5G：開啟萬物互聯(lián)新篇章

5G開啟萬物互聯(lián)新篇章

最近，網(wǎng)絡(luò)上一部日本總務(wù)省的短片《5G聯(lián)結(jié)的世界》吸引了眾多的視線。短片中優(yōu)質(zhì)的VR實(shí)時(shí)直播、無人駕駛、無人機(jī)自動(dòng)化農(nóng)業(yè)、自助商店、實(shí)時(shí)翻譯、遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、3D成像“真人”遠(yuǎn)程視頻聊天等各種新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，其描繪的5G時(shí)代離我們似乎并不遙遠(yuǎn)。“要談5G技術(shù)是如何運(yùn)用于軌道交通領(lǐng)域？就必須先了解通信技術(shù)本身。所謂5G，也稱第五代移動(dòng)通信，是我國未來發(fā)展建設(shè)的重要移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)?！睆?G到4G，移動(dòng)通信的核心是人與人之間的通信，個(gè)人的通信是移動(dòng)通信的核心業(yè)務(wù)。但是5G的通信不僅僅是人與人之間的通信，隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化、無人駕駛等業(yè)務(wù)的引入，通信從人與人之間通信，開始轉(zhuǎn)向人與物、物與物、機(jī)器與機(jī)器之間的通信。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP定義了5G的三大場景?！捌渲?，eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)，mMTC指大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，URLLC指如無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等需要低時(shí)延、高可靠連接的業(yè)務(wù)。”從這三大場景來看，5G技術(shù)具備了更高的性能。其中，我們大部分人理解的5G，其實(shí)只是eMBB場景，它面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量的增長，也就是大家熟悉的5G手機(jī)應(yīng)該具備的快速下載，觀看高數(shù)據(jù)速率的超清視頻的功能，但這只是5G市場中的冰山一角。5G的主要特點(diǎn)高速率相對于4G，5G要解決的第一個(gè)問題就是高數(shù)據(jù)傳輸速率。速率的提升，用戶體驗(yàn)與感受才會有較大提高，網(wǎng)絡(luò)才能面對VR/超高清業(yè)務(wù)時(shí)不受限制，對數(shù)據(jù)傳輸速率要求很高的業(yè)務(wù)才能被廣泛推廣和使用。因此，5G第一個(gè)特點(diǎn)就定義了數(shù)據(jù)速率的提升，每秒鐘下載一部1GB高清電影的5G加速度給未來對數(shù)據(jù)速率有很高要求的業(yè)務(wù)提供了機(jī)會和可能。低功耗5G要支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，就必須要有功耗的要求。這些年，可穿戴產(chǎn)品有一定發(fā)展，但是遇到很多瓶頸，最大的瓶頸就是體驗(yàn)較差。以智能手表為例，每天充電，甚至半天就需要充電。所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都需要通信與能源，雖然今天通信可以通過多種手段實(shí)現(xiàn)，但是移動(dòng)終端的能源供應(yīng)只能靠電池。通信過程若消耗大量的能量，就很難讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品被用戶廣泛接受。如果能把功耗降下來，讓大部分物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一周充一次電，甚或一個(gè)月充一次電，就能大大改善用戶體驗(yàn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及。高可靠低時(shí)延5G的一個(gè)新場景是無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化的高可靠連接。人與人之間進(jìn)行信息交流，140毫秒的時(shí)延是可以接受的，但是如果這個(gè)時(shí)延用于無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化就無法接受。5G對于時(shí)延的最低要求是1毫秒，甚至更低，這就對網(wǎng)絡(luò)提出嚴(yán)酷的要求。而5G是這些新領(lǐng)域應(yīng)用的必然要求。無人駕駛汽車，需要中央控制中心和汽車進(jìn)行互聯(lián)，車與車之間也應(yīng)進(jìn)行互聯(lián)，在高速度行動(dòng)中，一個(gè)制動(dòng)，需要瞬間把信息送到車上做出反應(yīng)，100毫秒左右的時(shí)間，車就會沖出幾十米，這就需要以最短的時(shí)延，把安全控制類信息送到車上，進(jìn)行制動(dòng)與車控反應(yīng)。為滿足高可靠低時(shí)延的要求，邊緣計(jì)算技術(shù)被5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架所采用。所謂邊緣計(jì)算，是指在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，采用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務(wù)。其應(yīng)用程序在邊緣側(cè)發(fā)起，產(chǎn)生更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足行業(yè)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的基本需求。超大網(wǎng)絡(luò)數(shù)量終端除以上三個(gè)主要特點(diǎn)之外，5G技術(shù)還具備了超大網(wǎng)絡(luò)數(shù)量終端的優(yōu)勢。傳統(tǒng)通信中，終端是非常有限的，固定電話時(shí)代，電話是以人群為定義的。而手機(jī)時(shí)代，終端數(shù)量有了巨大爆發(fā)，手機(jī)是按個(gè)人應(yīng)用來定義的。到了5G時(shí)代，終端不是按人來定義，因?yàn)槊咳恕⒚總€(gè)家庭可能擁有數(shù)個(gè)終端。2018年，中國移動(dòng)終端用戶已經(jīng)達(dá)到14億，這其中以手機(jī)為主。而通信業(yè)對5G的愿景是每平方公里，可以支撐100萬個(gè)移動(dòng)終端。未來接入到網(wǎng)絡(luò)中的終端，不僅是我們今天的手機(jī)，還會有更多千奇百怪的產(chǎn)品。5G的來臨加速了“智慧城市”和“智慧生活”的愿景，其特性讓“改變社會”成為可能。從2013年4G開始商