一是产品技术逐步聚焦四大应用场景。推进组归纳出未来5G应用主要集中在4个场景:高铁、地铁等连续广域覆盖场景;住宅区、办公区、露天集会等热点高容量场景;智慧城市、环境监测、智能农业等低功耗大连接场景;车联网、工业控制、虚拟现实、可穿戴设备等低时延高可靠场景。因此,5G技术与产品开发也应重点围绕这4个场景展开,及时做好前沿技术与产品开发。
二是5G技术将激发新的消费需求。5G的一个重要特征就是可以实现“人与人、人与物、物与物之间的连接”,形成万物互联,并融合在工作学习、休闲娱乐、社交互动、工业生产等各方面。逐步丰富的消费形态将促进用户体验需求的重大变革,进一步激发出新的产业、新的业态和新的模式。为此,要充分做好技术与产品储备,及时跟踪技术与产品的动态变化,尽早布局颠覆性技术与产品。
三是产业融合变革加速。基于5G技术的支撑,跨行业的融合发展进一步加强,新型信息化和工业化将深度融合,引发产业领域的深层次变革。移动物联网场景等5G技术将渗透到消费、生产、销售、服务等各行业,推动研发、设计、营销、服务等环节进一步向数字化、智能化、协同化方向发展,实现工业领域全生命周期、全价值链的智能化管理。
下面是一些最新的物联网技术:
5G网络:5G网络是一种高速、低延迟的无线通信技术,将大大提高物联网设备之间的数据传输速度和稳定性。
区块链技术:区块链技术可以用于构建安全的物联网网络,确保数据的安全性和完整性,防止数据被篡改或泄露。
人工智能(AI):人工智能技术可以用于对物联网设备的数据进行分析和处理,从而提高智能设备的智能化水平和效率。
边缘计算(Edge Computing):边缘计算技术可以将数据处理和分析的任务从云端转移到物联网设备的本地,从而提高物联网设备的响应速度和效率。
智能传感器:智能传感器可以实时监测环境和设备的状态,从而为物联网系统提供更加准确和实时的数据。
虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术:虚拟现实和增强现实技术可以将物联网设备的数据可视化,为用户提供更加直观的体验和 *** 作界面。
自主控制系统:自主控制系统可以使物联网设备在不需要人类干预的情况下自主执行任务,提高智能设备的自主性和效率。
2017年世界移动通信大会在不久前刚刚落下帷幕,大会中最吸引眼球的内容之一,就是对5G美好未来的展望。但5G究竟是什么呢?千兆网络?4G LTE的升级版?还是说只是一个市场骗局,就像之前AT&T和T-Mobile把HSPA+更名为4G来隐瞒他们在4G LTE技术上的欠缺?
5G是什么?
单看字面意思,5G就是第五代移动通信技术。它是移动通信技术的下一步,是移动设备未来的上网方式。移动设备的诞生、发展已经改变了人们工作、生活的方式,但跟即将到来的5G比起来,我们目前的上网方式将会显得十分落后。在5G的蓝图中,它将打破我们对于“上网设备=手机+电脑”的传统观点,它会连接数以亿计的设备,小到一盏台灯,大到汽车甚至是医疗设备,这些设备之间彼此相连,又同时接入广域网,形成海量的物联网。
5G与4G有何区别?
关于5G最重要的事情之一是,目前,对于5G,世界上还没有一个统一的标准。所以我们还并不能知道5G确切的样子,5G依然是一个有一定距离的概念,但诸如华为、高通、英特尔这些领域内的大型企业已经开始为5G技术进行测试,而这些早期的实验很有可能会共同形成5G的正式国际标准,从这些实验中我们也能了解一下5G的大致模样——高速率、大容量、低延迟。4G时代几分钟下完的可能未来只需要几秒钟,过去人员密集场所网速慢的问题可能也会一去不复返了。而相比于4G,5G最常见的技术特征之一是使用毫米波,这可能是解锁5G“高大低”成就的关键。
毫米波
蜂窝移动网络技术通过无线电波传输数据,电磁波的种类一般根据频率区分,频率越高,波长越小,所以毫米波技术是指利用毫米级长度波长的信号传递数据,通常被定义为频率在30GHz和300GHz之间的电磁波。
毫米波技术能承载比现有技术更多的数据容量,一个简单的经验法则是:频率越高,它可以承载的数据量越大。因此,仅传输音频的FM收音机通常在875至1080 MHz之间进行广播,但目前使用的4G LTE需要负责较大的数据流传输,工作频率一般在700 MHz至2100 MHz(即21 GHz)之间进行传播。相比之下,毫米波技术,如上文所说的30-300GHz,将为可传输的数据量带来数量级级别的改善。
在毫米波技术中发现,较短波长的另一个优点是用于发送和接收信号的天线可以做的相对较小。这意味着使用毫米波技术的移动设备可以放入不同毫米波段的多个天线,这可以在多个用户连接时更有效地利用可用频谱来达到更快的速度。
但毫米波技术也带来了挑战,随着频率越来越高,有效传输距离越来越短,尤其当遇到墙壁、玻璃甚至树叶、雨滴干扰时,较短的波长就会遇到较大的阻碍。而较旧的无线电和蜂窝技术由于波长更长穿透能力更强,能够依赖于相对较小数量的较大的天线塔,毫米波将需要很多相对较小的天线。于是,“Small Cell”应运而生。
“Small Cell”
“SmallCell”是一种低功率、小范围覆盖的基站设备,而且大小不一,小的可能只有手机那么大,几乎能架设在任何位置,这就决定了相比于体积大、成本高的基站塔,“Small Cell”可以更大量的铺设,作为中继来弥补毫米波传输距离短的缺点,同时还能帮助提升基站信号,覆盖偏远地区等。目前,“Small Cell”已进入测试阶段。
5G能做什么?
目前对于5G最激动人心的设想之一是,5G能实现真正的物联网。目前我们使用的4G LTE网络,端对端延迟的极限在50毫秒左右。50毫秒对人的感官来说可能已经足够短了,但还远远无法满足远程实时控制的要求。但未来的5G网络,端到端延迟或能低至1毫秒,足以满足大多数远程实时控制的要求,再加上大容量的特性实现小区域内的海量设备同时连接,不久的将来,家居、机器人、穿戴设备、汽车甚至是地铁高铁、工业机械、房屋、城市,一切都能以物联网的形式紧密的关联在一起,我们的生活方式、社会的运转方式可能会迎来一次新的革命。
此外,5G的另一个特性是超高传输速度,未来无线网络的计划同样包含实时虚拟现实内容的传输,不会因为数据瓶颈而造成卡顿。
对于5G具体能带来什么,目前还没有定论。我们可以把5G看成是一间美术馆,超高速率、超大容量、超低延迟等特性就是多彩的颜料,现在画笔掌握在我们手中,描绘出什么样的未来全由我们掌控。
5G何时来?
回顾一下,使用模拟信号的第一代移动网络(姑且称之为1G)出现在1982年前后,直到1991年,采用数字信号的2G诞生。2G同时以GPRS和EDGE技术实现了蜂窝数据上网。大概10年后,3G诞生了,提供了比2G快得多的数据传输速度。又过了大概10年,我们目前的LTE网络,也就是我们所说的4G,第四代移动通信技术诞生了。从历史角度上说,每十年就会出现新一代移动通信技术。由此看来,如果我们假定5G还能遵循“十年”法则,5G商用可能在20年代初期出现(我们目前使用的4G LTE在2011年前后开始推出)。此外,如果网络提供商、调制解调器制造商、无线运营商能践行他们目前的计划,我们有望更早看到5G,如高通公司计划在2018年冬季奥运会上向公众提供早期的5G产品。
值得一提的是,我国移动通信技术虽然起步较晚,但在5G研发上正逐渐成为全球的领跑者。3G时代,我们国家初步跟上了国际通信技术发展的脚步,大唐集团和西门子共同研发的TD-SCDMA是全球三大3G标准之一。到了4G时代,我国又自主研发了TD-LTE,TD-LTE成为了全球4G的主流标准。5G方面,我国政府、企业、科研机构等部门高度重视、加大投入,我国5G标准化研究提案在2016世界电信标准化全会第6次全会上已经获得批准,这说明我国已经成为5G时代的“尖子生”,这对于期待5G的广大中国同胞们显然是个好消息。
资费
说了这么多优点,很多人可能会问:5G技术这么厉害,一定很贵吧?高清几秒钟下完固然好,可是下的起吗?答案是应该比4G便宜,并且会越来越便宜。
技术发展必然带来生产力的提高,从通信产业的角度上来说,新技术一定会带来每比特成本的下降。实际上,通信产业每次技术升级都摆脱不了降价的命运,相信总有一天“流量费”这个词语会消失在历史的长河里。
尽管5G的具体细节还有些朦胧,但有一点我们可以肯定:未来会更智能,更快。
5G专网有望成为蓝海市场
对于电信运营商而言,公众业务已触到了天花板,而政企业务潜力巨大,尤其是5G网络的到来更是运营商政企业务发展的巨大契机。根据GE预测,到2030年工业互联网将为中国经济带来累计3万亿美元的GDP增量,5G、云计算、大数据、工业互联网等将是未来中国经济转型升级的重要驱动力,而5G网络连接是基础,特别是在工业互联网时代,低时延、高可靠的网络基础设施是各行业深度互联的基石
在面向工业40的时代,未来将有大量的5G专网兴起,据ABI Research报告显示,到2036年全球5G专网支出将超过5G公网,因此无论是运营商利用5G专网拓展蓝海市场,还是垂直行业自身的数字化转型,都将5G专网推向了风口。
5G专网需求应用场景分析
5G专网包括超性能异构边缘计算、动态智能网络切片等核心技术,从边缘计算和网络切片两大技术需求出发,对5G专网潜在应用场景进行分析。
根据2020年GSMA调研数据,预计到2025年将有十大主要应用场景有较大的商用市场规模,分属于智能制造、医疗、车联网三大垂直行业应用。发展可分为两个阶段,第一阶段从2021年到2022年,这期间主要是智能制造的垂直行业应用,具体包括:工业机器人、智慧园区、交通管理和安全治安及监控、游戏和电竞,其中智慧园区的市场规模最大;第二阶段从2023年到2025年,主要是车联网和医疗的垂直行业应用,包括:车辆自动驾驶、遥控驾驶、柔性制造、远程医疗手术等。
5G网络切片方面,能源电力、政府、医疗、联网汽车需求迫切程度最高,对网络及数据的安全性的要求也最高,由于政府、能源电力行业的需求迫切,工业制造行业规模大,因此这些行业未来的市场潜力相对较大。
5G专网市场空间巨大
随着边缘云和智能网络切片技术的不断进步、融合。加之部署范围的不断扩大,5G网络的能力将不断增强,5G专网运营将不断进入政企客户的高价值区域,向行业价值场景深入,才能获得新的更大的收益。据GSMA预测,中国未来五年的工业制造、政府安防、交通物流、车联网等行业的市场规模超万亿,且60%的市场新增价值在政企客户,5G真正的应用场景80%在于工业互联网领域,未来5G专网市场空间潜力巨大。
—— 更多本行业研究分析详见前瞻行业研究院《中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》
物联网(IoT)、云计算和5G技术之间有密切的关系。
物联网是指将各种物品(例如家用电器、工业设备、车辆、传感器等)通过互联网连接在一起,实现数据共享和实时监测的网络系统。
云计算则是指通过互联网将计算资源和数据存储服务提供给用户的一种方式,是支持物联网发展的重要基础设施之一。
5G技术则是一种新一代移动通信技术,具有更高的速度、更低的延迟和更大的容量,能够支持更多的物联网设备接入和数据传输。
物联网需要大量的计算和存储资源来处理海量的数据,而云计算提供了可扩展、d性和高效的计算和存储资源,为物联网提供了强有力的支持。同时,5G技术能够提供更快的数据传输速度和更稳定的连接,为物联网提供了更为广阔的应用场景和更高效的数据传输方式。
综上所述,物联网、云计算和5G技术之间相互依存,共同促进了数字化、智能化和网络化的发展。
就目前来看,5G 不等于运营商商用网络,通常讲到 5G,我们会提到 5G 支持三种基本类型的通信:增强型移动宽带(eMBB),大规模机器类型通信(mMTC)和高可靠低延迟通信(URLLC)。正是这3种通信的各种优点,让人们对5G在工业的应用充满了想象。
工厂内的5G网络:设备数据通信,大规模数据传输等
随着工业互联网的发展,越来越多的车间设备,如机床、机器人、AGV等开始接入工厂内网,尤其是 AGV 等移动设备的通信,有线网络难以满足,对工厂内网的灵活性和带宽要求越来越高。传统工厂有线网络可靠性带宽高,但是灵活性较差,无线网络灵活性较高,但是可靠性,覆盖范围,接入数量等都存在不足。兼具灵活性、高带宽和多终端接入特点的 5G,成为承载工厂内设备接入和通信的新选择。
当前应用试点的 5G 设备数据通信主要是基于 5G 大带宽和接入设备量多的特性,带来的延迟下降及更好的可靠性,替换目前的WiFi类无线通信方案。WiFi 目前用于设备通信主要问题是和 4G 网络频段接近,易被干扰,覆盖能力不足,接入能力不足。5G 网络相比 WiFi 的优势,主要是传输速率更快,延时更低,支持同时接入的设备更多,通信的抗干扰性更强。5G 传输速度相比 WiFi 提升还算明显。
5G 时代,连接将突破 70亿 人口的上限,拓展至整个物理世界,连接数至少将提升 2-3 个数量级。连接赋能的重点业务也将从消费拓展至产业,覆盖工业、车联网、智慧城市、智慧能源等多种场景。
面对工业发展的需要,图扑软件认为,工业和互联网的结合离不开数据可视化的支持。工业互联网的实质是达到机器之间的互联互通,依靠提取到产生的数据更好的控制机器工作。可以让工作达到事半功倍的效果,图扑软件 在数据可视化领域一直潜心摸索,不断追求为企业或者机构挖掘潜在数据价值的信念,为应急决策提供准确的数据支持。
利用物联网和传感器收集的数据,对工业设备和网线进行实时监控并分析产生数据。采用 3D 可视化系统,提供更接近现实设备的画面,易于用户接受,提升对设备的辨识度。可以让用户洞悉整个系统同时,还可以观测到部分细节。兼顾了整体与局部,提供了丰富的交互体验。并且在成熟的 5G 技术支持下,因其大于 4G 数倍的带宽,快 4G 百倍的传输速率能更好的让图扑软件的 HT For Web 轻量可视化在浏览器或移动端上实现远程可视化监控;图扑(IoTopo)Web 组态软件,运行人员和系统工程师可以在任何有网络的地方通过手机、平板电脑和普通 PC 机就可以实现对整个系统的实时监控,方便快捷,大大提高了工作的灵活性,也为整个系统的监控、维护和紧急维修提供了更加灵活方便的新平台。
5G 广域网络:实现设备远程遥控和大规模数据传输,在广阔室外运行的一些作业车辆、飞行器等,由于工况危险、作业范围偏僻等原因,有一定的遥控需求,也初步实现了一些遥控功能。但这些遥控要么使用近距离通信方式,场景受限,要么使用广域无线网络,但数据传输能力有限。广阔场景,如大型矿山,只能使用广域网络,但 4G 实时行驶画面传输延滞后明显 ,导致车辆运行速度无法提高,不能实现远程遥控的有效应用。
除了远程遥控,车辆、无人机等运行、作业时,还有运行信息回传的需求。随着通信网络发展,车辆回传信息从 2G 时代基本 GPS 信息,到 3G 时代各类运行参数,以及 4G 时代的视频,一直在持续提升。5G 的大带宽网络用更低的延时实时回传高清视频,结合数据的实时云端分析和结果返回,则可以形成一系列实时分析控制应用。
作为为运营商网络而生的技术,5G 网络天然就是要构建一张巨大的公网,但这个网络跟日常工业企业的内网需求存在显著差别,工厂内部不同的业务需要的网络不同,更重要的是工厂网络一般是局域网,为了安全很多都追求与公网的物理隔离。
总结:5G适应的行业场景
短期看,5G比较适合优先应用的场景有大概四种:
1 一般工厂车间,5G 用于 AGV 等移动设备。
2 一般工厂车间,5G 用于大规模数据传输和后台实时分析。
3 港口、矿山等面积较大的封闭工业现场,5G 用于设备远程遥控作业等。
4 燃气管道、电力输送线、河流等开放场景,通过 5G 实现远程巡检和监测
在 5G 物联网支持下,产业中所有的基础设施、生产设备、各种电子产品都将被连接起来,更多的创新空间随之而生,传统产业将迎来非常巨大的市场机遇。这些行业规模巨大,每一个都不亚于消费行业。工业、城市管理都是百万亿级的行业规模,物流产业有 20 万亿的规模,能源的体量也在万亿以上。
纵观通信发展进程,5G 代表的是一场夸际革命,也是支撑未来 5 年产业创新的重要底层基础设施。工业领域大体有三个创新方向:企业数字化和联网化;数据资产管理,驱动产能升级;产业生态创新,纵向改造垂直行业产业链不同环节的效率,实现产业上下游信息互联、高效协同。
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