5G未來的應用將不再只是手機,它將面向未來VR/AR、智慧城市、智慧農業(yè)、智能制造、工業(yè)互聯網、車聯網、無人駕駛、智能家居、智慧醫(yī)療、無人機、應急安全等等。
5G超高速上網和萬物互聯將產生呈指數級上升的海量數據,這些數據需要云存儲和云計算,并通過大數據分析和人工智能產出價值。
與此同時,為了面向未來多樣化和差異化的5G服務,一場基于虛擬化、云化的ICT融合技術革命正在推動著網絡重構與轉型。
5G技術可以利用三大場景將分布廣泛、零散的人、機器和設備全部連接起來,構建統(tǒng)一的互聯網絡。5G支撐的工業(yè)應用將成為下一個引爆點。
1、5G與物聯網
5G三大場景能分別支撐不同的功能應用需求。比如eMBB能支撐起遠程視頻監(jiān)控、視頻會議等高帶寬的應用場景;mMTC能滿足大量低功耗嵌入式終端的數據連接與傳輸需求。
工廠智能化轉型的推進,物聯網作為連接人、機器和設備的關鍵支撐技術正受到企業(yè)的高度關注。這種需求在推動物聯網應用落地的同時,也極大的刺激了5G技術的發(fā)展。
面對復雜的工業(yè)互聯需求,5G技術需要適應不同的工業(yè)場景,能滿足物聯網的絕大部分連接需求。因此,5G與物聯網是相輔相成的關系,物聯網應用落地依賴于5G提供不同場景的無線連接方案,而5G技術標準的成熟也需要物聯網應用需求的刺激和推動。
2、5G與工業(yè)AR
在未來智能工廠生產過程中,人將發(fā)揮更重要的作用。然而未來工廠增強現實AR將發(fā)揮很關鍵作用,在智能制造過程中可用于如下場景:如:監(jiān)控流程和生產流程,生產任務分步指引,如手動裝配過程指導;遠程專家業(yè)務支撐等。
在這些應用中,AR設備和云端通過無線網絡連接。需要將設備信息處理功能上移到云端,AR設備僅僅具備連接和顯示的功能。
AR設備將通過5G網絡實時獲取必要的信息,例如,生產環(huán)境數據、生產設備數據、以及故障處理指導信息。
場景下,AR眼鏡的顯示內容,必須與AR設備中攝像頭的運動同步,以避免視覺范圍失步現象。通常從視覺移動到AR圖像反應時間低于20ms,則會有較好的同步性,所以要求從攝像頭傳送數據到云端到AR顯示內容的云端回傳需要小于20mms,除去屏幕刷新和云端處理的時延,則需無線網絡的雙向傳輸時延在10ms內才能滿足實時性體驗的需求。而該時延要求,LTE網絡無法滿足。
3、5G與物流追蹤
預計5G將在深度覆蓋、低功耗和低成本(規(guī)模經濟)以及作為3GPP標準技術方面提供額外優(yōu)勢。5G提供的改進將包括在廣泛產業(yè)中優(yōu)化物流,提升工人安全和提高資產定位與跟蹤的效率,從而最小化成本。它還將擴展能力以實現動態(tài)跟蹤更廣泛的在途商品。隨著在線購物增多,資產跟蹤將變得更加重要。
在物流方面,5G網絡能很好的滿足這類需求。從倉庫管理到物流配送均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的連接技術。此外,虛擬工廠的端到端整合跨越產品的整個生命周期,要連接分布廣泛的已售出的商品,也需要低功耗、低成本和廣覆蓋的網絡,企業(yè)內部或企業(yè)之間的橫向集成也需要無所不在的網絡。
4、5G與工業(yè)自動化控制
5G可提供極低時延長、高可靠,海量連接的網絡,使得閉環(huán)控制應用通過無線網絡連接成為可能?;谌A為5G的實測能力:空口時延可到0.4ms,單小區(qū)下行速率達到20Gbps,小區(qū)最大可支持1000萬+連接數。由此可見,移動通信網絡中,僅有5G網絡可滿足閉環(huán)控制對網絡的要求。
工業(yè)自動化控制,是制造工廠中最基礎的應用,核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的控制周期內每個傳感器進行連續(xù)測量,測量數據傳輸給控制器以設定執(zhí)行器。
典型的閉環(huán)控制過程,周期低至ms級別,所以系統(tǒng)通信的時延需要達到ms級別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實現精確控制,同時對可靠性也有極高的要求。如果在生產過程中由于時延過長,或者控制信息在數據傳送時發(fā)生錯誤可能導致生產停機,會造成巨大的財務損失。
5、5G網絡與云化機器人
5G網絡可以達到低至1ms的端到端通信時延,并且支持99.999%的連接可靠性,強大的網絡能力能夠極大滿足云化機器人對時延和可靠性的挑戰(zhàn)。
在智能制造生產場景中,需要機器人有自組織和協(xié)同的能力來滿足柔性生產,這就帶來了機器人對云化的需求。5G網絡是云化機器人理想的通信網絡,是使能云化機器人的關鍵。5G切片網絡能夠為云化機器人應用提供端到端定制化的網絡支撐。
和傳統(tǒng)的機器人相比,云化機器人需要通過網絡連接到云端的控制中心,基于超高計算能力的平臺,并通過大數據和人工智能對生產制造過程進行實時運算控制。
通過云技術機器人將大量運算功能和數據存儲功能移到云端,這將大大降低機器人本身的硬件成本和功耗。并且為了滿足柔性制造的需求,機器人需要滿足可自由移動的要求。因此在機器人云化的過程中,需要無線通信5G網絡具備極低時延和高可靠的特征。
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