近日，物聯(lián)網(wǎng)市場調(diào)研機構(gòu)IoT Analytics調(diào)研了44種不同的5G物聯(lián)網(wǎng)用例，預(yù)計到2025年，這些用例將覆蓋7600萬個5G節(jié)點，本文重點介紹了其中7種最有市場前景的5G物聯(lián)網(wǎng)用例。

圖1:44個5G物聯(lián)網(wǎng)用例及其成熟水平和市場潛力

近日，物聯(lián)網(wǎng)市場調(diào)研機構(gòu)IoT Analytics調(diào)研了44種不同的5G物聯(lián)網(wǎng)用例，預(yù)計到2025年，這些用例將覆蓋7600萬個5G節(jié)點。

本文重點介紹了7種最有市場前景的5G物聯(lián)網(wǎng)用例，如下所示：

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#1：車輛遠(yuǎn)程信息處理

圖2:OEM車輛遠(yuǎn)程信息處理架構(gòu)示例(圖片來源:FIPA)

汽車運輸業(yè)(A&T)有望成為5G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的第一大行業(yè)。作為物聯(lián)網(wǎng)最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域之一，已經(jīng)有數(shù)百萬輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車正在使用諸如車輛診斷、位置追蹤和UBI保險(基于用戶使用定價的保險)之類的車輛遠(yuǎn)程信息技術(shù)。這些應(yīng)用主要依靠從車輛上收集小容量且非實時的數(shù)據(jù)，目前數(shù)據(jù)的傳輸大多基于傳統(tǒng)的蜂窩(2G/3G/4G)網(wǎng)絡(luò)，這些技術(shù)的性能滿足了它們當(dāng)前的通信需求。

5G的問世則提供了更多的可能性，相關(guān)企業(yè)可以實時收集更多關(guān)于汽車健康狀況、性能和司機行為的細(xì)顆粒度數(shù)據(jù)，并提供更復(fù)雜的服務(wù)(例如汽車OEM和汽車經(jīng)銷商的服務(wù))和新的定價計劃(例如保險公司的服務(wù))。

盡管LTE仍將可能作為這些應(yīng)用的主要連接技術(shù)，但在不久的將來(尤其未來幾年世界許多地區(qū)將陸續(xù)關(guān)閉2G和3G網(wǎng)絡(luò))，IoT Analytics預(yù)計許多汽車遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)將同時支持4G和5G連接。在運營商持續(xù)推進網(wǎng)絡(luò)部署的同時，企業(yè)可以充分利用5G增強的能力，以確保其解決方案在未來不會過時。

示例：

三星在2018 CES上發(fā)布了“業(yè)界首個5G汽車解決方案”，也被稱作TCU遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。TCU是三星與哈曼聯(lián)手開發(fā)的技術(shù)，三星在2016年年底收購了哈曼國際。全新的TCU運行宗旨是在未來10年里，汽車將不再是獨立的個體，而是一個更大、更廣泛交通系統(tǒng)的組成部分。在支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的C-V2X技術(shù)支持下，三星與哈曼的5G解決方案可以讓汽車能夠直接與交通信號燈、外部交通管理系統(tǒng)和其它車輛進行通信。換句話說，TCU可以作為單獨汽車與大型交通網(wǎng)絡(luò)的連接點。三星表示，全新一代的TCU兼容現(xiàn)有的4G CAT16網(wǎng)絡(luò)，未來該平臺還可以直接升級到更高帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)中。

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#2：車載信息娛樂

圖3：日產(chǎn)對其基于5G和AR的網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)進行了現(xiàn)場測試

車載信息娛樂是另一個相對成熟的應(yīng)用領(lǐng)域，同樣有望從5G連接中獲益良多。這個用例涉及到向司機和乘客提供信息和娛樂服務(wù)，比如最新的交通狀況或天氣預(yù)報，以及高清視頻和音樂流媒體。

與LTE相比，5G網(wǎng)絡(luò)提供了增強這些應(yīng)用和支持新應(yīng)用的能力，比如車載零售和營銷，甚至是基于AR/ VR的導(dǎo)航系統(tǒng)和娛樂服務(wù)。

雖然在未來幾年，5G車載信息娛樂將主要通過固定連接(例如使用5G智能手機連接汽車)來實現(xiàn)，然而智能網(wǎng)聯(lián)汽車4G/5G雙模解決方案的出現(xiàn)將為更復(fù)雜的車載信息娛樂應(yīng)用鋪平道路。

示例：

今年3月，日產(chǎn)汽車公司與日本移動運營商NTT DOCOMO展開合作，在5G環(huán)境下測試了日產(chǎn)最新發(fā)布的“無形可視化(Invisible-to-Visible, I2V)”技術(shù)?！盁o形可視化”技術(shù)將虛擬與現(xiàn)實世界融為一體，通過將車輛內(nèi)外部傳感器與云端數(shù)據(jù)相結(jié)合，為駕駛者呈現(xiàn)出“見所未見”的景象，如觀察到道路遠(yuǎn)端、周邊建筑物后方或是轉(zhuǎn)彎處的交通情況。該技術(shù)能夠讓駕駛者與乘客連接到虛擬實境(Metaverse)，還可以在虛擬世界中與虛擬人像進行互動。屆時，家人、朋友或其他人物將以三維、增強現(xiàn)實的虛擬技術(shù)出現(xiàn)在車內(nèi)，為駕乘者提供陪伴或輔助。

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#3:智能電網(wǎng)

圖4：智能電網(wǎng)及其通信網(wǎng)絡(luò)示例(圖片來源:ABB，德國電信)

在能源和公用事業(yè)領(lǐng)域，5G技術(shù)增強的能力特別適合智能電網(wǎng)的實時管理和自動化操作。這些解決方案旨在通過快速檢測和響應(yīng)電網(wǎng)故障來優(yōu)化運行和維護，同時滿足電網(wǎng)日益嚴(yán)格的要求——例如可再生能源進入電網(wǎng)，分布式能源的集成(DER)，更嚴(yán)格的法規(guī)和不斷變化的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。

特別是由于這些DER“微電網(wǎng)”能源的生產(chǎn)具有高度可變性，將它們與電力網(wǎng)絡(luò)集成是一項相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的工作。為了避免過載并確保系統(tǒng)的可靠性，還需要在所有微電網(wǎng)元件之間廣泛地發(fā)送消息信號，因為會對通信延遲和網(wǎng)絡(luò)可靠性有嚴(yán)格的要求，如今只有通過有線通信技術(shù)才能完全滿足這些要求。事實上，目前大多數(shù)公共事業(yè)公司都已經(jīng)安裝了電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，通常是基于電力線(PLC)、光纖或銅線的有線通信網(wǎng)絡(luò)，而無線通信則僅限于任務(wù)不那么關(guān)鍵的應(yīng)用。

然而，隨著公用事業(yè)運營商越來越多的使用新的傳感器和控制系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)升級及自動化控制，并將整合可再生能源和電動汽車充電站，預(yù)計5G將在很大程度上被采用，因為與有線替代方案相比，它在部署上具有更高的靈活性和更低的成本，同時保證了類似的性能水平。

示例：

諾基亞、ABB和Cargotec公司旗下的Kalmar已經(jīng)成功進行了工業(yè)試驗，利用5G的低延遲功能來支持對時間要求嚴(yán)格的應(yīng)用，并提高智能電網(wǎng)和港口自動化的保護和效率。在首次試驗中，諾基亞和ABB展示了超可靠低延遲通信技術(shù)如何能夠應(yīng)用于中壓配電網(wǎng)中保護應(yīng)用，特別重要的是為保持配電網(wǎng)運行、保障人員安全和避免設(shè)備損壞對嚴(yán)重故障進行了立即清除。該試驗已經(jīng)確認(rèn)，5G超可靠低延遲通信滿足保護應(yīng)用程序設(shè)置的延遲要求。

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#4:移動和協(xié)作機器人

圖5：2019年博世力士樂在漢諾威展會上的5G AGV演示(圖片來源:NextRobotics)

在工業(yè)領(lǐng)域，人們普遍認(rèn)為5G技術(shù)非常適用于各種工業(yè)機器人，從靜態(tài)協(xié)作機器人到完全移動的機器人，如自主導(dǎo)航車輛AGV。這些機器人擁有許多態(tài)勢感知傳感器，隨著技術(shù)的不斷進步，它們變得越來越智能，能夠自主完成各種任務(wù)，比如搬運貨物或進行維修。然而，這些機器人需要處理越來越多的數(shù)據(jù)，為它們提供足夠的處理能力可能是非常具有挑戰(zhàn)性和昂貴的，尤其是對較小的機器人。

5G可以幫助解決這些問題，由于其低延遲和高可靠性，5G將使部分處理交由邊緣或基于云的服務(wù)器，從而將機器人的硬件復(fù)雜性和成本降到最低。

示例：

去年，奧迪與愛立信宣布達(dá)成合作，以將5G通訊技術(shù)運用在奧迪汽車的生產(chǎn)內(nèi)，打造智能工廠，進一步的提升產(chǎn)能。第一階段的合作將從搭載汽車膠合技術(shù)的無線生產(chǎn)機器人開始，測試最關(guān)鍵的延遲技術(shù)在汽車制程的運用;另一方面，奧迪 Gaimersheim生產(chǎn)技術(shù)實驗室也將配合此計劃，開始打造模擬工廠產(chǎn)線環(huán)境，加上愛立信的5G技術(shù)支持，之后也會陸續(xù)在奧迪全球產(chǎn)線進行測試，期望最終能達(dá)到大幅提高產(chǎn)能并開拓全新商機之效。

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#5:視頻監(jiān)控

圖6：三星和KDDI在東京大田羽田機場國際航站樓安裝的5G視頻監(jiān)控系統(tǒng)(圖片來源:三星)

視頻監(jiān)控和分析是另一個有望在5G網(wǎng)絡(luò)下蓬勃發(fā)展的應(yīng)用。由于近年來對公共安全的威脅日益增加，世界上許多政府和市政當(dāng)局都在積極投資公共監(jiān)控和安全系統(tǒng)，預(yù)計未來這一趨勢將會進一步加速。

如今，大多數(shù)公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍然依賴有線連接，但無線通信(如Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò))技術(shù)部署更簡便、速度更快，而且與有線網(wǎng)絡(luò)相比成本通常更低，因而越來越受歡迎。

在靜態(tài)閉路電視系統(tǒng)中，Wi-Fi是首選方案，而蜂窩連接特別是LTE，則更適用于臨時安裝的靜態(tài)視頻監(jiān)控(例如建筑工地、音樂會、節(jié)日、選舉集會等公共活動)和移動視頻監(jiān)控中(例如，在警車、公共交通、無人機或執(zhí)法人員隨身攜帶的攝像頭)。

雖然LTE網(wǎng)絡(luò)為遠(yuǎn)程訪問現(xiàn)場高清視頻提供了良好的性能保證，但5G的應(yīng)用將為更復(fù)雜的實時視頻內(nèi)容分析和大量相機的部署提供所需的性能提升。

示例：

今年初，三星電子與日本電信運營商KDDI宣布雙方已使用28GHz頻譜在日本東京一個火車月臺完成了4K UHD(超高清)監(jiān)控視頻傳輸測試。此次試驗展示了5G如何被用于提升火車乘客的安全。兩家公司表示，通過實時收集和分析4K UHD視頻，將為負(fù)責(zé)監(jiān)控錄像的工作人員的減輕部分負(fù)擔(dān)。同時，這還能幫助他們提前發(fā)現(xiàn)危險，提高整體安全。在演示中，從巡檢的4K安全攝像頭和安全機器人收集的視頻文件，通過支持5G技術(shù)的平板電腦進行發(fā)送。這些視頻文件將被發(fā)送至基站，并在監(jiān)控室的顯示屏和VR眼鏡上進行顯示。通過收集和分析在服務(wù)器上收到的4K文件，在車站發(fā)現(xiàn)任何可疑人物或物體將成為可能。

5G物聯(lián)網(wǎng)用例#6& #7：協(xié)同智能駕駛

圖7：啟用5G的交通安全服務(wù)(圖片來源:SK電訊)

從中長期來看，5G預(yù)計對汽車運輸業(yè)的最大影響是，能在汽車和其他道路用戶之間共享實時的交通和道路狀況信息。這些新的協(xié)同駕駛和協(xié)助駕駛服務(wù)同時適用于單個車輛和公共交通運輸(由表1中兩個不同的氣泡來表示，分別代表單個車輛的協(xié)同移動和智慧城市交通)。這需要通過在車輛和其它道路使用者(如行人、騎自行車的人等)身上安裝5G通信設(shè)備以建立一個基于5G的V2X(Vehicle-to-Everything)基礎(chǔ)設(shè)施。

這種智能交通系統(tǒng)通過分析路邊基礎(chǔ)設(shè)施和道路車輛收集的實時交通數(shù)據(jù)，進而及時警告司機前方的危險道路狀況、交通阻塞和即將到來的安全隱情，提高道路安全和交通效率。目前，基于蜂窩的V2X通信是3GPPRel-14和15的內(nèi)容，而基于5G的V2X將作為3GPPRel-16的一部分內(nèi)容推出，并于2020年正式發(fā)布。

示例：

今年年初，韓國運營商SK電訊和首爾市政府開始測試一個名為“合作智能交通系統(tǒng)”(C-ITS)的項目，旨在到2020年年底建設(shè)先進的交通基礎(chǔ)設(shè)施和通信技術(shù)。SK電訊將在首爾的主要道路安裝5G傳感器，并為公共汽車和出租車提供5G電信終端設(shè)備。SK電訊還將建立一個控制中心，以收集數(shù)據(jù)并提供與安全相關(guān)的信息。配備5G設(shè)備的公共汽車和出租車將與車站和交通信號燈通信以收集數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)任何危險因素，SK電訊和首爾市政府將分析數(shù)據(jù)并向公交車和出租車發(fā)送通知。該信息還通過SK電訊的T Map導(dǎo)航應(yīng)用提供給普通汽車，以降低事故風(fēng)險。