5G究竟有何用？三大场景深入解读

说起5G，相信大家都不陌生，但是可能一些人对5G技术的理解只存在于会提高网速。你了解它具体可以做哪些事情吗？可能大家会有些许疑惑。本文我们就从实际生活出发，举几个5G技术的应用案例吧。

2015年9月，ITU（国际电信联盟）正式确认了5G的三大应用场景，分别是eMMB，uRLLC和mMTC。

（1）eMBB（Enhance Mobile Broadband）增强型移动宽带。

这种场景是现在人们使用的移动宽带（移动上网）的升级版，主要是服务于消费互联网的需求。在这种场景下，强调的是网络速率。若速率达到10Gbps以上，就是服务于eMBB场景的。

（2）uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication）低时延、高可靠通信。

uRLLC主要是服务于物联网场景的。例如车联网、无人机、工业互联网等。在这类场景下，对网络的时延有很高的需求。同时，这类场景对网络可靠性的要求也很高，不像手机上网，如果网络不稳定，最多引起用户的不满。

（3）mMTC（Massive Machine Type Communication）海量物联网通信。

mMTC是典型的物联网场景。例如智能井盖、智能路灯、智能水表电表等，在单位面积内有大量的终端，需要网络能够支持这些终端同时接入，指的就是mMTC场景。

接下来，我们就来看看在这三大场景下，都有哪些具体应用？

5G在车联网中的应用

城市内部的交通拥堵解决方案就是获取数据，再做数据分析，最后做数据运用。通过对这些行驶数据的进一步分析和学习，掌握车辆流向规律，对交通信号灯等进行控制，动态调整信号等待时间，提升交通路口的通行效率。

除了行驶问题缓解之外，还有停车问题，通过对停车场数据的采集，也可以及时对车流进行疏导。这些都是车联网的发展方案。

在目前的物联网技术中使用广泛的技术包括LTE-V、NB-IoT、LoRa等，但还不足以支持车联网。

5G技术则可以解决这些困扰：

1 5G网络可提升车联网数据采集的及时性。5G网络具有超低时延的优势，再感知能力的增强，可以保障人、车、路实时信息沟通，避免行车过程中人车碰撞和车车碰撞，在行车过程中可以实时采集路况，避免堵车，消除人为驾驶的诸多风险。

2 当公路被5G完整覆盖，动态采集车辆行驶速度信息，下达行驶指令，同时，及时采集天气信息、路况异常信息（例如动物闯入、货物掉落、落石滚入），并传递给车辆，进行规避。

3 解决城市内拥堵的重点在于部署5G的通信能力，摄像头视频数据采集，数据分析AI（人工智能），5G大带宽，海量数据连接，满足数据传输的需求。

5G在联网无人机中的应用

业界将5G和无人机看作是最好的“搭档”。在没有遇见5G之前，无人机还只是以个人 娱乐 应用为主，还经常饱受安全诟病。而5G的无处不在联网、更高的速率、更低的时延使得无人机的应用范围不断拓展。

其中，5G物流无人机便被认为是一种非常有前景的5G用例。亚马逊、谷歌等公司曾在测试无人机送货的服务。伴随着5G商用的到来，5G物流无人机应用将迅速推广开来。

5G无人机的优势有哪些：

1 在无人机物流领域，进一步提升快递速度和可靠性。目前，杭州市计划建立覆盖杭州的5G无人机城域网络，为智慧物流提供基于网联无人机E2E解决方案。

2 此外，5G技术将增强无人机运营企业的产品和服务，以最小的延迟传输大量的数据。

5G在智能电网中的应用

建设智能电网已经是大势所趋。但是，通过传统专网建设智能配电网，存在成本高、灵活性低的问题;而利用传统电信公网又存在业务隔离性差，安全保障和通信时延很难满足业务的要求。

5G技术则可以满足这些要求：

1 用5G网络切片来承载电网业务是一种新的尝试，将运营商的网络资源以相互隔离的逻辑网络切片，按需提供给电网公司使用，满足电网不同业务对通信网络能力的差异化需求。

2 兼顾高性能、高可靠、隔离和低成本，成为智能配电网的有效解决方案。

现在已有越来越多的企业推出基于5G网络切片的智能电网应用方案，包括华为、爱立信等。

5G在智能工厂中的应用

智能工厂已成为5G的典型应用。在目前的一些智能工厂中，使用机器人替代工人，虽然可以降低成本，提升效率，但对企业来说，并没有解决核心问题。在未来决定企业整体效率的，不是机器人的制造能力，而是对整个制造、运输、存储、销售环节的控制能力。

5G将会为智慧工厂带来新的变革：

1 5G网络会助推AI技术发展，工业机器人随之进步。

2 5G网络低时延、大连接、高速率的特点可以满足工业制造过程中能够对精度和强度的要求，人对机器人的 *** 控会更加灵敏，使工厂实现自动化。

3 对生产数据的采集、传输将更及时，从而更快地掌握生产信息，进行分析，作出相应计划。

5G在高清视频及直播中的应用

5G会在普通消费者领域造独角兽企业可能就是集中在视频领域，而且很可能是视频社交领域。

5G显现出的优势：

1 5G的超大带宽为用户带来极致的试听体验。

2 在直播性质的视频传输方面，5G的低延时、稳定性，降低用户观看困扰。

在2019年央视春晚主会场与深圳分会场进行了5G 4K超高清视频直播，画面流畅、清晰、稳定。在2022年北京- 张家口冬奥会中，也将充分利用5G开展重大活动、重要 体育 赛事直播。

5G在智慧医疗中的应用

5G在智慧医疗中的体现是多方面的，这里我们列举两个典型场景：

1 在5G网络下，可提高移动查房、移动护理的效率，医生可以随时进行电子病历的输入、查询和修改，也可随时翻阅X光片等较大的医疗文件。

2 随着5G时代到来，基于5G稳定、低时延网络的远程医疗，将对偏远地区的医疗现状产生变革，降低各地区医疗资源的差距。例如，心脏除颤每推迟1分钟，存活率会降低7%~10%。5G提供的低时延(1ms)，超高可靠性正好满足了这方面需求。

目前，5G网络在美国远程医疗中的应用已经初现端倪。以堪萨斯儿童医院为例，该院47名儿科医生中，已有26名通过网络，连接至堪萨斯城的儿童。

5G在智慧农业中的应用

根据联合国粮食及农业组织的统计数据，为了养活日益增长的人口，全球农民在2050年将不得不产出多出70%的粮食。这听起来像是一个几乎不可能完成的任务，因为环境在不断恶化。

有了5G，这些问题可以迎刃可解。

1 利用5G高速网络以及多种传感器，可以随时监控土壤的湿度、温度、肥度等各种影响农作物产量的因素，并做出实时处理，从而提高农作物的产量。

2 可以节约人力成本，减少体力劳动需求，提升农场运营效率。

5G在智慧家庭中的应用

智慧家居被提及多年，但一直遭遇落地难问题。5G能够彻底改变智能家居终端的部署与服务方式，它将解决一些消费者投诉的主要问题。

1 5G拥有海量的连接数，可满足家庭中大量的智慧家居同时接入，解决了终端设置困难。

2 通信容量大，不会担心连接设备过多过于密集导致个体无法通讯的情况。

3 设备5G网络有效解决了终端设置困难。

4 解决了此前智能家居中设备不可靠，以及时延过高的问题，从而让智慧家居真正照进现实。

物联网的概念最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书，在《未来之路》中，比尔盖茨已经提及Internet of Things的概念，只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展，并未引起世人的重视。1998年，美国麻省理工大学(MIT)创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想；1999年，美国Auto-ID首先提出“物联网”的概念，称物联网主要是建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上；2005年，ITU发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，综合二者内容，正式提出“物联网”的概念，包括了所有物品的联网和应用。目前较为公认的物联网的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络
1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机Networked Coke Machine。1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。2003年美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2004年日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的泛在网络社会。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。

1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。
1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。
物联网（Internet of Things，缩写：IoT）是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境（家庭、办公、工厂）等，具有十分广阔的市场前景。

从脑科学的角度看人工智能与物联网，云计算，大数据，工业互联网的关系
如果我们观察近20年来互联网出现的新应用和新功能，可以直观的发现互联网与大脑结构具有越来越多的相似性。这些现象包括：打印机，复印机的远程 *** 控，医生通过远程网络进行手术;中国水利部门在土壤，河流，空气中安放传感器，及时将气温，湿度，风速等数据通过互联网传输到信息处理中心，形成报告供防汛抗旱决策使用; Google推出了“街景“服务，在城市中安装安装多镜头摄像机，互联网用户可以实时观看丹佛、拉斯维加斯、迈阿密、纽约和旧金山等城市的风貌等。
这些新互联网现象分别具备了运动神经系统，躯体感觉神经系统，视觉神经系统的萌芽，基于以上互联网新现象，2008年9月我们发表论文“互联网进化规律的发现与分析 ”,从神经学的角度分析互联网的成熟结构，将其抽象为一个与人类大脑高度相似的组织结构-互联网虚拟大脑。寻找并定位互联网的虚拟听觉，视觉，感觉，运动神经系统，虚拟中枢神经系统等。绘制出互联网的类大脑结构图（图1）。

如果用这个架构分析物联网，云计算，大数据，人工智能（深度学习），工业40，工业互联网，无人机，智能驾驶，虚拟现实，可以得到如下结论。
1物联网是互联网大脑的感觉神经系统萌芽
2005年11月国际电信联盟（ITU）发布了题为《 ITU Internet reports 2005-theInternet of things 》的报告，正式提出了物联网（Internet ofthings,IOT）一词，这一报告虽然没有对物联网做出明确的定义，但从功能角度，ITU认为“世界上所有的物体都可以通过因特网主动进行信息交换，实现任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联、无所不在的网络和无所不在的计算”；从技术角度，ITU认为“物联网涉及射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术和智能技术等“。
因为物联网重点突出了传感器感知的概念，同时它也具备网络线路传输，信息存储和处理，行业应用接口等功能。而且也往往与互联网共用服务器，网络线路和应用接口，物联网的这一特征可以看做是互联网大脑的感觉神经系统萌芽。

该机构创建于1993年，前身是国际电报电话咨询委员会（CCITT是法语Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique的缩写, 英文是International Telegraph and Telephone Consultative Committee），总部设在瑞士 日内瓦。由ITU-T指定的国际标准通常被称为建议（Recommendations）。由于ITU-T是ITU的一部分，而ITU是联合国下属的组织，所以由该组织提出的国际标准比起其它的组织提出的类似的技术规范更正式一些。ITU-T的各种建议的分类由一个首字母来代表，称为系列（见下文），每个系列的建议除了分类字母以外还有一个编号，比如说V90。 在有些情况下，会制定出一个混合了很多专有技术的毫无希望的大杂烩，这时候没有任何一个赢家。彩色传真技术就曾经是，并且直到现在仍旧是这样的例子。另一个现象是公众倾向于从另外一类能更快的对公众的要求作出反馈的标准制定组织来获取标准，这样的组织包括非正式的、非政府的组织像国际工程任务协会（IETF for Internet Engineering Task Force），以及一些行业组织像万维网联盟（W3C for World Wide Web Consortium）。作为反应，ITU-T现在在 *** 作过程上也做了很大的改进。从一家成员公司提出最初的标准草案的提案到批准最终的标准（建议）之间的时间最短可以短到几个月（也许更短）。比起CCITT以前的运作，ITU-T现在的标准制定过程可以对快速发展的技术作出更快速的反应。一个标准在修改（需要的情况下）以后，可以保持它原来的名字。比如说，在80年代中期，一个连接X25（包中继）网络的终端需要根据网络实现是按照1980年黄皮书还是按照1984年红皮书实现的来切换 *** 作模式。现在，更常做的是当一个新版本的标准发布时将一个旧版本的标准标志为被取代，而且原先版本的内容通常都被毫无变更的保留到新版本中，并将新的功能加入，以得到完整的新版本标准。有些时候，与其修改现有的标准，不如新建一个标准替代原有的。这样的新标准通常通过在原来的标准后面加上“bis”或者“ter”的后缀来表明，如“V26bis”和“V26ter”。

物联网覆盖的技术领域非常广泛，涉及总体架构、感知技术、通信网络技术、应用技术等各个方面。物联网标准组织有的从机器对机器通信（M2M）的角度进行研究，有的从泛在网角度进行研究，有的从互联网的角度进行研究，有的专注传感网的技术研究，有的关注移动网络技术研究，有的关注总体架构研究。目前介入物联网领域主要的国际标准组织有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等。
针对泛在网总体框架方面进行系统研究的国际标准组织比较有代表性的是国际电信联盟（ITU-T）及欧洲电信标准化协会（ETSI）M2M技术委员会。ITU-T从泛在网角度研究总体架构，ETSI从M2M的角度研究总体架构。
感知技术（主要是对无线传感网的研究）方面进行研究的国际标准组织比较有代表性的是国际标准化组织（ISO）、美国电气及电子工程师学会（IEEE）。
通信网络技术方面进行研究的国际标准组织主要有3GPP和3GPP2。他们主要从M2M业务对移动网络的需求方面进行研究，只限定在移动网络层面。
在应用技术方面，各标准组织都有一些研究，主要是针对特定应用制订标准。
总的来说，国际上物联网标准工作还处于起步阶段，目前各标准组织自成体系，标准内容涉及架构、传感、编码、数据处理、应用等，不尽相同。

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