技術(shù)
導(dǎo)讀:5G帶來的不僅僅是超大帶寬、超低時(shí)延、超高可靠性的海量連接,5G的根本生命力在于行業(yè)應(yīng)用,在于打造開放融合的平臺(tái)服務(wù)能力。
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2019年是全球5G啟航之年。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議要求,“加快5G商用步伐”。以5G為核心的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施,成為加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展,創(chuàng)造美好生活的“新基建”。
5G帶來的不僅僅是超大帶寬、超低時(shí)延、超高可靠性的海量連接,5G的根本生命力在于行業(yè)應(yīng)用,在于打造開放融合的平臺(tái)服務(wù)能力。
一方面,5G作為基礎(chǔ)性、使能性的技術(shù),與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等其他信息技術(shù)協(xié)同發(fā)展,加速萬物互聯(lián),實(shí)現(xiàn)萬物智聯(lián),在數(shù)字世界與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合中發(fā)揮重要價(jià)值。另一方面,5G面向諸多垂直行業(yè)的“5G+”賦能,在使能垂直行業(yè)深度數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面,5G既是“推進(jìn)劑”,也是“催化劑”。
推進(jìn)劑:5G提高整個(gè)社會(huì)效率
全頻譜接入、Massive MIMO、新型多址接入、超密集組網(wǎng)、SDN/NFV、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片、人工智能的應(yīng)用使得5G系統(tǒng)具備一系列令人振奮的網(wǎng)絡(luò)能力——10Gbps峰值速率、1Gbps平均體驗(yàn)速率、1ms超低空口時(shí)延、100萬連接/平方公里等。這就使得5G讓人類第一次具備了把真實(shí)的物理世界和虛擬的數(shù)字世界緊密甚至無縫結(jié)合起來的能力。中興通訊正在與合作伙伴一起,讓5G最大限度地釋放出“推進(jìn)劑”這一功效。
5G+人體視覺遠(yuǎn)程傳輸,為現(xiàn)實(shí)世界賦予數(shù)字能力
今年6月,全球領(lǐng)先的電信運(yùn)營商Orange聯(lián)合中興通訊在西班牙成功進(jìn)行了5G全息投影視頻通話,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)千里之外的人宛如“近在眼前”的面對(duì)面交談。
全息現(xiàn)實(shí)(HR)是XR技術(shù)的一種,其他還有VR、AR、MR等,這些技術(shù)在可視化、交互方式兩個(gè)核心能力方向上帶來突破性的革命。
XR業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延有較高的要求,比如較極端條件下,用戶體驗(yàn)速率需穩(wěn)定在1Gbps、時(shí)延<20ms。目前的無線通信技術(shù)中只有5G能滿足。
中興通訊在“5G+XR”領(lǐng)域開展了諸多探索實(shí)踐,如武大櫻花節(jié)5G+8K VR直播、央視2019兩會(huì)5G直播、中國電信首個(gè)5G+8K+VR“漢馬”直播、江蘇省人民醫(yī)院5G+MR遠(yuǎn)程醫(yī)療等。實(shí)踐表明,“5G+XR”在眾多垂直行業(yè)應(yīng)用中有廣闊的前景。
5G+機(jī)器視覺,為虛擬世界打開現(xiàn)實(shí)之門
“淬火工藝”在第三代轎車輪轂軸承的設(shè)計(jì)制造中非常關(guān)鍵:內(nèi)法蘭盤因其形狀復(fù)雜,不同區(qū)域?qū)Υ慊鹕疃?、硬度要求不同,?duì)熱處理工藝要求較高。全國首批汽車零部件出口基地企業(yè)——兆豐電機(jī)的一位資深技術(shù)專家介紹,輪轂的淬火工藝要求對(duì)液體的溫度、工具的溫度以及時(shí)間做非常精確的匹配,所以需要非常有經(jīng)驗(yàn)的老工人來做。
兆豐電機(jī)與中興通訊合作,在輪轂淬火過程中,以高清攝像頭采集淬火視頻并將其通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳,然后利用機(jī)器視覺分析輪轂顏色變化來判斷溫度是否滿足淬火質(zhì)量要求,整體打造了“機(jī)器視覺檢測(cè)-成品質(zhì)量判斷-工業(yè)設(shè)備調(diào)整”這一閉環(huán)控制流程。
“試驗(yàn)下來發(fā)現(xiàn),我們的整個(gè)生產(chǎn)效率和工藝的精確度得到非常大的提升!”兆豐電機(jī)的技術(shù)專家對(duì)試驗(yàn)結(jié)果非常滿意。
對(duì)于“5G+機(jī)器視覺”的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)而言,這可謂“冰山一角”。比如,視頻監(jiān)控正在逐步向無線化、高/超高清化、智能化發(fā)展,5G網(wǎng)絡(luò)下的AI視頻監(jiān)控是大規(guī)模城市智能體中極具價(jià)值的工具。除了淬火工藝機(jī)器檢測(cè),中興通訊的相關(guān)實(shí)踐還包括無人千尋安防、園區(qū)無人巡檢、工廠云化AGV(自動(dòng)導(dǎo)引傳輸車)等。
催化劑:5G使能工業(yè)數(shù)字孿生
早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)只在接口側(cè)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,而5G則可以實(shí)現(xiàn)“整個(gè)”工業(yè)數(shù)字化,5G使得人類第一次可以把整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)端到端地從系統(tǒng)本身到接口完整地做一個(gè)數(shù)字孿生。
所謂“數(shù)字孿生”就是把工廠的所有生產(chǎn)相關(guān)物理環(huán)節(jié)“數(shù)字化”地復(fù)制到虛擬世界。用機(jī)器人替代工人,雖可降低成本、提升效率,產(chǎn)生更多“無人工廠”,但并沒有解決企業(yè)的核心問題。決定企業(yè)制造整體效率的是其對(duì)于供應(yīng)鏈、制造、運(yùn)輸/物流、庫存、銷售等所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制能力,因此需要實(shí)現(xiàn)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“制造”走向基于數(shù)字孿生的“智造”。
諸多垂直行業(yè)里的龍頭企業(yè)正在積極進(jìn)行基于5G的數(shù)字孿生相關(guān)探索實(shí)踐。
實(shí)例1:5G智慧工廠
目前,工業(yè)領(lǐng)域無線技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備及產(chǎn)品信息的采集、非實(shí)時(shí)控制和實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)部信息化等??煽啃?、數(shù)據(jù)傳輸速率、覆蓋距離、移動(dòng)性等方面的不足,導(dǎo)致工業(yè)領(lǐng)域無線技術(shù)并未能廣泛應(yīng)用——占比僅約6%。
而5G系統(tǒng)天然具備的低時(shí)延、高可靠、大連接以及高帶寬等特性,引起了制造業(yè)的極大關(guān)注。中興通訊的合作項(xiàng)目包括長沙機(jī)器視覺包裝盒檢驗(yàn)、三一重工AR遠(yuǎn)程指導(dǎo)等。國內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域的龍頭企業(yè)浙江中控聯(lián)合中興通訊做了很多“5G+智能制造”試驗(yàn)。
在這些實(shí)踐合作過程中,中興通訊發(fā)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用,還需解決兩個(gè)關(guān)鍵問題。
一是在“工業(yè)控制”應(yīng)用中,很多信息是由傳感器上傳的。統(tǒng)計(jì)表明,其上行流量與系統(tǒng)下行流量之比約為3:1。所以,5G還需面向“工業(yè)控制”場(chǎng)景進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化。
二是需要在5G環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無論網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任何變化,都要能夠精確地把控制命令傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu),以保證生產(chǎn)安全。
實(shí)例2:5G數(shù)字工地
由于環(huán)境艱險(xiǎn)、人力成本高等因素,很多企業(yè)都想探索以5G的諸多優(yōu)勢(shì)功能來實(shí)現(xiàn)外場(chǎng)工地生產(chǎn)的無人化、遠(yuǎn)程化。例如中興通訊深度參與的福建5G無人機(jī)電力巡檢、臨沂重工5G遠(yuǎn)程挖掘機(jī)操作等。
一家生產(chǎn)挖掘機(jī)的廠商與中興通訊合作,把挖掘機(jī)生產(chǎn)和作業(yè)的所有工藝全部進(jìn)行了數(shù)字化處理,形成遠(yuǎn)程工作界面,既可以提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率,又能夠確保挖掘作業(yè)人員的人身安全,同時(shí)加快整個(gè)作業(yè)的進(jìn)度。
物聯(lián)網(wǎng)面臨四大挑戰(zhàn),5G逐個(gè)破解
能成為“推進(jìn)劑”“催化劑”的5G,必然有其獨(dú)到之處。根本原因在于5G能夠高效地解決物聯(lián)網(wǎng)目前在網(wǎng)絡(luò)、部署、運(yùn)維、經(jīng)營方面面臨的巨大挑戰(zhàn)。
5G解決IoT網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)
當(dāng)前IoT一個(gè)最大的挑戰(zhàn)就是網(wǎng)絡(luò)的“碎片化”。
一個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器,只需要一張簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)來配合。但物聯(lián)網(wǎng)終端正在從簡(jiǎn)單進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的“啞終端”向互聯(lián)的“聰明終端”轉(zhuǎn)變,變得復(fù)雜的傳感器有很多信息需要交互。于是,就不得不建各種各樣的“煙囪式”網(wǎng)絡(luò),造成IoT網(wǎng)絡(luò)“碎片化”現(xiàn)狀。
多元的數(shù)據(jù)只有集合在一張大網(wǎng)之中才能打破壁壘、高效交互,進(jìn)而產(chǎn)生更大的增值效應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)終端從功能體向智能體的轉(zhuǎn)變,要求配套的5G網(wǎng)絡(luò)具有聰明的能力,實(shí)現(xiàn)一張網(wǎng)優(yōu)質(zhì)覆蓋、安全可靠的門限機(jī)制、容災(zāi)備份。
5G解決IoT部署挑戰(zhàn)
從企業(yè)客戶的角度,在IoT部署方面,希望獲得來自運(yùn)營商的與傳統(tǒng)私有專網(wǎng)相同速度與效率的IT服務(wù),且大幅節(jié)省甚至消除自行運(yùn)維的成本。
另一方面,企業(yè)客戶們又希望實(shí)現(xiàn)高度的安全性。
原生支持多接入邊緣計(jì)算(MEC)的5G能夠滿足以上兩大關(guān)鍵訴求——MEC節(jié)點(diǎn)的部署靠近企業(yè)客戶,兼顧了流量、時(shí)延,而且很安全,把接入MEC的本地資源與網(wǎng)絡(luò)其它部分隔離,從而把企業(yè)敏感信息或隱私數(shù)據(jù)控制在區(qū)域內(nèi)部。
MEC的最大好處,就是可以以很低的成本來抽取千百行業(yè)高度“碎片化”的價(jià)值。5G+MEC在體育賽事直播中的應(yīng)用,就是近期的最佳實(shí)踐。
5G更大的帶寬、更低的時(shí)延,使得體育賽事直播活動(dòng)中采用更多的移動(dòng)攝像機(jī)成為可能。比如,可以把小型化的移動(dòng)攝像機(jī)和VR攝像機(jī)放置在無人機(jī)上,低空巡航拍攝,提供新穎的動(dòng)態(tài)視角。再如,在競(jìng)技類體育賽事的直播中,把更小型化的攝像機(jī)放置在賽車中、球類運(yùn)動(dòng)員的頭盔上、冰雪運(yùn)動(dòng)員的滑具上、運(yùn)動(dòng)員的胸前等,獲得新視角。這些創(chuàng)新,讓觀眾可以隨心所欲地自主選擇視角/畫面的同時(shí),也讓觀眾有著更強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)沉浸感。
一個(gè)或者若干個(gè)個(gè)性化的畫面,配以輔助信息(賽事現(xiàn)場(chǎng)的地圖、進(jìn)程、比分等),相當(dāng)于需要進(jìn)行定制化的編導(dǎo),需要終端具備一定的計(jì)算能力,但是大部分手機(jī)、VR頭顯、電視機(jī)的計(jì)算能力往往無法勝任,此時(shí),MEC就有了“用武之地”。
在今年8月初舉辦的第二屆全國青年運(yùn)動(dòng)會(huì)期間,山西移動(dòng)與中興通訊、山西省體育局、山西廣播電視臺(tái)通過MEC實(shí)現(xiàn)用戶自定義、自編導(dǎo)自己想看的體育直播,所有的攝像機(jī)機(jī)位傳過來的信息,通過MEC節(jié)點(diǎn)的AI功能自動(dòng)地進(jìn)行編排、切片,實(shí)現(xiàn)“千人千面”。這也使得二青會(huì)成為全國首個(gè)5G運(yùn)動(dòng)會(huì)。
由此看來,MEC能很好地解決IoT部署挑戰(zhàn),并具有可觀的應(yīng)用前景。在近期的5G業(yè)務(wù)創(chuàng)新實(shí)踐中,中興通訊正在與合作伙伴一起,構(gòu)建集通信、云、應(yīng)用、智能、算力等五大能力為一體的D-ICT智能信息節(jié)點(diǎn),打造精品MEC邊緣云服務(wù)。
5G解決IoT運(yùn)維挑戰(zhàn)
在與浙江中控、紅獅水泥、新安化工、兆豐機(jī)電等企業(yè)的深入合作中,中興通訊發(fā)現(xiàn),隨著系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜性提高,物聯(lián)網(wǎng)連接海量高并發(fā),不同接入有差異化資源需求,復(fù)雜數(shù)據(jù)處理難度巨大,IoT的運(yùn)維面臨很大的挑戰(zhàn)。
這就使得網(wǎng)絡(luò)要從“人治網(wǎng)絡(luò)”邁向數(shù)字驅(qū)動(dòng)的“自治網(wǎng)絡(luò)”,比如把云端的AI下沉到MEC節(jié)點(diǎn)甚至終端,通過“云網(wǎng)融合”構(gòu)建出一個(gè)快速、靈活、高效的AI全面賦能的網(wǎng)絡(luò),以期滿足未來不確定的智能網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛需求,達(dá)到最有效的行業(yè)價(jià)值增值。
中興通訊將打造可自主進(jìn)化的五級(jí)網(wǎng)絡(luò),以智能化管道(“規(guī)-建-維-優(yōu)-營”AI全方位植入)、智能化體系(AI+切片、MEC、云網(wǎng)融合、IoT)、智能化賦能(智能化能力開放運(yùn)營平臺(tái))來全面賦能產(chǎn)業(yè)智能化創(chuàng)新。
5G解決IoT經(jīng)營挑戰(zhàn)
每個(gè)IoT業(yè)務(wù)對(duì)于移動(dòng)性、計(jì)費(fèi)、安全、策略控制、時(shí)延和可靠性等方面要求各不相同,甚至差異很大。如前所述,目前IoT網(wǎng)絡(luò)的“碎片化”現(xiàn)象很突出?!盁焽琛笔降囊粋€(gè)又一個(gè)專有物理網(wǎng)絡(luò),必然給IoT經(jīng)營帶來挑戰(zhàn)。
“煙囪”式的網(wǎng)絡(luò)是硬件定義的,在面對(duì)確定性需求時(shí)非常快捷,但是在面對(duì)未來萬物互聯(lián)的“海量”不確定需求方面,適應(yīng)性很差。
在5G時(shí)代,可用軟件定義的網(wǎng)絡(luò),可以解決上述問題。當(dāng)需要業(yè)務(wù)的時(shí)候,虛擬專網(wǎng)自動(dòng)生成,而當(dāng)不需要時(shí),對(duì)應(yīng)的硬件資源就釋放回歸到資源池。這種虛擬的專用網(wǎng)絡(luò),既滿足了行業(yè)客戶“?!钡囊?,又滿足了整個(gè)行業(yè)的“低成本運(yùn)作”要求,能夠有效地驅(qū)動(dòng)整個(gè)開放能力的建立。
中興通訊作為“5G業(yè)務(wù)賦能者、創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐者、生態(tài)建設(shè)積極參與者”,正在與各行業(yè)龍頭企業(yè)合作,共同研究探索5G垂直行業(yè)應(yīng)用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),打造5G行業(yè)試點(diǎn)示范應(yīng)用,推動(dòng)5G時(shí)代各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
中興通訊依托5G、操作系統(tǒng)、芯片、分布式數(shù)據(jù)庫等系列化的科技創(chuàng)新,構(gòu)筑了“云-管-邊-端”業(yè)務(wù)創(chuàng)新支撐體系,并正在與200多個(gè)產(chǎn)品生態(tài)伙伴、300多個(gè)行業(yè)合作客戶,共同助推數(shù)字化轉(zhuǎn)型,加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。