运营商5G +新型智慧城市的发展路径研究

靖磊

南京铁马信息技术有限公司

0 引言

新一代信息技术已经从技术变革跨入创新应用的重要窗口期，成为各国抢占科技制高点与国内各地智慧城市建设的重要发力点。当前，全球范围内信息技术的演进正在进入一个以5G为骨架、以大数据为内核、以人工智能为驱动的全新阶段。作为下一代通信网络标准，5G具有高带宽、低时延、大连接、低能耗等显著优势，不仅成为建设绿色、智能、泛在的未来世界的核心基础设施，而且会带来全社会范围内数据规模和智能化水平的巨大提升，推动人类社会真正迈人以万物互联、众数互联、群智互联为特征的智能化时代。

在新型智慧城市的建设中，运营商5G网络是至关重要的一环。5G提供的大规模连接能力，将逐步实现城市部件的数字化和智能化，使得每一个城市部件都将实时在线，并持续不断地产生运行数据，为感知建模、人工智能提供数据，这是5G新的连接能力所带来的质变。运营商以5G技术为核心，以规划、建设、运营为路径，以国家新型智慧城市发展规划为指引，以城市构建者、整合者、运营者为目标，致力于推动以5G技术与新型智慧城市建设融合，迈入万物智联的新时代。

1 5G驱动新型智慧城市发展迈入新时代

全球的智慧城市发展都在进入新的阶段，5G作为智慧城市发展的新引擎，推动城市进入新的文明阶段。随着无线移动通信系统带宽和能力的增加，面向个人和行业的移动应用快速发展，移动通信相关产业生态将逐渐发生变化，5G不仅仅是更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术，更是面向新型智慧城市的智能网络以及通过新ICT技术重塑城市基础设施，打造城市的神经系统，为城市管理提供技术创新、模式创新以及应用创新。如图1所示。

图1 5G助力新型智慧城市建设

5G让新型智慧城市发展迎来了新契机、新时代。城市中的每个人、物、组织，都将变为智能体，5G为城市智能体提供随时随地的连接能力，人、物、组织在城市中实时连接、交换数据和需求，虚拟城市与物理城市无缝融合、交换，推动城市中的一个个智能体连接成为一个分布式超级大脑。城市将变得更加智能，充分满足城市中每个智能体个性化的需求。

在政府治理方面，随着5G通信技术、大数据和人工智能的不断交互融合，政府决策模式将向数字化和智能化方向转型，智能化决策和智能化管理将成为未来政府治理的普遍机制，政府将更加注重社会治理的个性化和精准化。5G通信技术带来的实时传输将全面推动未来政策制定过程的云端化和移动化，云端政务和移动办公将在未来占据主导。

在民生服务方面，5G的高速率和低时延将推动政府公共服务向虚拟化和泛在化方向演变，全量信息的采集将推动感知泛在、连接泛在和智能泛在的到来，政府提供的公共服务将逐步实现虚拟化：面对公共事件，AI虚拟客服助手可以实现24小时线上答复、线下办理、信息反馈、政务公开，全面提升办事效率，为民谋利、为民尽责。

在产业经济方面，5G应用场景从移动互联网拓展到工业互联网、车联网、物联网等更多领域，能够支撑更大范围、更深层次的数字化转型。5G与实体经济各行业各领域深度融合，促进各类要素、资源的优化配置和产业链、价值链的融会贯通，使生产制造更加精益、供需匹配更加精准、产业分工更加深化，赋能传统产业优化升级。

2 5G架构助力新型智慧城市高质量发展

随着新型智慧城市应用对移动覆盖、容量、安全等方面的需求不断增长，作为建设新型智慧城市的技术利器，5G以边缘计算、网络切片等技术实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用，从而打造“泛在感知、安全互联”的新型智慧城市。

2.1 上下行解耦：重点解决eMBB(增强移动宽带)场景下5G高频上行覆盖不足的问题

目前无线技术支持的下行速率普遍比上行速率高很多，所以上传内容比下载时要慢很多，这个限制了内容共享需求，如视频通话、视频分享、VR直播等。由于5G是高频覆盖，上行质量会进一步减弱，所以引入上下行解耦架构来解决此问题。如图2所示。

图2 5G上下行解耦

2.2 MEC（边缘计算）：支撑URLLC场景下端到端低延时高可靠业务

核心网用户面功能下沉靠近用户，在边缘部署，降低网络时延，支撑uRLLC场景下端到端低时延高可靠业务。1ms时延指的是空口时延，对于实际应用来说，关注的是端到端时延(除了空口时延，还包括传输时延、应用服务时延等)，引入MEC后业务可以直接部署在离基站较近的位置，实现端到端的低时延。如图3所示。

图3 含MEC的5G网络架构

2.3 网络切片：满足不同场景下的差异化需求

作为一种按需组网的技术，SA架构下将一张物理网络虚拟出多个不同特性的逻辑子网络，可满足不同场景诸如工业控制、自动驾驶、远程医疗等各类行业业务的差异化需求。传统的4G网络只能服务于单一的移动终端，无法适用于多样化的物与物直接的连接。5G时代将有数以千亿计的人和设备接入网络，不同类型业务对网络要求千差万别，运营商需要提供不同功能和QoS的通信连接服务，网络切片将解决在一张物理网络设施上，满足不同业务对网络的QoS要求。如图4所示。

图4 5G的网络切片

对运营商来说，切片是进入具有海量市场规模的智慧城市垂直场景搭建的关键推动力，与独立网络相比，通过切片实现统一基础设施网络适应多种业务可大大减少投资，实现业务快速发布。每个网络切片还可以独立进行生命周期管理和功能升级，网络运营和维护将变得非常灵活和高效。

运营商5G网络特性充分契合智慧城市汇聚多种行业和城市管理带来的复杂通信需求：大带宽特性使城市管理更加智慧和精细，电梯监控信息、安防监控和报警信息实现高效上传，高数据速率特性可以利用高清视频实现流动人员快速甄别；大容量、高速率传输可以让重点区域免受传统有线网络束缚；5G物联网引入使得城市安全不仅能覆盖校园、路网、管网、工地、消防等重点安全场景，还能覆盖公园、河流、山地等相对偏僻的场景，形成完整、智能的城市安全体系。

3 探索5G+新型智慧城市建设发展路径

5G+新型智慧城市运营商发展以5G联接为基础，构建安全、高效、智能的信息通信基础设施，提升“管道”能力；以大数据为核心，融合AI、IoT、视频等多种新ICT技术建设新型智慧城市“超脑”，升级“平台”能力，围绕医疗健康、教育就业、视频娱乐等重点领域，全面支撑新兴智慧城市应用升级，创新“内容”应用，最终与合作伙伴共同开展商业模式创新、价值创造，构建可持续、共赢、可信的生态系统，助力新型智慧城市创新发展。

3.1 提前布局，构建5G智慧化底座

5G是智慧城市的“神经”，为智慧城市提供无处不在的网络。网络即服务能力体系。将网络和业务深度融合，以智慧城市的应用需求为牵引，以市场为导向，与新型智慧城市的发展相匹配，有重点地部署5G网络建设。同时充分利用城市灯杆、监控杆路等传统基础设施改造升级5G基站，降低网络建设投资，促进5G与人工智能、物联网、云计算、边缘计算等新信息技术紧密融合，为智慧城市建设构建安全、高效、智能的信息通信基础设施。

3.2 能力孵化，打造5G智慧化中枢

以数据为核心，建设新型智慧城市“超脑”平台，开放数据、网络和计算等能力，实现技术融合、业务融合和数据融合。

构建ICT能力中心。以新ICT能力为抓手，构建人工智能、物联网、视频等统一能力中心，面向社会治理、公共服务、城市运行管理、行政办公等业务领域，实现平台化、服务化能力，为智慧城市业务提供应用创新的支撑平台。

建设以5G为核心的城市智联网平台。智慧城市的基础是万物互联，建设智慧城市需要构建以物联网为基础的城市神经网络。建立以5G为核心的联接海量设备的无线以及有线网络，通过设备端部署嵌入智能组件，实现对市政设施的监控和智能管理，提升市政管理部门的管理效率，降低维护成本。

建设智能运营管理中心。以大数据和政务云平台为基础，结合人工智能、GIS、融合通信、视频等多种技术，构建智能运营管理中心。它是城市的智慧中心，给城市的管理者和决策者提供城市可视化全景图，总览城市运行态势，洞察城市风险隐患，利用数据和信息进行综合决策，实现跨部门、跨系统的高效协作。

3.3 重点聚焦，创新5G智慧化应用

围绕政府决策等重点领域，提供更多更丰富的智慧城市应用，打造绿色低碳、宜居宜业的城市环境，满足人们美好数字生活需要。

政府决策智能化。基于5G×大数据×AI的“智能决策”将是未来政府决策进化的方向。数字化、智能化下的政府决策可以打破空间隔阂和时间限制的物理变化，通过数据的汇聚，实现信息共享、自动推送、提前预测、智能管理，将过去局部的、滞后的政策过程转变为整体的、及时的新型政策过程。通过数据汇聚及时地捕捉社会、经济的变化情况，制定政策并预判政策结果，在政策落实过程中动态评估政策效果，不断进行调整。

行业监管精准化。结合5G超高速率、超低时延特性实现的分布式智能使政府监管精准化、智能化水平大幅提高。通过对海量数据的快速收集与挖掘、及时研判与共享，大数据将成为支持政府精准监管的有力手段，促进政府监管效率与效能的提升。

公共服务虚拟化。5G网络创造了与虚拟化网络功能相结合的强大需求。一方面虚拟化在节省运营商成本、处理网络灵活需求以及增加运营商选择等方面好处明显；另一方面，基于“互联网+”战略，在医疗健康、教育就业、视频娱乐等行业建构基于5G技术的基础信息服务平台，用5G、大数据、AI等新技术颠覆传统产业，重构业态，加速智慧社会的到来。

4 结束语

在万物智联的5G新时代，新型智慧城市的建设是一项复杂的系统工程，为了保证智慧城市实现集约发展、系统规划、合理建设、标准统一、价值落地、宜于维护以及便于迭代的目的，需要从顶层设计、具体建设和后期运营三大层面进行综合考虑。运营商以“管道+平台+内容”为路径指引，利用5G、云网融合、物云融合、人工智能、大数据、区块链等新一代信息技术，通过整合资源，提升、创新现有智慧城市服务，充分发挥作为5G基础设施的建设者，智慧中枢平台的承载者，创新应用的整合者，全方位、立体化、全周期地为智慧城市设计、建设和运营赋能，推动城市治理、公共安全、公共卫生、经济发展、居民生活等各个涉及城市生命、城市健康、城市发展、城市幸福的领域全面进入数字化时代。