5G典型行业应用与网络需求研究

周 斌

（中国移动通信集团湖南有限公司，湖南 长沙 410000）

0 引 言

5G就是全球范围内的第五代移动通信网络，2019年6月，工信部向国内各移动通信商同期发布了5G商用牌照，从而推动5G网络在各地的推广和运用。当前各个通信运营商致力于建设相关的基础设施，为5G网络的运用提供保障，并计划在2025年在国内实现全覆盖。在这种情况下，5G网络在典型行业中得到了有效的运用，分析研究典型应用场景的网络需求具有重要意义。

1 5G网络技术的特点

和4G相比，5G技术的稳定性得到了极大的提升，可以有效地体现出智能化的发展进程，为大量信息传输质量以及效率的提升提供技术保障，是现阶段全球通信中最受关注的技术之一。该技术可以全面体现出高传输率，和以往的几代技术相比，其覆盖信号范围更广，基于对大量信息实施采集，能够精准地对大数据实施分析，以满足人们在生活和工作中的需要。此外，该技术可以发挥网络通信的灵活性，运营商依据用户流量实时运用状况，实施科学调配，可最大程度提升资源的利用效率，尽可能减少成本。

5G网络具有超高可靠、大带宽、超低时延、广链接等特点，解决了传统网络运用场景不足的问题。5G网络整体架构构建在网络环境中包括计算机和有关硬件设备，其对于网络的共性需求主要表现在安全性、可靠性保障、无感知服务、虚拟化、资源动态适配等。利用该技术，可以直接地掌握需要的数据信息，如基于增强现实（Augmented Reality，AR）或是虚拟现实（Virtual Reality，VR），把各种类型直观的信息传递给用户，提升代入感。能够打破时空的束缚，丰富人们的生活。

2 5G典型行业应用

2.1 增强移动宽带

该应用场景适合在家庭或是个人方面运用，如全景高清网络电视节目直播、沉浸式娱乐等。和4G网络峰值速率相比，5G更具优势，为了更高效、更安全地传输信息，就需要在网络接口处实施安全基础设施部署。出于保护用户隐私的目的，还要控制业务和网络内容的访问，基于应用5G网络技术，要建立服务化技术设施，利用服务间协同配合的机制，更好地传输信息[1]。

2.2 高可靠低延时

高可靠低延时运用需求背景下，可以将5G网络技术运用到公共领域中，如紧急救援、安全监控、应急援助、灾难监控等。在这一典型行业中的运用，技术连接密度得到了极大的提升，从之前的10万台/km2增加到100万台/km2，运用数量的显著提升让信息传播速度得到了成倍的提升，给典型行业发展提供了良好的空间和环境。

2.3 海量机器类通信

自动化辅助驾驶、车辆网、工业生产自动化以及远程医疗行业对于该网络技术的通信需求更高。这些应用领域都和人们的经济活动和安全有关，对技术运用的安全性及高效性提出了更高的要求[2]。从使用安全角度来说，以往网络技术运用中，网络架构的构建可以利用多层隧道类补丁式安全防护方案，然而当前其已经无法满足这种应用场景的需求。

3 5G典型行业应用的网络需求

3.1 在远程医疗行业中应用的网络需求

5G网络技术在远程医疗行业中得到了有效的运用，其应用需求可以从几方面分析。

（1）运用该技术之后，可以和物联网技术进行有效的结合，进而承载不同大型医疗设备的移动用户使用需求。通过全面将移动用户和网络进行连接，能够提升医护工作的效率[3]。

（2）医生可以通过视频的方式帮助患者诊疗，同时运用5G网络实现医疗流程的远程控制，借助各种智能化技术，适应患者的实时性远程会诊需求，能够给一些无法及时到医院救治的患者进行远程紧急救援指导，甚至可以远程指导临床手术。

（3）帮助医疗人员实现AI+移动诊疗临床救治，患者通过使用便携式5G医疗移动端，可以和医生交流，提升诊疗的效率。

3.2 在AR/VR行业中应用的网络需求

AR就是增强现实，VR是虚拟现实，二者的应用，都体现了新科技对生活场景的全新模拟及塑造，并对一些现实做不到的场景进行补充，在运用这种类型技术时，需要建立在多种技术的运用基础上，如渲染处理、内容制作、近眼现实、内容制作、感知交互等，进而在虚拟空间中营造出和人眼世界各方面条件相符的模拟世界，优化人们的感知体验[4]。5G网络技术的运用，能够提供更强的通信能力、高移动性、覆盖域广，适应该行业对于网络的要求，移动宽带数据传输效率很高，延时性较低，可以促进行业的发展。另外，还能够推动行业朝着“无绳化”发展，让行业特征覆盖每个行业，利用技术自身的网络优势，打破传输障碍，减轻体验者的眩晕感，优化其体验。

3.3 在联网无人机行业中应用的网络需求

5G在安防管理、农业生产、物流运输、电力巡查等领域应用更广泛。在电力巡查中运用，联网无人机可以辅助各种巡查工作，如电力运输设备、电力基站及电网的巡查等；在农业生产中，一般用在地理信息测绘、农药喷洒等方面；在安防管理中，一般用在消防安全巡防和社会治安巡逻中；在物流方面，一般在快递运输管理中应用[5]。5G网络技术在该行业中的运用，可以促进无人机的发展，传输超高清视频，联网使用效率高，延时性低，进而优化其自主飞行功能，促进无人机在更多领域中的运用，减少摄制成本。如京东物流在2019年就借助无人机实行跨越山区的物流运输，在四川地区实施实践证明，运输成本和安全性都得到了优化。

3.4 在车联网行业中应用的网络需求

车辆行驶中会由于意外而面对突发性激烈碰撞，在这种情况下，5G网络技术就可以自动开启预警功能，同时紧急制动，保障车辆在高速行驶中也可以利用5G技术，提升车辆内人员的安全[6]。该技术在行业中的运用，可以为车辆无人驾驶功能的深入研发及推广提供技术支撑，可提供路线更加精准的高速地图，且可以满足不同的驾驶需求。5G网络技术的运用改变了人们的生活方式。无人驾驶在推广中一个关键问题是安全性，如果车辆需要紧急刹车，然而车辆并没有及时反映，就会提升安全风险。围绕这一方面，专家分别用4G和5G网络技术，测算刹车距离，从表1中可以看到结果。

表1 4G和5G网络技术下无人驾驶车辆紧急制动距离比较

从表1中可以看到，4G和5G网络技术的紧急制动刹车距离分别是140 cm和2.8 cm，证明后者可以在更短的距离中进行刹车制动，和人力驾驶制动距离相比更具优势，能够有效提升驾驶的安全性以及精确性[7]。除此之外，还可以在驾驶中随时按照卫星定位采集各种信息，并传输反馈给车联网系统，优化驾驶体验。

3.5 在网络安全防护行业中应用的网络需求

5G网络技术可以提升网络用户使用网络的安全水平，大数据的存储、转移安全性也会得到提升。在典型行业网络需求下，一个特定场景接收到的安全需求和威胁较多，运用5G网络技术防护网络安全时，可以从几方面展开，如表2所示。

表2 5G在网络安全防护行业中的应用需求

5G网络技术在典型行业中的运用，在无线通信需求指标上有较大的差距，主要体现在可靠性、带宽、连接数、时延，然而因为5G网络技术具有显著的优势，这也让其在很多行业领域中得到了广泛的运用，如智慧城市、车联网、无人机、全景直播、家庭娱乐以及智慧农业。

4 结 论

综上所述，和4G网络技术相比，5G更具优势，其在各方面都得到了优化，如延时低、速度更快、可靠性更高，这也促进了其在各个行业中的应用。同时5G网络技术具备的大连接无线性也让网络需求得到了提升，在智能化社会的建设中发挥着重要作用。该网络技术在不同典型行业中的运用，改变了人们的生活方式，对未来社会经济发展而言，既是机遇也是挑战，可以为国家社会经济的发展提供助力。