5G技术在军校的应用场景探究

夏晨 张然 陈权

摘要：第五代移动通信技术具有先进的技术优势和广阔的应用前景，5G技术将与其他社会生产领域深度融合，带来了全新的技术应用场景，深刻改变人们的生产生活方式。研究这一技术在校园网中创新应用，具有一定的理论意义和实践指导意义。本文介绍了5G技术的特点;重点分析5G技术在军校校园中的应用场景创新以及对军校教育事业发展的积极作用，同时指出推动这一进程中存在的困难与问题，并提出相应的对策建议。

关键词：5G军校应用;应用场景;创新

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）11-0242-03

1引言

2017年4月，国务院印发的《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确提出“探索新型教育服务供给方式”的目标任务。这意味着利用互联网技术推动数字教育资源发展，提升网络化教育服务已经上升到了国家战略层面，成为高校教育未来发展的必有方向和战略选择。作为为部队培养新型军事指挥人才的军队高校，应充分把握5G技术落地这一时代机遇，积极实施5G网络嵌入战略，使用适应5G技术的终端，构建校园物联网架构，采用大数据、云计算、人工智能技術开展精准识别，并利用可穿戴设备等新一代信息技术产品提供具体服务，有效实现线上线下教育资源的有效合力，推进在线开放课程教学质量提升，推动高等教育服务模式变革。

2 5G技术特点

5G（The fifth Generation）即第五代移动通信技术，通信工程界和研究界一般将其称为“5G技术”[1]，其实质是一种通用型行业规范标准。在分析5G技术特点之前，我们有必要对5G之前已有的四代移动通信技术发展历程进行梳理，这样有助于更好地理解5G技术的发展逻辑和技术特点。

2.1  5G移动通讯技术的特点

从总体上来看，5G技术有着以下几个方面的特点：

1）高速率。与以前四代技术不同的是，5G技术利用的是高频段，其传输速率高、传输效果好[2]。据相关研究表明，采用4G技术的移动网络带宽在100Mbps（兆比特每秒），而采用5G技术的移动网络带宽提高了近百倍，达到10Gbps（千兆比特每秒）。在5G的速率下，传输一个容量为1G的电子文件只需要两秒左右的时间。这种高速率带来了一系列性能优点：通信时延更加缩短、连接数成规模提高、移动性大幅改善。

2）物联性。如上所述，5G技术可以支持大规模的接入，具有较低的响应时延和大数据量的传输速度，这些都为了物联网的实现奠定了基础，大大扩展了终端种类和数量。5G技术的应用可以使得未来接入移动通信网络中的终端不仅是我们今天的手机，还会有更多种类的产品。社会生产和生活逐步进入了“万物连接、万物智能”的时代。

3）安全性。5G在整体安全架构稳定的基础上，灵活地调整具体终端的接入认证原则和数据传输原则，可以满足不同用户对象所需求的认证管理模式，在数据安全、隐私保护以及防止恶意网络攻击上具有得天独厚的优势。

除以上三点之外，5G技术还具有低能耗、网络虚拟切片、网络分发和边缘计算等应用型特点，可以预见5G技术将实现通信技术的新突破，形成万物高速、高效、高安全性连接的全新应用格局。

2.2 教育信息化发展历程

我国教育信息化发展经历了从“点”到“线”，连“线”成“面”，再从“面”到“体”的发展过程。信息化首先在局部和部门内部展开，比如实验室局域网的建设、校园一卡通的应用，这些可以看作是“点上的应用”。随着网络的发展，逐步建立各种业务信息系统，比如各类数字化监控、慕课平台，这些可以看作是“线上的延伸”，其后，为了实现信息资源共享和业务工作协同，在“点”和“线”的基础上，开始建立“面”上的应用，比如“智慧教室”“智慧实验室”。随着各个层面、方面应用的完善，逐步实现多层面垂直一体化，并最终使业务得到立“体”化支撑。

3 5G技术在军校校园中的应用场景创新

结合我院现有的网络环境和教学资源建设状况，5G技术在高校教育中的应用场景创新主要体现在以下两个方面。

3.1 整合管理资源，改变校园管理方式

教学是高校工作的首要任务，智慧校园已经将电子书包、VR技术等高科技引入到日常教学中，但与之紧密相连的教学资源整合及学校后勤管理却相对滞后。由于数据信息不畅通，各自领域的数据成为一个个“信息孤岛”，不同机构和部门“分散作战”，降低了学校管理的效率。针对这些情况，利用5G技术的智慧校园通过整合相关资源，实现业务交互，精细化校园管理。这主要通过以下几个途径。

1）教学管理部门可以利用5G网络的高速性，实现不同种类数据互联互通、互享互传，全面加强学员各类数据收集和整理。比如收集学员的知识优势点、学习时间分布、生活习惯、身体状况等信息，再具体到学生的各类生活细节，这些不同渠道产生的大量数据将数字化学员的“形象”，对学生的评价标准也将由单纯的学业成绩拓展为个人品德、性格爱好、身体素质、创新能力及交往能力等各方面，对于学员的学习规划安排及毕业后的岗位分配也有积极的参考价值。

2）后勤管理和服务保障部门可以利用5G网络的终端兼容性与安全性，利用大数据和人工智能模型，精准识别各类教职员工差异化需求，有针对性地开展膳食设计、器材管理、安全巡检等新型应用，建立日常综合服务体系，推进后勤保障服务智能化水平[3]。新建覆盖营区道路、场地、场馆、库所、等重点部位的物联网环境，连接探测器、摄像头、读卡器、RFID等设备。综合运用物联网感应器、摄像头、手环等感应终端，采用影像集成技术实现远程管控;对各类设施设备运行情况进行远程动态监控。智慧会议室具有会议自动签到、会议发言自动识别、会议记录自动生成的功能。

3）精细化健康管理，对军队院校来说，学员的日常军事训练较多，训练中伤病也时有发生。目前缺乏有效安全的健康监控硬件，相关軟件配套也没有搭建起来，学校无法第一时间获知他们的状况，难以及时给予他们专业的医疗护理，平时也难以有针对性地给予他们基本健康监管。这就需要对学员各类数据进行更精细化的收集。

5G的数据高传输率和终端兼容性使得以往相互独立的医疗设备（如5G手环、血压计、血糖仪等医疗型可穿戴设备等）融合在一个网络架构下，实现数据的互联互通，与后台预警监测管理系统相结合，持续地收集学员的身体运行和健康体征数据，并针对性地提供诊断与预警信息。通过5G网络搭建起来的数据平台可以准确掌握学员的实时健康情况和突发信息情况，针对个别个体的突发情况还可以第一时间制定应急方案，快速开展专业施救措施。在5G环境下的智慧校园内，这些低延时、低能耗、快传输的可穿戴设备和智能组网的急救呼叫设备可以对学员的身体健康进行监测，帮助学员调整身体状态和监测疾病。

3.2 精准投送，丰富文娱活动

与物质生活一样，文娱活动是校园生活中的一个重要方面。军校管理相对严格，学员参加校外各类活动的时间也相对较少，精神文化产品供给的质量和数量将大大影响军校学员的生活质量。从当前情况来看，精神文化产品有限，文娱活动数量不多，质量有待于提高，种类有待于丰富。造成这方面的原因主要有两点：一是相关产品供给不够，缺乏有质量的文娱产品;二是相关技术服务不到位，难以实现优质资源的精准推送。

在今后校园文化建设进程中，应该充分发挥5G技术文娱功能。

1）配合手机、IP电视、平板电脑等终端，通过大数据分析技术，精细识别年轻学员需求，精准推送具有特色的精神文化产品，扩展种类，丰富数量。建立反馈平台机制，及时了解学员的满意度和需求，更好地改进文娱产品供给水平。

2）5G技术还可以打破空间与时间限制，文化讲座、各类校园社团活动可以通过5G网络进行传播。利用5G直播实现“现场参与”、利用视频互动实现“跨区讲座”、利用AR、VR技术实现“虚拟参观”和“虚拟访问”。可以做到不走出校园就可以参与各类新兴活动，不再受各种外界因素的影响;也不再受特定时间的限制，可以无缝参与各种精神文化活动。同时，鼓励线上传播和线下活动相结合，让虚拟的精神文化活动有现实支撑和依靠，提高学员参与公共文化服务建设的活跃度。为学员追逐梦想、实现自我提供一种独特的体验和表达。

4推进中存在的困难及对策性建议

5G技术在军队院校中的推广应用有着广阔的应用前景和明晰的创新点，但是也面临着一些实际困难与问题，主要集中在以下几个方面。

4.1 基础设施优化配套问题

当前军队院校信息化建设水平还有待于提高，硬件软件水平跟不上日益增长的需求。一方面，由于5G技术运行的无线频段更高，现有通信设备设置和连接能力还难以满足实用化要求，网络承载能力不足，4k/8k直播课堂、AR/VR课堂、4K高清监控等新型业务对网络带宽提出更高的需求，这就需要大规模搭建5G网络，对已有的网络还需要进行大幅度改建。另一方面，整个5G应用设备投入就要上规模的投资;5G嵌入到智慧校园进程中适应5G技术的终端产品前期硬件成本较高，相关软件和体系设计较为复杂，教育信息系统建设以及多网融合（机房众多，软件，硬件，病毒，数据恢复等各种敀障或问题）导致的建设、运维成本和对网管人员技能要求高，调试运行难度也较高[4]。这些因素阻碍了推进5G技术在智慧校园的功能快速发挥。

需要积极推进宽带网络光纤化改造，加快提升网络通信能力，加强互联网协议第6版（IPv6）地址管理、标识管理与解析，大幅提高网络访问速率。积极探索建立私有云或租用公共云，引导信息化应用向云计算平台迁移，优化校园数据中心建设。

4.2 5G技术应用安全机制还不健全

一方面，切实高效的5G技术已经在教学实践中积极展开，并受到了良好的效应，另一方面，对智慧校园环境中的多种5G技术应用的安全机制的制定还需加强，这对构建安全校园网络又是极其重要的。诸如跨校区的共享资源、学生信息等存在泄漏风险，教育大数据的汇聚也将进一步加剧数据安全风险。应该建立起专门的监管指导部门，提升互联网安全管理、态势感知和风险防范能力，加强信息网络基础设施安全防护和信息保护[5]。建设高质量的信息化教职队伍，探索科学合理的应急机制，按照信息安全等级保护等制度和网络安全国家标准的要求，加强关键领域重要信息系统的安全保障。重视融合带来的安全风险，确保数据安全。完善网络数据共享以应对5G网络和人工智能等技术大规模应用情形下网络安全新特点和新变化。

2019年以来，备受世人瞩目的第五代移动通信技术（以下简称为“5G”或“5G技术”）应用落地进程持续加快。2019年11月1日，三大移动通信运营商颁发了5G套餐上线，这也标志着我国5G正式商用。2020年，随着配套基础设施和上下游产业链的完善， 5G技术还将推动教育变革和创新，带来全新的技术应用场景，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会，深刻改变人们的生活方式。军队院校应积极应对新局面，在教育面向科研成果（学科建设和高新产业融合）转换，教学模式创新（教育走向服务化，个性定制化），教师队伍能力构建、教育教评督导以及平安校园等方面以5G技术的推广应用为契机，积极推进各项5G应用项目，推动军队院校信息化建设的不断发展。综合运用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、虚拟现实等新兴信息技术，加大硬件集群、数据集中、应用集成力度，丰富完善信息资源，构建信息网络全域覆盖、信息资源统建共享、校情态势实时感知、教学训练模式创新、管理决策智能高效、综合服务快捷便利的智慧校园。

参考文献：

[1] IMT-2020（5G）推进组.5G概念白皮书[R].2015：12.

[2] 庞一迪.5G及其在智慧校园的应用[J].信息与电脑，2019（9）：154-155.

[3] 贾颖.5G技术在智慧教育领域的应用研究[J].河南教育，2019（9）：50-51.

[4] 汤文丽.5G时代校园网安全技术发展方向探究[J].信息记录材料，2019，20（9）：42-43.

[5] 李小平，孙清亮.基于第五代移动通信技术的网络教育应用研究[J].电化教育研究，2019（1）：52-53.

【通联编辑：王力】