在前不久舉辦的2018上海世界移動大會上，中國移動亮出了時間表：計劃到2020年，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)正式商用。

那么新一代的移動通信技術(shù)，將給我們的生活帶來哪些改變呢?

2018年杭州馬拉松期間，浙江移動打造了國內(nèi)首次體育賽事“5G高清直播”，通過裝載著5G通信設(shè)備和高清攝像頭的大型無人機提供的的直播畫面，每位選手的表情甚至汗水都清晰可見。

除了這種清晰的直播，業(yè)界是這樣闡述5G的未來應(yīng)用場景的：全球5G應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏采w自動駕駛、公共交通、新媒體、農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療、工業(yè)等各個垂直領(lǐng)域，“能夠和更多的產(chǎn)業(yè)深度融合”，據(jù)賽迪顧問機構(gòu)預(yù)測，我國5G產(chǎn)業(yè)總體市場規(guī)模將達(dá)到1.15萬億元，比4G產(chǎn)業(yè)總體市場規(guī)模增長接近50%。

我等吃瓜群眾就會有點不理解，5G不就是4G的升級嗎?除了速度快一點，畫面清晰一點，難道對這些垂直行業(yè)真能帶來翻天覆地的變化?5G技術(shù)在自動駕駛、新媒體等垂直應(yīng)用中到底能起到什么核心作用?又比如能源，怎么腦補也想不通5G跟它會有啥關(guān)系?

特此撰文一篇，算是拋磚引玉，馬化騰說了要從消費互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型，5G也許是個大殺器。

1、5G相對于4G的特點

相比4G，5G不僅考慮人與人，也充分考慮了人與物、物與物的連接要求，比如物聯(lián)網(wǎng)，相比4G主要追求速率，5G則關(guān)注速率、時延、連接數(shù)密度等更多關(guān)鍵性能指標(biāo)，也就是說，5G在性能上追求更多的維度。

無線的單一的速度維度提升也許應(yīng)用場景有限，但一旦增加了時延、連接數(shù)密度等維度，就好比大數(shù)據(jù)的多維度那樣，其將創(chuàng)造一個完全不同體驗的無線網(wǎng)絡(luò)世界，這為其應(yīng)用場景的豐富打下了堅實的基礎(chǔ)。

這里列幾個5G、4G關(guān)鍵比對指標(biāo)：

速度：4G*100，以后你在熱點場所(比如咖啡廳)的峰值速率超過1Gbps

時延：4G*1/5，可以達(dá)到1ms，以后4G的網(wǎng)絡(luò)跟你搶紅包絕無可能

連接密度：4G*10，海量的傳感器連接你我，形成一個真正的物聯(lián)網(wǎng)世界

基于5G的特點，我國IMT-2020(5G)推進組將移動寬帶場景做了進一步劃分，共分為移動互聯(lián)網(wǎng)和移動物聯(lián)網(wǎng)兩大場景的4個子場景。

移動互聯(lián)網(wǎng)(eMBB-連續(xù)廣域覆蓋)：視頻/語音/互聯(lián)網(wǎng)/視頻電話;20Mbps速率的4K高清體驗;公路/鐵路/村落/郊區(qū)/偏遠(yuǎn)地區(qū)

移動互聯(lián)網(wǎng)(eMBB-熱點高容量)：FTP/下載/3D視頻/VR/AR;100Mbps體驗速率，峰值速率超過1Gbps;熱點/室內(nèi)/咖啡廳/辦公室/體育場)

移動物聯(lián)網(wǎng)(mMTC-低功耗、高連接密度)：監(jiān)控、傳感器、智慧城市;低功耗、低成本;100萬連接每平方米

移動物聯(lián)網(wǎng)(URLLC-低時延和高可靠性)：車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療;1ms時延;接近100%的可靠性

2、5G與自動駕駛

自動駕駛主要基于傳感器系統(tǒng)(攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá))來進行信息的采集，通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)將不同傳感器(如雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá))數(shù)據(jù)進行智能化合成，實現(xiàn)不同信息源的互補性、冗余性和合作性，從而做出更好、更安全的決策。

比如攝像頭具有分辨顏色(識別指示牌和路標(biāo))的優(yōu)勢，可易受惡劣天氣環(huán)境和光線的影響，但雷達(dá)在測距、穿透雨霧等有優(yōu)勢，兩者互補融合可作出更精確、更可靠的評估和判斷。

目前多數(shù)人所談的自動駕駛，都是基于汽車本地端的傳感器、數(shù)據(jù)融合來實現(xiàn)決策的。但是，你有沒有想過，這種單憑本地端實現(xiàn)的方式存在一些局限性。

如下圖，假如你開車的視線被前面的大卡車阻擋，你想超車，自動駕駛能預(yù)知從左側(cè)高速駛來的汽車嗎?

簡單的理解，本地傳感系統(tǒng)讓汽車實現(xiàn)了“眼觀六路”，但自動駕駛還需要“耳聽八方”。這就需要V2X閃亮登場。

與雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器不同，我們可以把V2X視為一種無線傳感器系統(tǒng)的解決方案，它允許車輛通過通信信道彼此共享信息，它可檢測隱藏的威脅，擴大自動駕駛感知范圍，能預(yù)見接下來會發(fā)生什么，從而進一步提升自動駕駛的安全性、效率和舒適性。V2X被認(rèn)為是自動駕駛的關(guān)鍵推動因素之一。

而5G V2X，將對功能進一步增強，以支持低延遲和高可靠性V2X服務(wù)，基于5G近實時的高清視頻傳輸，讓自動駕駛不僅能“眼觀六路”，還能“耳聽八方”，實現(xiàn)100%安全性。

5G有可能成為統(tǒng)一的連接技術(shù)，滿足未來共享汽車、遠(yuǎn)程操作、自動和協(xié)作駕駛等連接要求，替代或者補充現(xiàn)有連接技術(shù)。在車輛實現(xiàn)完全自動駕駛之前，5G將支持以下應(yīng)用案例：

(1)編隊行駛?？ㄜ嚮蜇涇嚨淖詣泳庩犘旭偙热祟愸{駛員更加安全。車輛之間靠得更近，從而節(jié)省燃油，提高貨物運輸?shù)男省＞庩牼哂徐`活性——車輛在駛?cè)敫咚俟窌r自動編隊，離開高速公路時自動解散。

2~3輛車即可組成編隊，相鄰車輛之間進行直接或車路通訊。對于較長的編隊，消息的傳播需要更長的時間。制動和同步要求低時延的網(wǎng)絡(luò)通訊，對于3輛以上的編隊，需要5G網(wǎng)絡(luò)。

(2)遠(yuǎn)程/遙控駕駛。車輛由遠(yuǎn)程控制中心的司機，而不是車輛中的人駕駛。遠(yuǎn)控駕駛可以用來提供高級禮賓服務(wù)，使乘客可以在途中工作或參加會議;可提供出租車服務(wù)，也適用于無駕照人員，或者生病、醉酒等不適合開車的情況。RTT時延需要小于10毫秒，使系統(tǒng)接收和執(zhí)行指令的速度達(dá)到人感知的速度，這些，都需要5G網(wǎng)絡(luò)。

3、5G與新媒體

這里主要談?wù)?G于AR/VR中的重要價值，首先談?wù)刅R與AR的本質(zhì)。

VR，簡稱虛擬技術(shù)，也稱虛擬環(huán)境，是利用計算機模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺等感官的模擬，讓用戶感覺仿佛身歷其境，可以即時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。

在電影《頭號玩家》中，下圖是男女主角進入的三維虛擬世界示意。

下圖是主角穿戴的VR裝備。

AR，簡稱增強現(xiàn)實，是指透過攝影機視頻的位置及角度精算并加上圖像分析技術(shù)，讓顯示屏上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實世界場景進行結(jié)合與交互的技術(shù)，簡單的理解就是利用圖像處理技術(shù)在現(xiàn)實世界中增加虛擬物體。

以下示例的是去年火熱的”口袋妖怪“游戲，一個卡通妖怪通過手機屏幕似乎出現(xiàn)在真實世界中。

其實AR可以用在遠(yuǎn)程車輛維修等大量的場景，假如你是一個修車新手，碰到了難題，老師傅不需要親臨現(xiàn)場，可以基于AR技術(shù)直接在圖像上疊加虛擬操作指示，你一看學(xué)著操作就可以了，如下視頻所示。

可以看到，AR/VR的特點是大量交互、圖像重構(gòu)及實時傳輸，讓人享有沉浸式體驗，要求逼真再逼真，這就涉及到大量的數(shù)據(jù)傳輸、存儲和計算，這些數(shù)據(jù)和計算密集型任務(wù)如果轉(zhuǎn)移到云端，就能利用云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲和高速計算能力，而只有5G才能幫助做到這一點。

VR和AR是能夠徹底顛覆傳統(tǒng)人機交互內(nèi)容的變革性技術(shù)，變革不僅體現(xiàn)在消費領(lǐng)域，更體現(xiàn)在許多商業(yè)和企業(yè)市場中，想象力無限。

4、5G與醫(yī)療

5G對于遠(yuǎn)程醫(yī)療而言意義重大。由于5G網(wǎng)絡(luò)延時小，所以醫(yī)生甚至還能在距離病人1000英里的地方用機器人對他們進行手術(shù)，而生活在偏遠(yuǎn)地區(qū)的人則能借助5G網(wǎng)絡(luò)接受專家的診斷。

比如做B超，如果醫(yī)生不在現(xiàn)場需要遠(yuǎn)程操作，對于網(wǎng)絡(luò)就有兩個要求，一個是速度快，這樣能更清晰的看到遠(yuǎn)程傳輸過來的B超畫面，另一個是時延低，醫(yī)生每次遠(yuǎn)程操作機械臂要能實時獲得響應(yīng)，這樣才能確保操作的流暢，這種應(yīng)用在4G時代是很難實現(xiàn)的，下圖是世界互聯(lián)網(wǎng)大會其間中國移動基于5G技術(shù)的遠(yuǎn)程B超示意。

人口老齡化、偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村就診困難都需要優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源，通過5G連接到AI醫(yī)療輔助系統(tǒng)，醫(yī)療行業(yè)就有機會開展個性化的醫(yī)療咨詢服務(wù)，人工智能醫(yī)療系統(tǒng)可以嵌入到醫(yī)院呼叫中心，家庭醫(yī)療咨詢助理設(shè)備，本地醫(yī)生診所，甚至是缺乏現(xiàn)場醫(yī)務(wù)人員的移動診所。

智慧醫(yī)療市場的投資預(yù)計將在2025年超過2300億美元，5G將為智慧醫(yī)療提供所需的連接，這個市場的前景非常廣闊。

5、5G與工業(yè)

“十九大”報告提出“加快建設(shè)制造強國，加快發(fā)展先進制造業(yè)，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。”

2018年的政府工作報告明確提出：加快制造強國建設(shè)。推動集成電路、第五代移動通信、飛機發(fā)動機、新能源汽車、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實施重大短板裝備專項工程，推進智能制造，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，創(chuàng)建“中國制造2025”示范區(qū)，將來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要具備6大典型特征：

(1)智能感知：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是利用傳感器、射頻識別等感知手段獲取工業(yè)全生命周期內(nèi)的不同維度的信息數(shù)據(jù)，具體包括人員、機器、原料、工藝流程和環(huán)境等工業(yè)資源狀態(tài)信息。

(2)泛在連通：工業(yè)資源通過有線或無線的方式彼此連接或與互聯(lián)網(wǎng)相連，拓展了機器與機器、機器與人、機器與環(huán)境之間聯(lián)接的廣度和深度。

(3)數(shù)字建模：數(shù)字建模將工業(yè)資源映射到數(shù)字空間中，在虛擬的世界里模擬工業(yè)生產(chǎn)流程，借助數(shù)字空間強大的信息處理能力，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程全要素的抽象建模，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實體產(chǎn)業(yè)鏈運提供有效決策。

(4)實時分析：針對所感知的工業(yè)資源數(shù)據(jù)，通過技術(shù)分析手段，在數(shù)字空間中進行實時處理，獲取工業(yè)資源狀態(tài)在虛擬空間和現(xiàn)實空間的內(nèi)在聯(lián)系，將抽象的數(shù)據(jù)進一步直觀化和可視化，完成對外部物理實體的實時響應(yīng)。

(5)精準(zhǔn)控制：通過工業(yè)資源的狀態(tài)感知、信息互聯(lián)、數(shù)字建模和實時分析等過程，基于虛擬空間形成的決策，轉(zhuǎn)換成工業(yè)資源實體可以理解的控制命令，進行實際操作，實現(xiàn)工業(yè)資源精準(zhǔn)的信息交互和無間隙協(xié)作。

(6)迭代優(yōu)化：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系能夠不斷地自我學(xué)習(xí)與提升，通過將工業(yè)資源數(shù)據(jù)處理、分析和存儲，形成有效的、可繼承的知識庫、模型庫和資源庫。

其中，作為重要的基礎(chǔ)，工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)需要一張無所不在的寬帶網(wǎng)絡(luò)，以把人、物、數(shù)據(jù)、流程全部連接起來，縱觀現(xiàn)階段的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)鏈接以現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)為主，無線技術(shù)無法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廣泛推廣，主要限制于wifi、Zigbee、藍(lán)牙等技術(shù)的能力(如穩(wěn)定性、低速率)有關(guān)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對于底層智能網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、智能程度(比如切片/參數(shù)隨選)等都有著很高的要求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有管理控制類、數(shù)據(jù)采集類和信息交互類業(yè)務(wù)，各類業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的性能要求也不相同，如承載控制類業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)具備低時延(端到端時延毫秒級，時延抖動微秒級)、高可靠(數(shù)據(jù)傳輸成功率99.999%)、高同步精度(百納秒級)的能力。

而5G的高速率、低時延、大連接等特性，使得工業(yè)閉環(huán)控制應(yīng)用通過無線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能，高性能的無線網(wǎng)絡(luò)連接工廠內(nèi)的海量傳感器、機器人和信息系統(tǒng)，連接產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)、優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)不斷“喂食”人工智能，并將分析、決策反饋至工廠，同時，5G廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，連接廣泛分布或跨區(qū)域的商品、客戶和供應(yīng)商等，保持對整個產(chǎn)品生命周期的全連接，從而實現(xiàn)工廠內(nèi)/外部的縱向、橫向集成和端到端三大集成。

未來的工廠內(nèi)部和外部之間的界限也越來越模糊，工廠不再是獨立的封閉實體，而是龐大的價值鏈和生態(tài)系統(tǒng)的一部分，這就是所謂的“虛擬工廠”。 

這里來舉一個應(yīng)用案例。以定制化制藥為例。假設(shè)某家制藥廠在全球分布有10家分廠，每一家分廠內(nèi)的制藥流程都是一樣的，即通過控制安裝在機器手臂上移液器來分配藥品的藥物成分。與以往制藥過程不同，現(xiàn)在叫“定制化制藥”，即根據(jù)不同類型的患者來分配藥物成分的類型和數(shù)量，為此，這10家分廠均要通過5G網(wǎng)絡(luò)連接到云端，云端存儲海量的患者信息數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能確定針對不同類型患者的藥物成分，在生產(chǎn)過程中機器手臂需實時通過5G網(wǎng)絡(luò)連接到云端，并根據(jù)云端的指令實時的進行配藥。

6、5G與物流

首先看下面一張圖片：

在一個寬廣的物流倉庫里，幾百臺機器人在地板上井然有序地移動，身上背著各式各樣的包裹，在前往目的地的路上能夠自動避開其他機器人或別的障礙物，還會在電量耗盡之前尋找附近的電源充電，形成了一張智能的快件分揀網(wǎng)絡(luò)。

這一方面是人工智能等技術(shù)的投入應(yīng)用，使眾多機器人變得更加智能，能夠感知周邊環(huán)境變化并自動做出智能決策，另一方面從智能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5G物聯(lián)網(wǎng)連接，否則太多的機器人連接交互會把網(wǎng)絡(luò)撐爆，這對應(yīng)了5G的mMTC場景。

最近看到一個視頻，展示了菜鳥網(wǎng)絡(luò)基于無人機進行送貨的場景，其中5G將扮演重要的角色，涉及到無人機的精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程控制等等，見下圖。

7、5G與能源

隨著各類能源業(yè)務(wù)的快速增長，電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐，滿足爆發(fā)式增長的通信需求。

5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式，以提高生產(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)有限的能源資源的效率，可再生能源、電動汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?G在能源行業(yè)的重點應(yīng)用場景。

這里以智能電網(wǎng)為例，智能分布式配電自動化、毫秒級精準(zhǔn)負(fù)荷控制、低壓用電信息采集、分布式電源是未來5G技術(shù)在智能電網(wǎng)中最具代表性的四大應(yīng)用場景，這里介紹下智能分布式配電自動化。

配電自動化(DistributedAutomation)是一項集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。配電自動化的發(fā)展大致可以分為以下二種方式。

第一階段是基于自動化開關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動化階段，主要設(shè)備為重合器和分段器等，不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和計算機系統(tǒng)。其主要功能是在故障時通過自動化開關(guān)設(shè)備相互配合實現(xiàn)故障隔離和健全區(qū)域恢復(fù)供電，自動化程度較低，這些系統(tǒng)目前仍大量應(yīng)用。

第二階段的配電自動化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺計算機網(wǎng)絡(luò)的配電自動化系統(tǒng)，在配電網(wǎng)正常運行時也能起到監(jiān)視配電網(wǎng)運行狀況和遙控改變運行方式的作用，故障時能及時察覺。并由調(diào)度員通過遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。

當(dāng)前主流方案采用集中式配電自動化方案，隨著電力可靠供電要求的逐步提升，要求高可靠性供電區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)電力不間斷持續(xù)供電，將事故隔離時間縮短至毫秒級，實現(xiàn)區(qū)域不停電服務(wù)，這對集中式配電自動化中的主站集中處理能力和時延等提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

因此智能分布式配電自動化成為未來配網(wǎng)自動化發(fā)展的方向和趨勢之一，其特點在于將原來主站的處理邏輯分布式下沉到智能配電化終端，通過各終端間的對等通信，實現(xiàn)智能判斷、分析、故障定位、故障隔離以及非故障區(qū)域供電恢復(fù)等操作，從而實現(xiàn)故障處理過程的全自動進行，最大可能地減少故障停電時間和范圍，使配網(wǎng)故障處理時間從分鐘級提高到毫秒級。

目前，智能分布式饋線自動化系統(tǒng)需要光纖布線來提供連接，由于5G可提供10ms的網(wǎng)絡(luò)延遲和千兆吞吐量，包括所需的專用網(wǎng)絡(luò)切片，因此可以作為替代方案，實現(xiàn)更快更準(zhǔn)確的電網(wǎng)控制，以下是未來智能電網(wǎng)的實時調(diào)度示意。

8、5G與農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)有望成為5G商用中最重要的領(lǐng)域之一，包括智能種植、智慧畜牧、無人機作業(yè)。

(1)智慧種植：5G通過傳感器實時監(jiān)控濕度、光照等影響農(nóng)作物生長的因素，將采集的數(shù)據(jù)上傳至云端做出實時分析診斷，及時精確地操控農(nóng)業(yè)設(shè)備自行灌溉和施肥。

(2)智慧畜牧：5G通過傳感器、隨時采集牲畜生理狀況、位置等信息，結(jié)合人工智能手段檢測分析其健康和安全，這需要低功耗、高連接密度的5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

(3)無人機作業(yè)：依托5G網(wǎng)絡(luò)擴大飛行范圍，進行大面積農(nóng)作物護養(yǎng)，如碰灑種子、藥劑以及牲畜監(jiān)控尋找等作業(yè)，甚至可以進行精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動控制。

如下圖示意，使用無人機多光譜攝像機掃描農(nóng)場，通過5G技術(shù)移動網(wǎng)絡(luò)，大型數(shù)據(jù)文件立即被發(fā)送至農(nóng)業(yè)機器的任務(wù)卡中處理，根據(jù)收到的實時信息對農(nóng)業(yè)機器進行精準(zhǔn)操作，數(shù)據(jù)上傳過程需要大的帶寬支撐，這個就需要5G的支撐，以便可以實時發(fā)送通過無人機采集制作的圖像，震撼!

事實上，筆者根本不可能窮舉5G的應(yīng)用，但只要我們從第一性原理出發(fā)，理解了5G的三個基本特性，即高速度、低時延及高連接密度，只要大家能想到連續(xù)廣域覆蓋，熱點高容量，低功耗、高連接密度及低時延和高可靠性四大應(yīng)用類型，就可以想象出更多的應(yīng)用場景，5G是未來的一個制高點。