5G技术及其在博物馆的应用前景

耿雷

摘  要  如今，以“互联网+”、云存储、大数据为代表的新一轮信息技术革命正在重新定义由人类社会、物理世界、信息空间构成的这个三元的世界。其中，5G无疑是时下最为火热的信息技术概念，是新一代信息技术的聚焦点。5G被誉为“数字经济新引擎”，是“中国制造2025”和“工业4.0”中不可或缺的重要一环。5G开辟了新的蓝海，或许也将成为开启博物馆智慧化时代的宝藏钥匙。5G技术在博物馆的应用前景十分广阔，电信、互联网等信息技术企业应与博物馆深化在5G应用领域的合作，深度挖掘优质的历史文化资源及博物馆自身潜在价值，从5G应用场景方面积极探索和融合，助推博物馆智慧化发展。

关键词  5G;博物馆

中图分类号  G2      文献标识码  A      文章编号  2096-0360（2019）14-0025-02

随着信息技术的快速发展，一场以数字化、集成化、网络化为特征的信息风暴正在席卷全球，逐渐融入到政治、经济、军事、文化等各个领域，深刻影响并改变着我们的生活方式。习近平总书记在2018年两院院士大会上的重要讲话指出：“世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，以信息化、智能化为杠杆培育新动能。”可见，信息技术产业将成为我国经济社会发展新的内在动力，对党和国家统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局，加快建设创新型国家，具有重大的意义和影响。

人类社会发展至今已经经历了数次信息技术革命，从语言的创造到文字的使用，从印刷术的发明到电报、电话、广播的问世，再到计算机、互联网的普及，每次信息技术革命都带动人类社会发生深刻的变革，是记载着社会发展和生产力进步的里程碑。

如今，以“互联网+”、云存储、大数据为代表的新一轮信息技术革命正在重新定义由人类社会、物理世界、信息空间构成的这个三元的世界。5G无疑是时下最为火热的信息技术概念，是新一代信息技术的聚焦点。从5G的标准制定到组网部署，全世界的国家都在企图占据5G的制高点、掌控话语权，各国的顶尖科技企业也都在这个信息技术革命的舞台上你方唱罢我登场，可以说，谁掌握了5G，谁就掌握了未来的发展先机和优势。5G被誉为“数字经济新引擎”，是大规模物联网、自动驾驶、人工智能等关键钥匙，是“中国制造2025”和“工业4.0”中不可或缺的重要一环。

1  什么是5G

5G全称5th Generation Wireless Systems，是第五代移动通信技术，是蜂窝移动通信技术4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统新一代的延伸。越来越多终端设备接入和新的应用上线，使得移动网络数据流量持续上升，预计在2020年，移动通信網络所需容量将达到现有的1 000倍。移动数据流量的暴涨将给网络带来严峻的挑战，造成网络能耗和比特成本升高，对稀缺的移动通信频谱需求进一步加大，并难以实现频谱和网络资源的高效利用。5G的问世将成为解决这些问题的关键钥匙。目前移动网络频段绝大多数都在2.5 GHz以下的低频空间，而5G技术将会使用24.25 GHz～52.6 GHz高频频段，搭载毫米波，其具有非正交多址接入技术 （Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）、FBMC（滤波组多载波技术）、波束赋形、大规模MIMO技术（3D/Massive MIMO）、D2D等先进的通信技术，能够承载更多的资源，自然也会达到更快的速度，从而达到超高速网络。

2  5G的特点

国际标准化组织3GPP为5G定义了三大应用场景：eMBB、mMTC、URLLC，是从实际应用层面对5G的几个主要特性做出了具体的阐述。

1）eMBB （enhanced Mobile BroadBand）增强移动宽带，顾名思义，是对原有的移动宽带在用户体验、系统性能等技术指标上进行强化，最直接的体现就是移动通信网络的网速大大提升。5G的理论速率，国际电信联盟ITU公布的标准为峰值数据下行速率可以达到20 Gbps（2 500 MB/s），上行速率可以达到10 Gbps（1 250 MB/s）。OpenSignal发布的报告显示，现阶段全球4G网速平均值为16.9 Mbps（2.11 MB/s），4G网速最快的国家有着45 Mbps（5.625 MB/s）左右的平均速率。所以5G的网速相比4G时代将得到跨越式的发展。此外，超高网速将对3D、VR、超高清视频等大流量移动通信业务的推广和应用提供有力支撑。

2）mMTC（massive Machine Type Communications）海量机器类通信，既5G网络可同时覆盖连接大数量、高密度的终端设备，国际电信联盟ITU对mMTC应用场景公布的标准为至少100万部终端设备/平方公里，如此大的终端连接密度让5G对于大规模物联网等行业十分重要。5G技术使泛在网和万物互联的实现成为可能。越多的终端设备并接入网，越是存有对移动网络广泛存在的需求，如此才能拓展更加丰富的业务与服务，实现更多的场景应用。同时，若要支持大规模物联网应用，实现万物互联，就必须要促使终端设备降低功耗，例如让终端设备一周充一次电，甚至一个月充一次电，如此才能改善用户体验，推动5G技术在智慧城市、农林业智能化、环境治理与检测、大规模物联网等领域的普及应用。

3）URLLC（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）超高可靠和低时延通信，简而言之，既降低移动网络通信的延时，保障通信连接稳定可靠。国际电信联盟ITU规定5G的时延应低至1ms，因此5G技术在远程教育、远程医疗、无人驾驶、应急处置等方面具有广阔的应用前景。例如5G的一个重要应用场景就是无人驾驶。众所周知，现在的无人驾驶还无法解决的问题之一就是对网络连接高可靠和低时延的超高要求，连接的不稳定和紧急时刻的延迟反映到实际使用中，可能就是无法挽回的惨剧。而5G的低延时和高可靠特性将使URLLC在无人驾驶智能控制、远程交通调度等业务方面拥有很大潜力。

3  5G在博物馆的应用前景

今天，口袋影院、口袋商城、口袋医疗等各种类别的移动终端应用迎合了我们对生活便捷、高效、品质化的追求，人们不禁想到如何把蕴藏着丰富的历史文化资源的博物馆也收到口袋中，成为私人的文化会客厅和小学堂。作为历史文明的见证者和传承者，博物馆也在积极推进数字化、信息化建设进程，用影视、综艺、社交媒体等方式不断诠释历史文明在新时期的新定义、新价值。博物馆未来的发展趋势也在数字化的基础上逐步走向智慧化、智能化。随着5G的到来，博物馆将迎来智慧化发展的新机遇。2019年6月6日，工信部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广播电视网络有限公司正式发布5G牌照，这意味着中国正式进入5G商用元年。5G开辟了新的蓝海，成为未来信息技术产业发展的“兵家必争之地”，或许将成为开启博物馆智慧化时代的宝藏钥匙。日前，由中国移动咪咕公司与湖南省博物馆联手打造的全球首家5G覆盖的博物馆已于今年5月18日国际博物馆日正式亮相;早些时候华为公司也与故宫博物院签署战略合作协议，双方将在建设智慧化故宫、推广5G应用等领域深化合作。可见，在未来会有更多的电信、互联网等信息技术企业加入到与博物馆在5G应用领域深化合作的行列，深度挖掘优质的历史文化资源及博物馆自身潜在价值，从eMBB、mMTC、URLLC三大5G应用场景方面积极探索和融合，推动博物馆由数字化逐步走向智慧化的发展轨道。

一是利用好eMBB的高速度特性。当前许多博物馆已经就展览的形式和内容在数字化领域进行了许多积极的探索，从动漫、游戏、自媒体视频、社交平台推送等多种视角和途径的尝试中取得了可喜的成绩。5G技术的到来则会进一步加强博物馆对3D、AR/VR、全息影像、超高清视频等前沿技术的融合和应用。这类数据流量大、网速要求高的媒体形式也急需5G技术落地来解除其广泛应用的瓶颈和禁锢。有了5G的支持，观众可以通过VR漫游穿越时空，或亲临旌旗密布，杀伐决断的古代疆场;或师从名工巧匠，见证传世瑰宝的前世今生;或于溪谷，踏雪执剑，寻琴萧幽幽;或于宫廷，雕栏玉柱，览世间繁华……这种5G+AR/VR的技术让历史场景和文物原貌得到了还原，打破空间与时间限制的观展方式，刷新了观众对文化体验的认知，突破了物理边界，让观众发觉文物不再是冰冷的陈列，而是一个个活的故事，給观众带来更生动、新颖的沉浸式观展体验，从而促进博物馆蕴藏的文化内涵和价值得以升华。

二是发挥好mMTC的广覆盖优势。终端设备的大面积高密度覆盖连接是5G的另一个重要特性。5G的这个特性将为泛在网、万物互联的实现提供有力支撑。利用5G技术，在博物馆内部署大量的传感器，可以实现展品和文物多层次、纵深化的管理模式，例如在中心层次可以给展品和文物佩戴上“智能穿戴设备”，让展品和文物实现实时在线管理，并通过传感器不断的对温度、湿度、空气中含氧量、紫外线强度等数据实时监控;在中间层次，即文物所处的囊匣、包裹、箱柜也实时连接在物联网内，文物的搬运工具、测量和修复设备都处于在线管控状态，随时随地可感知文物的位置、状态、修复进度等信息;在展陈区域或藏品库房等外部层次管理中，有更多的数据将被采集，比如观众密度、空气质量、火灾隐患检测、是否携带危险品、电梯设备的维护保养等。可以说，我们身边的设备、家居、车辆、基础设施、公共服务等将都将被网络连接起来，因此5G将成为博物馆内人身安全、文物安全、场所安全、公共服务评价等评价指标的重要支撑。

三是应用好URLLC的低时延性能。URLLC应用场景具有低时延、高可靠性的特性，数据时延不超过1ms，是5G中最为重要的一个特点。博物馆在5G技术的帮助下，可以在更多领域发挥潜能，例如在远程考古发掘现场，通过5G技术可以让博物馆的学者和专家在网络上实时的参与到整个发掘的过程中;在文物修复过程中遇到了难点，工作人员可以通过5G获得实时的在线技术支持等。此外，有了低时延高可靠的技术加持，5G对于博物馆安全工作也十分重要。博物馆内部署的大量安防、消防的探测器和传感器可以更快速更准确的完成动态响应;4K高清视频也能毫无延迟的将现场图像实时转播到监控平台上;在AI智能、深度学习方面取得更多的建树，让未来的安防机器人在博物馆内实现远程控制、自动巡逻、应急处置等智慧化功能。

4G改变生活，5G改变社会。随着5G技术的应用普及，万物互联成为可能，更多的数字化应用将在博物馆里孕育而生，我们或将迎来一个前所未有的智慧化博物馆。5G将至，博物馆如何把握住新一轮的信息技术革命带来的发展契机，在人才储备，战略合作，思维创新等方面提前布局，积极筹备，顺利衔接5G技术落地，将会是博物馆今后一段时间内工作的重点和关键。

参考文献

[1]周威.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国新通信，2017（3）.

[2]王祥.分析当前5G网络技术研究现状和发展趋势[J].中国新通信，2019（1）.