擬世界，優化人們的感知體驗[4]。5G網絡技術的運用，能夠提供更強的通信能力、高移動性、覆蓋域廣，適應該行業對于網絡的要求，移動寬帶數據傳輸效率很高，延時性較低，可以促進行業的發展。另外，還能夠推動行業朝著“無繩化”發展，讓行業特征覆蓋每個行業，利用技術自身的網絡優勢，打破傳輸障礙，減輕體驗者的眩暈感，優化其體驗。

3.3 在聯網無人機行業中應用的網絡需求

5G在安防管理、農業生產、物流運輸、電力巡查等領域應用更廣泛。在電力巡查中運用，聯網無人機可以輔助各種巡查工作，如電力運輸設備、電力基站及電網的巡查等；在農業生產中，一般用在地理信息測繪、農藥噴灑等方面；在安防管理中，一般用在消防安全巡防和社會治安巡邏中；在物流方面，一般在快遞運輸管理中應用[5]。5G網絡技術在該行業中的運用，可以促進無人機的發展，傳輸超高清視頻，聯網使用效率高，延時性低，進而優化其自主飛行功能，促進無人機在更多領域中的運用，減少攝制成本。如京東物流在2019年就借助無人機實行跨越山區的物流運輸，在四川地區實施實踐證明，運輸成本和安全性都得到了優化。

3.4 在車聯網行業中應用的網絡需求

車輛行駛中會由于意外而面對突發性激烈碰撞，在這種情況下，5G網絡技術就可以自動開啟預警功能，同時緊急制動，保障車輛在高速行駛中也可以利用5G技術，提升車輛內人員的安全[6]。該技術在行業中的運用，可以為車輛無人駕駛功能的深入研發及推廣提供技術支撐，可提供路線更加精準的高速地圖，且可以滿足不同的駕駛需求。5G網絡技術的運用改變了人們的生活方式。無人駕駛在推廣中一個關鍵問題是安全性，如果車輛需要緊急剎車，然而車輛并沒有及時反映，就會提升安全風險。圍繞這一方面，專家分別用4G和5G網絡技術，測算剎車距離，從表1中可以看到結果。

表1 4G和5G網絡技術下無人駕駛車輛緊急制動距離比較

從表1中可以看到，4G和5G網絡技術的緊急制動剎車距離分別是140 cm和2.8 cm，證明后者可以在更短的距離中進行剎車制動，和人力駕駛制動距離相比更具優勢，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按照衛星定位采集各種信息，并傳輸反饋給車聯網系統，優化駕駛體驗。

3.5 在網絡安全防護行業中應用的網絡需求

5G網絡技術可以提升網絡用戶使用網絡的安全水平，大數據的存儲、轉移安全性也會得到提升。在典型行業網絡需求下，一個特定場景接收到的安全需求和威脅較多，運用5G網絡技術防護網絡安全時，可以從幾方面展開，如表2所示。

表2 5G在網絡安全防護行業中的應用需求

5G網絡技術在典型行業中的運用，在無線通信需求指標上有較大的差距，主要體現在可靠性、帶寬、連接數、時延，然而因為5G網絡技術具有顯著的優勢，這也讓其在很多行業領域中得到了廣泛的運用，如智慧城市、車聯網、無人機、全景直播、家庭娛樂以及智慧農業。

4 結 論

綜上所述，和4G網絡技術相比，5G更具優勢，其在各方面都得到了優化，如延時低、速度更快、可靠性更高，這也促進了其在各個行業中的應用。同時5G網絡技術具備的大連接無線性也讓網絡需求得到了提升，在智能化社會的建設中發揮著重要作用。該網絡技術在不同典型行業中的運用，改變了人們的生活方式，對未來社會經濟發展而言，既是機遇也是挑戰，可以為國家社會經濟的發展提供助力。