中国对5G的布局也在紧锣密鼓地进行:
6月6日,中国工信部派发5G商用牌照,意味着中国正式进入5G商用元年。
6月25日,华为获得中国首张5G终端进网许可证,中兴宣布已在全球获得25个5G商用合同,OPPO、小米、三星等的5G布局也相继传出新消息。
6月26日至28日,以“智联万物”为主题的“2019世界移动大会·上海”(简称MWC上海)在上海新国际博览中心召开,焦点为展示5G技术在全球范围内的前沿应用。
作为本身就会产生大量数据的行业,物流的发展一直与科技紧密相连。然而虽然5G已正式进入商用阶段,却只有部分头部物流企业在积极布局,大多数物流企业仍持观望态度。究其原因,是很多企业仍有疑惑:到底什么是5G?5G有什么特性?5G的到来又将怎样改变物流行业?
看完本文,相信你会对以上问题有一个较为清晰的了解。
一、什么是5G
1、5G的定义:
简单来说,5G是第五代移动通信网络,比4G的传输速度快数百倍。应用于生活中,人们最直观的感受是:在5G的环境下,一部高清可在几秒内下载完成。
但5G的意义远不止于此,正如互联网出现后一直在不断地刷新人们的生活方式,5G的应用也将再次把人类带入下一个智能时代。
2、5G的三大特性:
5G相比于现在的通信网络有诸多优势,其中对未来生活场景影响最大的特性有三个:超低时延、高速带宽与海量接入。
①超低时延特性
数据传输的超低时延特性指对指令做出回复的时间极短。举例帮大家理解,背景为员工将工作汇报给上级:
高时延:上级12小时给了指示
低时延:上级12秒给了指示
该特性应用在生活中,可实现即时可靠通信场景(uRLLC),其主要业务包含自动驾驶、智能电网、远程 *** 控、互联网(触觉触发类)、即时游戏以及制造流程自动化等。
其中,对物流行业直接影响最深的是自动驾驶、智能电网技术。
②高速带宽特性
数据传输的高速带宽特性指一次可以高速地传输更多的数据信息。举例帮大家理解,背景还是员工将工作汇报给上级,共有10项汇报内容:
低带宽:每次只能汇报1项,上级每次也只能回复1项
高带宽:一次可以汇报10项,上级每次可以回复10项
该特性应用在生活中,可实现高能通信宽带场景(eMBB),其主要业务包含超高清视频、虚拟现实、增强现实、计算机视觉等对带宽要求极高的场景。
其中,对物流行业直接影响最深的是增强现实、计算机视觉技术。
③海量接入特性
数据的海量接入特性指可以收集到超多终端的信息并处理。举例帮大家理解:
接入现状:上级可以同时了解并指导2人的工作情况
海量接入:上级可以同时了解并指导200人的工作情况
(比例为随意举例,无参考性)
该特性应用在生活中,可实现海量机器通信场景(mMTC),5G 强大的兼容能力使其可以实现已提出多年的万物互联局面(即物联网)。
例如智慧城市将会彻底变成现实,整个城市的每个元素都能够将数据及时有效地上传控制中心进行处理。智慧家庭、智能工厂以及智慧物流都属于这种场景。
物联网与新一代物流的联系渗透在物流的方方面面,是5G给物流带来革新的关键技术。
二、5G 带来的新一代物流应用场景分析
5G作为移动通讯网络技术,对物流行业的影响并不是直接的,而是通过给各种技术赋能,间接地推动物流行业的发展。
5G赋能的场景,根据在物流行业的应用领域及应用目的不同,大致可以分为“运输赋能”、“仓储赋能”、“人力赋能”、“数据赋能”四类。
1、运输赋能
运输赋能是指通过5G支持的技术使用在运输上,以解放人力,实现自动运输为目的。
这类应用场景是全自动化物流运输,需要精准及时的指令 *** 作,以车与车之间数据信息即时共享为前提,通过智能追踪等技术,精准控制车辆进行运输。
目前自动驾驶领域的中国头部企业有:百度与RoadstarAI公司等。
2、仓储赋能
仓储赋能是指通过5G支持的技术使用在仓储上,以优化能源配用、提高效率为目的。
这类应用场景有智能电网、智能仓储、工业级视觉系统三种。
①智能电网
智能电网是智能仓储正常运转的能源保障。
电网一直属于国家控制,需要国家电网带头部署5G,才能实现新一代物流企业的广泛使用。
②智能仓储
智能仓储可实现的场景有:
仓库选址的优化
智能分拣
提高仓储环境下货物运输的性能
目前智能仓储领域的中国头部企业有:阿里、京东、苏宁、唯品会等电商企业和圆通、申通、顺丰等物流企业。
③工业级视觉系统
替代人类视觉,匹配高速度流水线,大幅度地提高物流自动化。
目前计算机视觉领域的中国头部企业有:商汤科技、腾讯、网易云等。
3、人力赋能
人力赋能是指通过5G支持的技术使用在人身上,以协助人的工作为目的。
这类应用场景有增强现实技术(AR)、工业级物流监控两种。
①增强现实技术(AR)
通过将虚拟信息投射到真实世界,相互重叠,形成一个多元化信息的新场景。
物流行业中应用 AR 技术可以降低人员培训成本。在阿里巴巴的菜鸟-AR 智慧物流系统中,工作人员通过AR眼镜看到系统提供的订单,按照最优路线行走,就能完成表单扫描和快递派送。
目前增强现实技术领域的中国头部企业有:商汤科技、亮风台、0Glass等。
②工业级物流监控
物流监控是指在物品的仓储和运输中对物品的全程跟踪,5G 将会使得物流监控这一核心的环节变得更加高效智能。
目前监控行业的中国头部企业有:海康威视、大华股份、博世集团、宇视科技、英飞拓等。
4、数据赋能
数据赋能是指通过5G支持的技术作用在数据处理上,以收集、处理和保护数据为目的。
这类应用场景有物流数据计算平台(数据的收集与处理)、区块链技术(数据的保护)两种。
①物流数据计算平台
5G可以拓宽物流数据的收集渠道,加快物流数据的处理速度,从而提高整个物流行业的服务质量与公信力。
目前数据计算领域的中国头部企业有:明略科技、个推、百分点、百融金服、TalkingDate等。
②区块链技术
物流需要对涉及用户信息的大数据、物流大数据及驿站大数据进行分析及安全存储、数据溯源技术研究。该过程可以借助区块链技术维护物流信息的安全传输。
区块链技术被认为是新一代物流数据和用户隐私保护的重要方案。
目前区块链技术领域的中国头部企业有:云象、阿尔山金融、网心科技等。
我国快递的日运送量早已超过1亿件,并且还在持续增加,人的工作效率很难满足日益增长的快递需求,通过5G对物流的运输、仓储、人力和数据赋能,能够全面提升物流各个环节的效率,物流的智能化是大势所趋。
处在日新月异的科技变革时代,既是机遇又是挑战。希望物流企业能积极探索,紧跟时代,做行业前端的弄潮儿。
5G到底是什么?
5G的全称是第五代移动通信技术(5th generation mobile networks),
1G(语音通话):第一代(1G)于20世纪70年代末推出,80年代初投入使用。1G网络是利用模拟信号使用类似AMPS和TACS等标准在分布式基站(托管在基站塔上)网络之间“传递”蜂窝用户。
2G(消息传递):在20世纪90年代,2G移动网络催生出第一批数字加密电信,提高了语音质量、数据安全性和数据容量,同时通过使用GSM标准的电路交换来提供有限的数据能力。
3G(有限数据:多媒体、文本、互联网):20世纪90年代末和21世纪初,3G网络通过完全过渡到数据分组交换,引入了具有更快数据传输速度的3G网络,其中一些语音电路交换已经是2G的标准,这使得数据流成为可能,并在2003年推出了第一个商业3G服务,包括移动互联网接入、固定无线接入和视频通话。
4G和LTE(真实数据:动态信息接入,可变设备):4G充分利用全IP组网,并完全依赖分组交换,数据传输速度是3G的10倍。由于4G网络的大带宽优势和极快的网络速度提高了视频数据的质量。LTE网络的普及为移动设备和数据传输设定了通信标准。
而5G相比于4G则增加了高速率、泛在网、低功耗、低时延的特点,从而具备超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信。目前,5G时代定义了以下三大应用场景:
eMBB:增强移动宽带,顾名思义是针对的是大流量移动宽带业务;
URLLC:超高可靠超低时延通信,例如无人驾驶等业务(3G响应为500ms,4G为50ms,5G要求05ms);
mMTC:大连接物联网,针对大规模物联网业务;
而5G标准则被分成了分成了R15、R16两大阶段,其中R15又分为三部分,R15 NR NSA(新空口非独立组网)标准2017年12月完成,R15 NR SA(新空口独立组网)标准2018年6月完成,后边的5G Late Drop于今年6月份冻结,而R16标准完成时间则要到2020年6月,到那个时候,5G所有标准才算完成。R15标准主要是5G组网方式,而R16主要是面向智慧工厂、无人驾驶等垂直领域应用。
如今完成的R15阶段的NSA和SA一直被人所广泛热议。
为什么会有NSA也就是非独立组网出现呢?不同于以往2G/3G/4G整体演进,5G时代核心网、基站被分开了,所以就多出了多种组合方式。R15 Late Drop标准也是为 NSA 增加了更多的组合方式,可以令移动运营商可以更便捷部署5G网络,主要是增加NSA非独立组网模式,转换为5G作为核心网,增加了5G基站为主,4G基站为辅;或者4G基站为主,5G基站为辅两种状况。此外还支持NR-NR双连接,意思就是手机同时连接到两个不同频段上,低频作为覆盖层,高频充当扩容层,既保证了信号覆盖又能提高传输速率。
目前商用的5G手机中只有华为手机支持SA组网,SA组网是未来发展趋势,但并不代表NSA是假5G,目前中国运营商很多都是用的NSA,5G的发展是由NSA向SA过渡的。明年所有手机都会支持NSA/SA,建议大家明年再买!
5G两大方案:Sub-6G和毫米波
5G的建设方式有独立组网和非独立组网两种,那你想要建设什么样的5G,其实也有两种,也就是我们说的5G两大方案:Sub-6G和毫米波。
这两种方案是根据5G所使用的不同频谱来划分的,频谱是频率谱密度的简称,手机通讯信号传输都是通过一定频率传输的。
根据2017年12月发布的 V1500版TS 38104规范,5G NR的频率范围分别定义为不同的FR:FR1与FR2。第一种(FR1)的重心放在6GHz以下的电磁(EM)频谱上(“低到中频段频谱”,也称为“Sub-6”),主要在3GHz 和4 GHz频段。第二种FR2侧重于24~300GHz之间的频段(“高频频谱”或“毫米波”)。
5G NR的频段号以“n”开头,与LTE的频段号以“B”开头不同。目前3GPP指定的5G NR频段如下:
① FR1(Sub-6GHz)范围内:
② FR2(毫米波)范围内:
波长较短的毫米波会产生较窄的波束,从而为数据传输提供更好的分辨率和安全性,且速度快、数据量大,时延小。其次,有更多的毫米波带宽可用,不仅提高了数据传输速度,还避免了低频段存在的拥堵(在研究毫米波频率应用在5G之前,该频段的主要运用在雷达和卫星业务)。5G毫米波生态系统需要大规模的基础建设,但可以获得比4G LTE网络高20倍的数据传输速度。
高通在MWC的展示中,通过运用毫米波技术,达到了463Gbps的网络传输速率,这是一个在4G时代无法想象的快速。
但受制于无线电波的物理特性,毫米波的短波长和窄光束特性让信号分辨率、传输安全性以及传输速度得以增强,但传输距离大大缩减。
根据谷歌对于相同范围内、相同基站数量的5G覆盖测试显示,采用毫米波部署的5G网络,100Mbps速率的可以覆盖116%的人口,在1Gbps的速率下可以覆盖39%的人口;而采用Sub-6频段的5G网络,100Mbps速率的网络可以覆盖574%的人口,在1Gbps的速率下可以覆盖212%的人口。
谷歌测试结果对比,上为毫米波覆盖,下为Sub-6覆盖
可以看到,在Sub-6下运营的5G网络覆盖率是毫米波5倍以上。而且建设毫米波基站,需要大约在电线杆上安装1300万个,将花费4000亿美元,如此才能保证28GHz频段下以每秒100 Mbps速度达到72%的覆盖率、每秒1Gbps的速度达到大约55%的覆盖率。而Sub-6只需要在原有4G基站上加装5G基站即可,大大节省了部署成本。
目前因为美国政府尤其是军方将大量3-4GHz范围内的频段用于军用通信和国防通讯,迫使美国只能选择押注毫米波。
中国选择押注Sub-6G,按3GPP关于5G的频谱范围规范,联通、电信舍弃了之前的频谱资源,换来了目前产业成熟度最高的35GHz资源(3400MHz-3500Mhz分配给中国电信,3500MHz-3600MHz分配给中国联通);移动则在26GHz频段和49GHz频段上持续深耕。
另外,中国虽然押注Sub-6G,但是并没有放弃对毫米波的探索,充分贯彻了鸡蛋不放在一个篮子里的理念。
中美5G建设状况
刚才我们说道,美国5G毫米波存在缺陷,所以目前Sub-6G中的3Ghz和4Ghz之间的频谱波段主导了全球的5G活动,因为相比于毫米波频谱,3Ghz和4Ghz的传播范围得到了改善,能用更少的基站数量提供相同的覆盖范围和性能。
而中国也成为了全球5G的领先者,并且有望成为5G全球经济的领导者,构建5G全球标准:
中国计划部署第一个广泛使用的5G网络,其首批Sub-6网络服务将于2020年投入使用。先发优势可能会推动智能手机和电信设备供应商以及国内半导体和系统供应商的市场大幅增长。因此,中国的互联网公司将为其国内市场开发基于5G速度和低延迟性能的服务和应用程序。随着5G在全球以类似的频段部署,中国的智能手机和互联网应用及服务很可能占据主导地位,即便它们被美国市场排除在外。中国在5G领域的发展,将重现美国在4G领域的辉煌。
在海外,中国一直在与国家和外国公司保持合作,以扩大其5G的影响力。在欧洲,尽管美国官员要求盟友阻止中国公司,华为和中兴仍然正在为个别国家的5G网络提供建设的服务,并签署了多项5G合同。此外,中国在“一带一路”计划中投入了大量时间和资源,包括推动中国建设的网络基础设施,以提供跨越整个路线的连通性。这一策略已经取得了一些成功:在2018年第三季度,华为在全球通信设备市场占有28%的份额,比2015年上升了4个百分点。随着更多地区的5G网络依赖中国通信设备推出,预计华为的市场份额将继续增长。这些努力将使中国能够推广其首选的5G网络标准和规范,并将在未来主导全球的5G产品市场。
而美国还在思考如何完全解决毫米波的缺陷,目前美国试图通过大规模MIMO和波束赋型改善毫米波的传播效率。
大规模MIMO是一种天线阵列,它将极大地扩展设备连接数和数据吞吐量,并将使基站能够容纳更多用户的信号,并显著提高网络的容量(假设存在多个用户射频路径)。波束赋型是一种识别特定用户的技术,该技术可以最有效的把数据传递给特定用户并减少附近用户的干扰。虽然这些技术可以改善毫米波的传播效率,但是在更大范围内保持连接稳定仍然存在挑战。在将毫米波作为一种更通用的无线网络解决方案部署之前,还需要投入大量的时间和研发成本来解决毫米波的传播特性问题。
除此之外,美国还在思考是否要转投Sub-6G方案,跟着中国走。
加速在美国进行5G 6 Sub-6 GHz的部署。向复杂的多频段收发器添加新频段大约需要两年时间,美国将能够通过利用市场上已有的子组件和设备来实现更成熟的频谱使用,例如使用现有的高通产品来实现中国5G系统使用的频段,从而避免花费额外的时间来弥补追赶这两年在5G研究上的落后。
然而即使通过共享频谱的方式,也需要花费5年:
想要允许Sub-6频段的商用,可以重新规划政府的频段或者共享这些频段,但这两个方式的时间都相对过长。清除频谱占用(将现有的用户和系统迁移到频谱的其他部分),然后通过拍卖、直接分配或其他方法将其释放到民用部门所花费的平均时间通常在10年以上。共享频谱是一个稍微快一点的过程,因为它不需要对现有的用户进行彻底的改革,但即使是这样,也要花费5年以上的时间。
可以说目前美国已经陷入了5G的困局之中,而中国在5G的发展上正走得十分稳健。工信部近日表示,目前各地所推进的基本上为非独立组网的5G网络,预计明年我国正式大规模投入建设独立组网的5G网络。
中国信息通信研究院的《5G产业经济贡献》认为,预计2020至2025年,我国5G商用直接带动的经济总产出达106万亿元,间接拉动的经济总产出约248万亿元,5G将直接创造超过300万个就业岗位。
最为重要的是,中国将可能成为全球5G的领导者,重现美国在4G时代的全球经济主导权。
数据来源:美国国防部国防创新委员会发布了《5G生态系统:对美国国防部的风险与机遇》(《THE 5G ECOSYSTEM: RISKS & OPPORTUNITIES FOR DoD》)报告
技术的进步通常是为了让人类的生活更美好,但如果它不能帮助我们保护和改善世界,那么任何进步都是不够的。甚至在新冠肺炎疫情暴发之前,人类避免即将到来的气候危机的能力就已经刻不容缓。在平衡经济复苏与环境可持续性方面,疫情给我们带来了一些额外挑战,但它也可以被视为提供了一个前所未有的机会。
幸运的是,5G有可能通过一些前瞻性应用来解锁更广泛的环境管理。通过实现行为改变,如允许更多人在家或几乎在其他任何地方工作,以及通过改善车辆管理以实现高效运输等等。
以下是5G给人们生活带来改变的四种方式:
1、减少车辆污染
虽然一些政府计划呼吁电动 汽车 逐渐取代以石油为燃料的 汽车 ,但现在可以采取很多措施来减少排放。通过5G连接的车辆可以通过传感器将维修状态的数据流回制造商,例如,识别何时刹车片磨损过薄,何时需要更换。将这些数据与使用模式的数据相结合,可以允许无线软件调整以优化性能和燃油效率。未来,传感器将通过5G与其他 汽车 和基础设施中的传感器进行交互。该技术被称为Cv2x 通信技术,将为全自动 汽车 铺平道路。即使是现在,T-Mobile网络采集的匿名5G数据也可以实时显示出交通缓慢的区域,让联网 汽车 建议最佳路线,继续前进,并在此过程中节省燃料,减少排放。
在4G时代流行起来的叫车和拼车服务,预计将利用5G开发一种新的基于云计算的边缘计算基础设施。这种低延迟连接可以用于智能驾驶辅助,并通过向司机提供道路和交通状况的更新来提高安全性。与此同时,人工智能个人助理可以通过信息服务和流媒体视频改善乘客体验。
2、节约资源,减少浪费
随着经济的快速发展以及城市化进程的加快,水资源分布不均、短缺、污染等造成了严重的生态问题。连接到支持 5G 的物联网的智能水传感器不仅可以检测漏水,还可以检测水污染。5G的规模意味着可以部署更大、更敏感的传感器网络,为企业和公共组织节约和优化用水。在更大范围内,传感器可以优化农业用水以及化肥和杀虫剂的使用,方法是将天气数据与土壤和作物状况数据结合起来,帮助农民更好地配置资源,更有效地耕作,并减少对环境的影响。
3、紧急和人道主义援助
5G驱动的物联网允许易受洪水或火灾影响地区的传感器传输早期预警数据,通过触发和协调缓解措施,有可能挽救生命,并保护财产和环境。在火灾的情况下,5G不仅改善了消防员和其他机构之间的沟通,而且智能头盔等5G增强现实工具可以让消防员穿透浓烟和火焰,直接看到火灾的中心。通过5G网络传输的视频分析数据揭示了燃烧材料释放出的热量水平和气体的化学成分,为消防员提供了前所未有的见解。
4、保护自然栖息地
森林在保护环境和使人们的生活更 健康 、更愉快方面发挥着巨大的作用。除了保持森林及其本土野生动物免受火灾伤害之外,物联网传感器还可以监测树木的 健康 ,对污染、疾病或缺水造成的危险发出警报。
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