5G系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)造成怎樣的影響

5G技術(shù)和以往的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，各方面性能都有較大的提升，將其大規(guī)模運(yùn)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，必將讓現(xiàn)代工業(yè)和信息網(wǎng)絡(luò)更牢固地結(jié)合在一起，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程。

一、5G系統(tǒng)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用分析

5G不僅是一個(gè)云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐下的云服務(wù)體系，對(duì)應(yīng)的高速率、低延時(shí)和高帶寬特征還會(huì)使其成為物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制、城市交通實(shí)時(shí)管控等未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中非常重要的接口，成為未來(lái)信息社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，成為所有信息網(wǎng)絡(luò)交互通信與應(yīng)用的綜合平臺(tái)。傳統(tǒng)模式下，網(wǎng)絡(luò)平技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，存在以下幾方面問(wèn)題：第一，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的信息傳輸效率不夠高。這一點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的先進(jìn)性不強(qiáng)有很大的關(guān)系在傳統(tǒng)3G或4G的網(wǎng)絡(luò)條件下，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，無(wú)法達(dá)到其信息傳遞效率和精確性的具體要求，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的工作開(kāi)展的推動(dòng)作用力度不大。第二，對(duì)專業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)的適應(yīng)性不強(qiáng)。對(duì)于工業(yè)發(fā)展而言，技術(shù)支持是非常關(guān)鍵的，但在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，一方面先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)雖然從自身的角度上來(lái)說(shuō)具有一定的應(yīng)用先進(jìn)性，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制，會(huì)對(duì)一些先進(jìn)工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生不良的影響。實(shí)際上并不能使得先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)得到發(fā)揮。

5G因其能夠滿足更高端、更復(fù)雜的各種通信性能需求，滿足更精確、更快速的各種應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，因而能夠服務(wù)于更多用戶、更多終端設(shè)備和更多的目標(biāo)場(chǎng)景，所以5G完全有能力在傳輸領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域承載即將到來(lái)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多應(yīng)用，能夠直接或間接地影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，甚至催生出全新的生產(chǎn)、生活思維方式，使之成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

（一）5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用分析

第一是對(duì)移動(dòng)寬帶進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于一些工廠來(lái)講，其可能需要利用一些超清乃至藍(lán)光等視頻影像來(lái)進(jìn)行分析工作，而這些VR或AR的流暢運(yùn)行是需要極快的網(wǎng)速才能滿足的，5G網(wǎng)速能夠有效達(dá)成這一點(diǎn)。

第二是5G技術(shù)時(shí)延低和可靠性高的應(yīng)用，在我國(guó)的很多高科技技術(shù)當(dāng)中，對(duì)時(shí)延的要求是非常低了，如果時(shí)延過(guò)高，很多技術(shù)都沒(méi)法有效達(dá)成。如車聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)，低時(shí)延是進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)和自動(dòng)化駕駛操作的關(guān)鍵所在。

第三是大規(guī)模數(shù)據(jù)的連接，對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，很多情況下都需要進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的連接操作，才能保證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行，如智慧城市的應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)中人機(jī)物三者的全面連接等，要使這些連接準(zhǔn)確高效，5G技術(shù)是未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最佳選擇。

5G技術(shù)和以往的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，各方面性能都有較大的提升，將其大規(guī)模運(yùn)用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，必將讓現(xiàn)代工業(yè)和信息網(wǎng)絡(luò)更牢固地結(jié)合在一起，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程

5G移動(dòng)終端將會(huì)是促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)衍生更多、更新應(yīng)用的重要推手。5G時(shí)代的超大集成技術(shù)將會(huì)普遍采用7nm線寬，芯片的集成度更高，具有超強(qiáng)的計(jì)算、存儲(chǔ)和處理能力，完全可以利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算，使終端在超強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，功能更多、效率更高、功耗更低，使之成為一款可以直接接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的智能手機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）眼鏡或可穿戴設(shè)備。5G是未來(lái)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，通信服務(wù)將以消費(fèi)者為主體。5G系統(tǒng)中的用戶與具備連接功能的終端將會(huì)成為信息產(chǎn)生與交互的主體，使智能終端的平臺(tái)屬性更為突出，甚至將個(gè)性化定制的云服務(wù)植入終端，完全有能力支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)豐富的客戶端應(yīng)用，使5G技術(shù)融入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，倒逼工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

（二）萬(wàn)物互聯(lián)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響

萬(wàn)物互聯(lián)將有可能使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物連物（M2M）技術(shù)更加完善。萬(wàn)物互聯(lián)將物、人、流程、數(shù)據(jù)和事物通過(guò)無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)連接，使彼此更加相關(guān)，更有價(jià)值，將信息直接轉(zhuǎn)化為行為，創(chuàng)造出更多新的功能，帶來(lái)更加豐富的體驗(yàn)和機(jī)遇。萬(wàn)物互聯(lián)中的物包括傳感器、控制器、分析器、消費(fèi)終端、自動(dòng)化設(shè)備和協(xié)作工具，它們同時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)，又彼此相聯(lián)，是互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展與延伸。萬(wàn)物互聯(lián)可以通過(guò)5G平臺(tái)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，使用先進(jìn)的萬(wàn)物互聯(lián)技術(shù)來(lái)改進(jìn)和優(yōu)化M2M應(yīng)用，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的M2M應(yīng)用引申到更多領(lǐng)域和更大范圍，從而極大地提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造許多新的功能和應(yīng)用場(chǎng)景，使之成為加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)M2M技術(shù)的引擎。

（三）5G開(kāi)放和統(tǒng)一的綜合性平臺(tái)的影響

5G開(kāi)放和統(tǒng)一的綜合性平臺(tái)特征有益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)制定跨企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。5G不是一個(gè)全新的專有的技術(shù)，而是一個(gè)綜合了現(xiàn)有技術(shù)和一些可應(yīng)用于挑戰(zhàn)性場(chǎng)景的新設(shè)計(jì)，一個(gè)在現(xiàn)有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上增添了許多創(chuàng)新技術(shù)的綜合技術(shù)。5G是一個(gè)開(kāi)放的、統(tǒng)一的、可跨多種標(biāo)準(zhǔn)的綜合性平臺(tái)技術(shù)。所以，5G在物理底層考慮采用不同的幀結(jié)構(gòu)和子帶寬來(lái)應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中跨企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定同樣可以從底層尋求適應(yīng)不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)間的互聯(lián)技術(shù)，借鑒5G綜合性平臺(tái)特征技術(shù)，使其在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)之間、車間之間、生產(chǎn)線之間、流水線之間等多個(gè)層面實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的互聯(lián)互通，利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)制定跨企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)建立。

二、5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景

5G是未來(lái)各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，5G具有高寬帶、大連接、低時(shí)延的特點(diǎn)。如今5G牌照正式發(fā)放，中國(guó)正式進(jìn)入商用5G時(shí)代，5G部署步伐的加快帶動(dòng)了傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)了新的生機(jī)，相關(guān)技術(shù)也正在飛速發(fā)展，筆者將以體育、警務(wù)、醫(yī)療三個(gè)行業(yè)為例，詳細(xì)講述5G技術(shù)在未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用：

（一）5G業(yè)務(wù)在體育行業(yè)的應(yīng)用

距北京-張家口2022冬奧會(huì)還有三年時(shí)間，隨著5G技術(shù)的快速部署，高清視頻、VR等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)在體育行業(yè)必將得到廣泛運(yùn)用。

（1）多角度賽場(chǎng)回放：現(xiàn)代觀眾對(duì)觀賽體驗(yàn)有著極高的要求，個(gè)性化的觀賽角度讓觀眾規(guī)定需求得到滿足，例如對(duì)特定球員的追蹤拍攝。結(jié)合5G超大寬帶可支持的多角度多線路超清視頻服務(wù)，為觀眾呈現(xiàn)更良好的賽事盛宴。

（2）融入VR技術(shù)的體育教學(xué)：體育教學(xué)不同于其他的培訓(xùn)項(xiàng)目，由于體育項(xiàng)目訓(xùn)練對(duì)教練指導(dǎo)和互動(dòng)具有非常高的要求，所以在過(guò)去，遠(yuǎn)程體育培訓(xùn)都具有一定難度，而隨著5G和VR技術(shù)的運(yùn)用，利用VR攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)教學(xué)演示的全方位拍攝、VR眼睛帶來(lái)的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，再結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)器械，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的體育項(xiàng)目學(xué)習(xí)。

（3）電競(jìng)場(chǎng)館中的5G應(yīng)用：電子競(jìng)技場(chǎng)館作為電競(jìng)賽事的比賽場(chǎng)地，是電競(jìng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的象征。5G的大帶寬、高速率在電競(jìng)場(chǎng)館應(yīng)用中可以讓畫面更加細(xì)膩、清晰、流暢，并降低網(wǎng)絡(luò)延遲。

（二）5G技術(shù)在警務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用

5G警務(wù)應(yīng)用以大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)為起點(diǎn)，逐步向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和無(wú)人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等業(yè)務(wù)演進(jìn)。具體有以下幾個(gè)可能的場(chǎng)景應(yīng)用：

（1）治安防控：5G網(wǎng)絡(luò)高速傳輸速率和低時(shí)延的特性能有效提升現(xiàn)有監(jiān)控視頻的傳輸速度和處理速度。在機(jī)場(chǎng)、火車站、步行街等人流密集活動(dòng)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)采集、異常行為分析，完成實(shí)時(shí)預(yù)警、人員車輛布控和抓捕追蹤等任務(wù)。

（2）無(wú)人機(jī)巡邏：5G網(wǎng)絡(luò)高速傳輸速率和低時(shí)延的特性能最大程度上提升監(jiān)控錄像的及時(shí)傳輸和處理。在機(jī)場(chǎng)、火車站、步行街等人流密集活動(dòng)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)采集、異常行為分析，完成實(shí)時(shí)預(yù)警、人員車輛布控和抓捕追蹤等任務(wù)。

（3）交通管理：5G網(wǎng)絡(luò)使得車輛聯(lián)網(wǎng)成為可能，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)、車際、車載互聯(lián)網(wǎng)之間的信息互通互聯(lián)，從而做到遠(yuǎn)控駕駛、無(wú)人駕駛。

（4）遠(yuǎn)程拆爆：通過(guò)5G和物聯(lián)網(wǎng)可操控AI完成特殊環(huán)境下的任務(wù)，如危爆品拆除，低時(shí)延和高精度的特性，在完成這類特殊任務(wù)時(shí)能減少人員損傷。

（三）5G業(yè)務(wù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)可為醫(yī)療業(yè)務(wù)提供海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括：醫(yī)學(xué)影像的傳輸、低時(shí)延高可靠性的網(wǎng)絡(luò)保障、移動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力、醫(yī)療設(shè)備連接。借助5G低時(shí)延、高精度的特性，實(shí)現(xiàn)院內(nèi)、院間、院外協(xié)同及遠(yuǎn)程操控等業(yè)務(wù)，探索遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程超聲、遠(yuǎn)程手術(shù)等醫(yī)療業(yè)務(wù)。

（1）5G遠(yuǎn)程會(huì)診：利用5G通信技術(shù)傳遞實(shí)時(shí)信息的醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用，由醫(yī)療專家通過(guò)視頻實(shí)時(shí)對(duì)基層醫(yī)生進(jìn)行指導(dǎo)，并對(duì)患者開(kāi)展檢查和診斷。5G網(wǎng)絡(luò)可滿足4K高清音視頻和AR/VR等新技術(shù)的完整應(yīng)用需求，改善遠(yuǎn)程會(huì)診的交互效果，更好地支撐基層醫(yī)院提升醫(yī)療服務(wù)水平。

（2）5G遠(yuǎn)程超聲：5G遠(yuǎn)程超聲廣泛運(yùn)用5G通信技術(shù)、傳感技術(shù)和機(jī)器人，在5G網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂及超聲探頭的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行遠(yuǎn)程超聲檢查。專家可利用高清音視頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與基層醫(yī)院就診的患者及時(shí)溝通，同時(shí)操縱控制下級(jí)醫(yī)院的機(jī)械臂進(jìn)行超聲檢查。

（3）5G遠(yuǎn)程手術(shù)

遠(yuǎn)程手術(shù)包含遠(yuǎn)程手術(shù)示教、遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)及遠(yuǎn)程手術(shù)操控幾個(gè)發(fā)展階段。其中，遠(yuǎn)程手術(shù)操控是指醫(yī)生借助遠(yuǎn)程手術(shù)控制設(shè)備對(duì)遠(yuǎn)端患者進(jìn)行異地、實(shí)時(shí)的手術(shù)，手術(shù)效果很大程度上取決于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延及質(zhì)量，因此對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了重大挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)提供的低時(shí)延、高可靠特性，不僅能幫助基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供更好的服務(wù)，還能在急救、災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)等場(chǎng)景下提供遠(yuǎn)程醫(yī)療救助。

結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將會(huì)成為5G系統(tǒng)萬(wàn)物互聯(lián)中的重要部分之一，制造末端既可以分享移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)和云資源，又可以通過(guò)移動(dòng)窗口在任何地方、任何時(shí)間在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中交互信息，使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)真正融入到移動(dòng)電子商務(wù)中。5G系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)結(jié)束傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域固有的專用制造特征，使工業(yè)領(lǐng)域不僅是工業(yè)品的生產(chǎn)基地，同時(shí)還可以利用電子商務(wù)平臺(tái)為廣大消費(fèi)者提供個(gè)性化的直銷工業(yè)品。在這種環(huán)境下，用戶在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一端，工廠在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一端，用戶利用移動(dòng)終端設(shè)計(jì)產(chǎn)品需求，工廠根據(jù)需求報(bào)告制造產(chǎn)品，中間環(huán)節(jié)完全由移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完成，這種全新的工業(yè)制造與消費(fèi)的生態(tài)氛圍，或許就是5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大影響。

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