5G将至,未来已来(下)

作者 创业邦杂志 9天前 1
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创业邦研究中心结合5G热点,经过对相关资料的研究,并与多位业内人士进行交流讨论,完成了这篇文章。以下为文章的下篇,请欣赏。


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5G与智慧城市


1.智能安防


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1)无人机安防巡检。无人机可以取代人类进行各种空中作业,如建筑物巡检、管道捡漏、安全预防等。配备高精度监测仪的无人机产生的巨大实时数据需要200Mbps以上的带宽,实时传送视频也要求网络传输的超低时延性,5G为无人机进行安防巡检提供了巨大支持。


2)智能监控。近年来随着AI、大数据等前沿技术在安防领域的落地,安防系统拜托了对人的依赖变得更加智能。人脸识别、行为识别等功能的实现,从事中处理到事前预警的转变都得益于AI等技术的成熟。


但新技术要想发挥出应有的实力需要超高清晰度视频的支持,这种视频产生的大量数据就需要5G来进行传输 。对于预警类功能,5G超低延时的特性也能很好的满足。而5G能实现的海量设备连接,能让更多的摄像头设备接入网络,使监控的范围更加广阔。


来源:123rf.com.cn


张学友演唱会抓到逃犯正式利用了安检门上的监控摄像头,可以预见当5G到来后,监控系统会更上一个台阶。


2.智慧出行

 

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交通一直是城市的一个重要问题,如果道路上的一切都可以互联互通、相互感知,就可以有效解决拥堵问题,甚至交通事故的概率也可以降为零。V2X(Vehicle to Everything)即车联网通信主要包含了车对车(V2V)、车对基础设施(V2I)、车对网络(V2N)及车对行人(V2P)等四类连接。


V2V(Vehicle-To-Vehicle,车-车)可以用做车辆间信息交互和提醒,最典型的应用是用于车辆间防碰撞安全系统。


V2I(Vehicle-To-Infrastructure,车-基础设施),车辆可以与道路甚至其他基础设施,例如交通灯、路障等通信,获取交通灯信号时序等道路管理信息。


V2N(Vehicle-To-Network,车-互联网)是目前应用最广泛的车联网形式,其主要功能是使车辆通过移动网络,连接到云服务器,使用云服务器提供的导航、娱乐、防盗等应用功能。


V2P(Vehicle-To-Pedestrian,车-行人)则是用做给道路上行人或非机动车安全警告。


同样还是3GPP,在2017年3月与多方合作完成了基于蜂窝网络的C-V2X标准LTE-V的制定(Rel-16 C-V2X)LTE-V的首要特点是车辆无需依赖网络覆盖和蜂窝网络,实现车辆之间直接通信(V2V)、车辆行人之间直接通信(V2P)或车辆与道路基础设施之间互相通信(V2I)。


对于信息娱乐和非时延敏感信息安全用例(例如前方一公里有交通事故),C-V2X 也支持车辆在蜂窝频谱上通过移动网络(车对网络,V2N)与云端通信。在全球统一的 5.9 GHz ITS 频段中,C-V2X 能够利用低延迟直接通信技术发送安全信息(例如道路危险警告),而不受在支持车载信息和信息娱乐应用的商用蜂窝频谱频段上发送的 V2N 通信影响。


来源:高通


同时,C-V2X Rel-14也为基于5G的C-V2X技术铺平了道路,可向着5G C-V2X平滑升级。基于 5G NR 的 Rel-16 C-V2X 直接通信将也一样无需依赖蜂窝网络。


基于5G的C-V2X也为自动驾驶给予巨大动能。5G的eMBB和uRLLC的优点使自动驾驶的汽车能够有效和其他车辆以及道路基础设施共享对道路、路况和周围环境的侦测信息。


这些功能旨在通过与其他车辆共享高吞吐量感应器,基于周围环境建立现实路况模型。此外,车辆能够使用基于 5G NR 的 C-V2X 向其他车辆传输他们的意图和计划行驶路线,具有更高的可预测性和准确性,可进一步优化自动驾驶的路线规划。


来源:123rf.com.cn


2017年,上海汽车和华为共同首次成功展示了5G远程驾驶、华为和德国航天中心在慕尼黑共同测试了5G自动驾驶,认证了5G的超低时延为车辆的实时控制提供了保障。


智慧出行还有以下几种情景:


1)智慧交通。红绿灯可根据车流量、天气、时间来调整信号;导航可以根据路况规划合理的出行方案避免拥堵, 结合AR的精准导航可精确显示道路上的一切信息,避免驾驶员的驾驶误判。


2)货车的编队行驶。编队行驶提高了货物运输效率,车辆之间互联使在高速公路上自动编队行驶,在安全性上甚至可超过人类驾驶员。车辆较多的车队的同步行驶要求低时延的网络通讯,5G可提供很好的支撑。


3)智慧交控。201923日,成都交警5G直升机+无人机飞行编队正式出动,在成都部分高速上开展道路交通管理、交通违法行为、交通事故现场等实施视频实时传输、空中飞行抓拍、空中现场勘查,从空中加强道路管控工作。这是成都市公安局交通管理局和中国电信成都分公司联合发布的全国首个5G智慧交通创新应用。利用5G高带宽、超低延时的优势,对路况进行实时回传,时延仅几毫秒,大大提升了交通管理的决策力度。

 


3.智慧能源


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能源领域结合5G将更加智能化,以节约能源并提高效率。电网、远程抄表、路灯是目前智能化发展的首要能源领域。


(1)智能电网


  • 智能并网:不同的发电厂或发电系统需要统一接入国家电网,由电网统一向用户配电,这个过程是并网。发电也有太阳能、风能等不同的发电方式。并网过程产生了海量的发电数据,及时、准确地将数据传输到控制主站决定了并网效率,也避免了能源的浪费与损耗。5G的低延时及海量连接能够使并网系统实现优化。


  • 精准负荷控制:精准负荷控制是在供电系统出现特殊情况如个别供电系统中断时,切除部分可中断负荷,最大程度保障企业产能及电网设备安全以及用户日常用电。毫秒级的精准负荷控制将海量可中断负荷集中起来进行精准实时控制,在紧急情况下可极速对负荷进行控制。同时接收不同用电终端的用电情况,精准地控制不同的用电需求,实现高效和错峰用电。


(2)远程抄表


智能水表、智能电表、智能燃气表均可使用目前已授权的NB-IoT进行部署,实现远程抄表,节省了大量的人力财力。实时数据采集也用于检测管道泄漏。


(3)智慧路灯


路灯接入网络可以实现精准的单灯远程控制,也可实现故障报警等功能,实现能源节约和效率最大化。 

5G与智慧生产


1.智能工厂


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第四代工业革命(工业4.0)的兴起及数字时代的到来使传统工厂向智能工厂的转化成为了可能。智能工厂有以下几个特征:


  • 互联性。智能工厂并不是制作流程中的简单的互联互通,真正的智能工厂能够整合所有的物质资源、人力资源和运营过程中的数据,通过各种传感器及通讯网络源源不断的收集,对数据进行有效的分析实现智能化生产。同时,智能工厂还与供应商及客户进行互联,以全面掌握供应链上下游的情况,从而提高供应链的整体效率。


  • 灵活性。智能工厂在人工智能的驱动下逐渐成为智能化系统,能够自适应新的环境,根据不同的需求自动调整生产流程和进度。对物料资源进行实时监控,在资源不足以满足产量时,自动下单采购资产。


  • 前瞻性。前瞻性也是智能工厂的重要属性,它要求工厂系统通过智能算法及时预测可能出现的风险,将损失降到最低。


  • 柔性。随着消费升级,消费者对消费品的需求不再局限于制造商的标准化供给,开始向着个性化转变。所以传统工厂的生产模式需要进行转变,柔性化制造成为智能工厂的未来趋势。


国际生产工厂研究协会的定义为:柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制。


来源:123rf.com.cn


智能工厂的以上属性决定了生产过程中的所有环节的海量互联的要求,以及产生的数据及时、准确、可靠的传输。5G提供高通量、超低时延、高可靠、海量连接的网络可以很好地满足要求。



2.云化机器人


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中国制造业近几年已经成为全球最大的工业机器人市场,占全球销量的1/3。而在智能制造场景中,机器人需要更强的感知能力和协作能力,这就产生了机器人云化的要求。


首先,配置在机器人的精密传感器不断的收集各种工业级数据,通过5G网络传输到云端,经过大数据和人工智能技术的超强算力对生产过程进行实时处理。特定情形下,5G技术体系内的D2D(Device-to-Device)技术,物体与物体之间直接通信,进一步降低了业务端到端的时延,大幅度提高生产效率。


其次,协作机器人要求人机协作时具有超高安全性,遇到故障时能迅速制动以避免对工人造成伤害;同时协作机器人需要不断交换数据以配合协作化流程,使人与机器人能更加友好的互动,这都需要传输网络的超低延时及可靠性,因此云化机器人对网络传输的超低时延和可靠性的要求决定了5G是工业机器人领域的关键。



3.工业视觉


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工业视觉是智能制造领域又一关键技术,它通过模拟人的视觉功能对图像信息进行分析处理,实现检测、控制等应用。


工业视觉下,机器人可以对物体进行定位识别,比如无序分拣与堆码、焊接等。检测机器人通过随身附着的摄像头、扫描仪等对工件进行缺陷检查、质量检测。


工业视觉所需要的图像要求越来越高,3D视觉甚至AI识别要求大量数据的传输以及超低时延,5G能够满足需求。



4.工业AR


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智能工厂生产过程中,人也将发挥更重要的作用。结合增强现实AR,在智能制造过程中可用于手动装配过程指导、远程维护等。在这些应用中,辅助AR设施需要最大程度具备灵活性和轻便性,以便维护工作高效开展。5G的高通量和超低延时特性将所有数据处理过程放在云端,可以大大减轻AR设施的负重。


工业AR



5G的到来一定会赋能许多行业,但究竟5G何时能实现以上甚至目前仍然想象不到的情景,目前来看还很漫长。毕竟5G仍只是一项通讯技术,上述情境如智慧交通、智能工厂不仅需要通讯技术的支持,最根本的还需要底层技术的提升。


并且,5G的部署也需要一个过程,三大运营商也表态将会进行5G独立组网,这意味着5G将不依赖于4G基站,通过核心网互操作实现5G网络与4G网络的协同,同时也可以实现边缘计算和网络切片等5G特有功能。独立组网需要一个新建的网络,包括新基站、回程链路和核心网,这些都是耗时的部署过程。


2019年5G牌照将会发放,年底5G全部的标准制定也会冻结。5G手机将会是最先落地的终端,预计到2021年5G eMBB将会通过5G手机大规模的商用。同时,运营商与众多企业也会紧密合作,进行5G mMTC、uRLLC具体应用的测试,并加快商用。


5G悲观论同样存在,他们认为5G被严重夸大了,并不会给社会带来多少动力。


但是,3G时代,我们谁会想到iPhone 3G带来了移动互联网?4G时代谁会想到Airbnb、Uber给我们带来了多样化的生活方式?谁会想到抖音、直播给我们带来了那么多乐趣?


5G不仅仅带来更快的网速,更多的是万物互联及与AI等新技术结合的可能。相信5G的真正到来一定能够为我们带来深度的变革。


我们再也回不到过去,过去我们常常在憧憬未来,其实在憧憬时,新的变化就已经到来。5G将至,未来已来。我们要做的是去迎接它,并创造更遥远的未来。





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