5G为人工智能与工业互联网赋能
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第二节 5G能实现什么场景?

5G作为移动通信行业的下一个热点,对于通信行业乃至整个社会经济的带动作用也非常显著。

国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)定义了5G的三大典型应用场景为:增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(uRLLC)和海量大规模连接物联网(mMTC)。其中,eMBB主要面向虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、在线4K视频等高带宽需求业务;uRLLC主要面向车联网、无人驾驶、无人机等时延敏感的业务(见图1-4);mMTC主要面向智慧城市、智能交通等高连接密度需求的业务。

图1-4 2015年ITU为5G定义了三大应用场景

资料来源:国际电信联盟(ITU),作者改译。

具体而言,三大场景的概念及其释义如下:

◆eMBB,直译为“增强型移动宽带”,简单来讲,就是指“大带宽”,是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的数据传输速率、广覆盖下的移动性保证等。未来几年,用户数据流量将持续呈现爆发式增长(年均增长率高达47%),而业务形态也以视频为主(占比达78%)。在5G的支持下,用户可以轻松享受在线4K/8K视频以及VR/AR视频,用户体验速率可提升至1Gbit/s(4G最高为10Mbit/s),峰值速率甚至可以达到10Gbit/s。

◆uRLLC,直译为“高可靠、低时延连接”,简单来讲,就是指“超低时延”。未来的应用场景中,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500km/h)情况下的高可靠性(99.999%)连接。这一场景更多面向车联网、工业控制、远程医疗等行业应用。

◆mMTC,直译为“海量物联”,简单来讲,就是“大规模连接”。5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智能制造、智能农业、智慧城市、智能家居及智能环保等)的深度融合。在万物互联时代,人们的生活方式也将发生颠覆性的变化。这一场景下,数据传输速率较低且对时延不敏感,连接将覆盖经济、社会的方方面面。

因此,国内业界普遍认为,随着5G的到来,更高的速率、更大的带宽、更低的延迟成为可能,一些依靠过去的移动通信技术所无法实现的业务随之成为可能,从而实现业务应用的大规模创新,有望进一步挖掘消费潜力,扩大消费总量,进而对设备制造和信息服务环节也产生明显的带动作用。放眼未来,5G将成为全面构筑经济、社会智能化转型的关键基础设施,从线上到线下、从消费互联网到工业互联网、从新兴人工智能行业到传统行业智能化升级,将推动我国智能经济发展和智能社会建设迈上新台阶。

其实,早在10年前,物联网就备受社会各界关注,许多人认为物联网是一种彻底改变一个人生活中各个方面的技术。物联网与其他新技术,如与大数据、人工智能的深度融合,将形成诸多平台解决方案。人工智能将提供分析物联网设备收集的大数据的算法,识别各种模式,进行智能预测和智能决策(见图1-5)。随着物联网设备数量的增加以及所产生的数据量的增加,5G增强网络的大规模连接尤为重要。5G技术将实现更广泛的网络覆盖、更稳定的互联网连接和更快的数据传输速度(从4G的1Gbit/s到10Gbit/s),它还将允许更多移动设备同时访问网络,从而实现真正意义上的万物互联。

图1-5 物联网与大数据、人工智能的深度融合

5G为各行各业创造了巨大的机遇,同时也为大规模的颠覆奠定了基础。据爱立信公司预测,预计到2020年,主要的5G网络会部署,预计到2024年,41亿台物联网设备联网将在全球范围内使用5G通信。

伴随我国加快实施制造强国和网络强国战略,大力推进智能制造发展,5G将更广泛深入和融入于工业领域,工厂车间中将出现更多的5G局域网无线连接,将促使工厂车间网络基础设施不断优化,有效提升网络化协同制造水平,促进工厂车间提质增效。中国信息通信研究院发布的《5G经济社会影响白皮书》预计,到2030年,中国工业领域中5G相关投入(通信设备和通信服务)约达2000亿元。5G技术可以帮助制造业的生产操作变得更加灵活和高效,同时提高安全性并降低维护成本,实现“智能工厂”。例如:通过5G移动网络远程控制,监控和动态配置工业机器人,使它们通过自我优化来改进流程;通过5G移动网络推动增强现实(AR)在工厂里的应用,可以支持培训、维护、施工和维修。

医疗系统需要更快、更高效的网络来跟上它处理的大量数据,从详细的患者信息到临床研究,再到高分辨率的MRI和CT图像。通过将5G技术引入医疗行业,将有效满足如远程医疗过程中低时延、高清画质和高可靠、高稳定性等要求,推动远程医疗应用快速普及,实现对患者(特别是边远地区患者)进行远距离诊断、治疗和咨询。例如:5G可以使远程监控设备(如可穿戴设备)在将患者健康数据实时发送给医生的同时,拥有更长的电池寿命;远程机器人手术也可以利用5G低延迟和高吞吐量通信的特点,通过5G传输高清图像流,促进远程手术的精准实现。中国信息通信研究院发布的《5G经济社会影响白皮书》预计,到2030年,中国远程医疗行业中5G相关投入(通信设备和通信服务)将达640亿元。

5G也将在多个层面上颠覆媒体和娱乐,包括移动媒体、移动广告、家庭宽带和电视。由于5G的低延迟,流式视频不会发生停止或卡顿。通过5G网络,电影下载将从平均7min减少到仅需6s。在浏览社交媒体、游戏、流媒体音乐以及下载电影和节目时,5G将为人们节省每月平均23h的加载时间。根据世界电信产业界富有权威性的中立咨询顾问公司Ovum进行的一项研究,未来10年,全球媒体行业将通过5G技术实现的新服务和应用获得惊人的765亿美元累计收入。

当然,5G能实现的场景远不止这些。