王志全 司鼎

（河南省信息咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，2019年6月，我國(guó)工信部面向中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)廣電同期發(fā)布了5G 商用照牌，目的在于促進(jìn)5G 網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)范圍內(nèi)快速推廣?，F(xiàn)階段，各大運(yùn)營(yíng)商在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)基站等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，并計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)我國(guó)全范圍覆蓋5G 網(wǎng)絡(luò)。在此發(fā)展背景下，5G 網(wǎng)絡(luò)在典型行業(yè)應(yīng)用必不可少，對(duì)應(yīng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景的5G 網(wǎng)絡(luò)需求的研究也十分必要。

1 5G優(yōu)勢(shì)分析

1.1 與4G對(duì)比差異性分析

與4G 技術(shù)相比較，5G 技術(shù)的應(yīng)用，能夠在多個(gè)關(guān)鍵性能方面超出傳統(tǒng)4G 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體對(duì)比差異性見(jiàn)表1所示。

1.2 5G應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

在進(jìn)行5G 技術(shù)應(yīng)用分析時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段5G 技術(shù)具有可靠性高、移動(dòng)寬帶能力高且通信延遲時(shí)間低的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)能力提升。同時(shí)，5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在日常生活中應(yīng)用后，能夠進(jìn)一步確保國(guó)民對(duì)于海量網(wǎng)絡(luò)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(jìn)效果，充分克服以往通信技術(shù)應(yīng)用期間無(wú)法解決的問(wèn)題，借此更高效助推了5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)商用的前進(jìn)步伐[1]。在業(yè)務(wù)指標(biāo)達(dá)成以及網(wǎng)絡(luò)性能提升方面，5G技術(shù)的應(yīng)用效果也更具突破性。此外，5G 技術(shù)在移動(dòng)邊緣計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)應(yīng)用水平提升方面也發(fā)揮巨大作用，為各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商營(yíng)造全新市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境的同時(shí)，也為國(guó)民生活方式改變創(chuàng)造良好條件。

2 5G典型行業(yè)應(yīng)用分析

2.1 增強(qiáng)移動(dòng)寬帶

在5G 典型行業(yè)應(yīng)用分析中，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶應(yīng)用場(chǎng)景下，5G 的峰值速率遠(yuǎn)超出4G 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，達(dá)到10 倍以上，此時(shí)在網(wǎng)絡(luò)接口處必須進(jìn)行安全基礎(chǔ)設(shè)施部署工作，確保信息傳輸?shù)陌踩院蛡鬏斝蔥2]。同時(shí)，為了確保用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[私性，還需針對(duì)網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行訪問(wèn)控制，5G 技術(shù)應(yīng)用下，需構(gòu)建服務(wù)化技術(shù)設(shè)施，借助服務(wù)間協(xié)同配合機(jī)制提升信息傳輸?shù)陌踩院透咝?。此種應(yīng)用場(chǎng)景需求下，比較適用于個(gè)人或家庭類(lèi)領(lǐng)域中，包括沉浸式娛樂(lè)、全景高清網(wǎng)絡(luò)電視節(jié)目直播等。

2.2 海量機(jī)器類(lèi)通信

在海量機(jī)器類(lèi)通信場(chǎng)景下，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率需求從10ms 下降至1ms，主要被應(yīng)用于車(chē)輛網(wǎng)、自動(dòng)化輔助駕駛類(lèi)行業(yè)中，并且遠(yuǎn)程醫(yī)療以及工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化類(lèi)行業(yè)對(duì)于5G 技術(shù)的通信需求也更為典型[3]。在上述幾類(lèi)典型通信場(chǎng)景下，均關(guān)聯(lián)于國(guó)民人身安全以及高額經(jīng)濟(jì)活動(dòng)交易，所以對(duì)于5G 技術(shù)使用的高效性和安全性依賴(lài)程度更高，居于使用安全視角分析，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用下，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)均采用多層隧道類(lèi)補(bǔ)丁式安全防護(hù)方案，此種防護(hù)措施應(yīng)用下很難滿(mǎn)足海量機(jī)器類(lèi)通信場(chǎng)景應(yīng)用需求，而5G 技術(shù)場(chǎng)景下，能夠充分借助網(wǎng)絡(luò)部署移動(dòng)邊緣計(jì)算，將原始運(yùn)營(yíng)商核心機(jī)房功能提升至遠(yuǎn)用戶(hù)位置、近運(yùn)營(yíng)商控制區(qū)域，進(jìn)一步降低核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備受不安全因素攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 高可靠低延時(shí)

5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于可靠性高、延時(shí)性低典型行業(yè)中時(shí)，技術(shù)的連接密度從10 萬(wàn)臺(tái)/km2增大到100 萬(wàn)臺(tái)/km2，應(yīng)用數(shù)量的提升，促使信息的傳播速度呈倍數(shù)增長(zhǎng)，充分為典型行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造高效進(jìn)步環(huán)境及空間。此種應(yīng)用需求下，5G 技術(shù)可被應(yīng)用于公共領(lǐng)域中，包括安全監(jiān)控、災(zāi)難監(jiān)控或是緊急救援和應(yīng)急援助等典型行業(yè)中。

3 5G典型行業(yè)網(wǎng)絡(luò)需求分析

3.1 AR/VR行業(yè)中5G應(yīng)用需求分析

AR 是“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，VR 是“虛擬現(xiàn)實(shí)”專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，兩項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，均是現(xiàn)代化新型科技對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景的一種全新模擬和再造，并針對(duì)部分現(xiàn)實(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景加以補(bǔ)充，在此類(lèi)技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，會(huì)借助近眼現(xiàn)實(shí)、渲染處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、感知交互以及內(nèi)容制作等技術(shù)的投入使用，在虛擬空間中營(yíng)造出與人眼世界比例、時(shí)間、空間等條件分別相對(duì)應(yīng)的模擬世界，進(jìn)一步為人類(lèi)構(gòu)建全新的世界感知體驗(yàn)[4]。在上述基礎(chǔ)上，5G 技術(shù)的通信能力強(qiáng)且可支持高移動(dòng)性和覆蓋域光的優(yōu)勢(shì)，能夠充分滿(mǎn)足AR/VR行業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)需求，移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)傳輸率極高，且延時(shí)性低為該行業(yè)的發(fā)展提供充足條件[5]。5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，能夠進(jìn)一步促進(jìn)AR/VR 行業(yè)面向“無(wú)繩化”方向發(fā)展進(jìn)步，促使AR/VR 行業(yè)特征覆蓋至各行各業(yè)，同時(shí)借助技術(shù)本身的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)將AR/VR 行業(yè)發(fā)展的傳輸屏障消除，降低體驗(yàn)者眩暈感的同時(shí)，提升用戶(hù)體驗(yàn)效果。

3.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中5G應(yīng)用需求分析

在車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，5G 技術(shù)的應(yīng)用需求十分迫切，尤其是5G 技術(shù)具備的延時(shí)低、可靠高優(yōu)勢(shì)在該行業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用。通常情況下，在車(chē)輛行駛過(guò)程中，如出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致車(chē)輛必須面對(duì)突發(fā)性激烈碰撞，5G 技術(shù)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)警功能并進(jìn)行緊急制動(dòng)，確保車(chē)輛在高速運(yùn)行階段也能夠借助5G 技術(shù)應(yīng)用的可靠性提升車(chē)輛內(nèi)駕駛及乘坐人員的安全性[6]。同時(shí)，5G 技術(shù)在車(chē)輛網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用后，能夠進(jìn)一步促進(jìn)車(chē)輛的無(wú)人駕駛功能研發(fā)和推廣，為無(wú)人駕駛車(chē)輛提供路線更精確的高速地圖，并自動(dòng)完成車(chē)輛停泊、AR 導(dǎo)航甚至防碰撞等駕駛需求，此時(shí)5G 技術(shù)的有效應(yīng)用能夠徹底顛覆國(guó)民的生活方式[7]。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，無(wú)人駕駛概念推廣期間，國(guó)民最擔(dān)心也最關(guān)心的問(wèn)題就是駕駛安全性問(wèn)題，一旦車(chē)輛需要緊急剎車(chē)但車(chē)輛卻并未進(jìn)行緊急剎車(chē)制動(dòng)，必然會(huì)增加駕駛安全隱患。對(duì)此，專(zhuān)家將4G 技術(shù)與5G 技術(shù)進(jìn)行了剎車(chē)距離測(cè)算，具體測(cè)算結(jié)果如下（如表2所示）。

表1：4G 與5G 對(duì)比差異性分析

表2：不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下無(wú)人駕駛車(chē)輛緊急制動(dòng)距離對(duì)比

通過(guò)表2中內(nèi)容可發(fā)現(xiàn)，5G 技術(shù)能夠在更短的距離內(nèi)完成剎車(chē)制動(dòng)，相對(duì)于人力駕駛制動(dòng)距離更顯著，提升駕駛安全性的同時(shí)，在駕駛精確性方面也更為突出。此外5G 技術(shù)有效應(yīng)用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，還能夠在駕駛過(guò)程中實(shí)時(shí)根據(jù)衛(wèi)星定位進(jìn)行道路標(biāo)識(shí)、前方路段狀況以及交通標(biāo)識(shí)信息加以采集，實(shí)時(shí)將采集信息傳輸反饋至車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，最終提升駕駛安全性的同時(shí)解放人類(lèi)雙手。

3.3 遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)中5G應(yīng)用需求分析

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

（1）5G 技術(shù)應(yīng)用后，能夠充分與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，借此有效承載各項(xiàng)大型醫(yī)療設(shè)備的移動(dòng)用戶(hù)使用需求，在移動(dòng)用戶(hù)的全連接網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下，進(jìn)一步幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)提升醫(yī)護(hù)工作開(kāi)展效率[8]。

（2）在遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)發(fā)展中，應(yīng)用5G 技術(shù)后，醫(yī)生能夠無(wú)需外出直接在辦公室內(nèi)借助視頻診斷的方式為患者進(jìn)行輔助診療，并利用5G 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制醫(yī)療流程，同期通過(guò)5G 技術(shù)、人工智能化以及云計(jì)算諸多智能化先進(jìn)技術(shù)的使用，滿(mǎn)足患者提出的實(shí)時(shí)性遠(yuǎn)程會(huì)診需求，同時(shí)也可以為部分無(wú)法第一時(shí)間來(lái)院救治的患者提供遠(yuǎn)程緊急救援指導(dǎo)，甚至完成遠(yuǎn)程臨床手術(shù)指導(dǎo)。

（3）遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)中，5G 技術(shù)的運(yùn)用，能夠進(jìn)一步幫助醫(yī)療工作人員實(shí)現(xiàn)AI+移動(dòng)診療臨床救治目標(biāo)，患者可以直接借助便攜式5G 醫(yī)療移動(dòng)端與醫(yī)生之間圍繞病況進(jìn)行面對(duì)面的交流和溝通，使得患者無(wú)需入院排隊(duì)進(jìn)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(huì)發(fā)展視角分析遠(yuǎn)程醫(yī)療行業(yè)中5G 應(yīng)用需求，能夠發(fā)現(xiàn)，5G 技術(shù)的應(yīng)用能夠充分實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)護(hù)人員以及患者三方之間的疾病救治效率，最終造福于整個(gè)社會(huì)。

3.4 聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)行業(yè)中5G應(yīng)用需求分析

相對(duì)于其他行業(yè)發(fā)展而言，聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)更為廣泛，其廣泛被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、電力巡查、安防管理、物流運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)主要被應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑、地理信息測(cè)繪等工作中；在電力巡查行業(yè)中，聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)主要被應(yīng)用于電網(wǎng)巡查和電力基站、電力運(yùn)輸設(shè)備巡查等工作中；在安防管理中，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)主要被應(yīng)用于社會(huì)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(wú)人機(jī)的作用主要體現(xiàn)于快遞運(yùn)輸管理中。在聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用行業(yè)中，5G 技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠進(jìn)一步滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)使用期間所需的超高清視頻傳輸條件，延時(shí)性低且遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)操作率高，促使聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)的自主飛行功能進(jìn)一步優(yōu)化，使得無(wú)人機(jī)不僅能在低空條件下飛行，在巡防、安全防護(hù)以及物流、影視拍攝等行業(yè)中發(fā)揮更高使用價(jià)值，節(jié)省攝制成本的同時(shí)，促進(jìn)未來(lái)低空數(shù)字化時(shí)代發(fā)展。例如，在2019年初，京東物流首次推行跨越山區(qū)進(jìn)行物流運(yùn)輸，在四川境內(nèi)進(jìn)行無(wú)人機(jī)跨山區(qū)物流運(yùn)輸，極大程度降低運(yùn)輸成本，且提升物流運(yùn)輸安全性。

表3：網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)行業(yè)中5G 應(yīng)用需求表

表4

3.5 網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)行業(yè)中5G應(yīng)用需求分析

在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)行業(yè)中，5G 技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅能夠提升網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的使用安全性，同時(shí)在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(luò)需求中，一個(gè)特定的場(chǎng)景所接收到的安全需求、乃至威脅均并非僅有一個(gè)，但應(yīng)用5G 技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)時(shí)，可以從表3中內(nèi)容展開(kāi)。

3.6 5G典型行業(yè)應(yīng)用通信需求指標(biāo)

典型行業(yè)的無(wú)線通信需求在帶寬、時(shí)延、可靠性、連接數(shù)方面的網(wǎng)絡(luò)需求指標(biāo)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(yīng)用中如魚(yú)得水，各典型行業(yè)應(yīng)用的通信需求詳見(jiàn)表4。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)全文內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)分析能夠得出，與4G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比較，5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅具有速度快、延時(shí)低、可靠性高等行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其所具備的大連接無(wú)線性也使得5G 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)需求也隨之提升，為構(gòu)建我國(guó)智能化社會(huì)起到重要促進(jìn)作用。此外，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的典型行業(yè)應(yīng)用，不僅改變了國(guó)民的生活方式，也為未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，最終為我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及社會(huì)效益提升奠定基礎(chǔ)。