5G网络下的行业应用场景分析

5G网络下的行业应用场景分析

陈成刚

广东省电信规划设计院有限公司 广东省东莞市 523008

摘要：5G 技术的应用，将打破空间的局限，在媒体直播、工业互联网、视频安防、智慧医疗、智慧教育等行业的应用会越来越深入。5G加速了数字化的进程，将与AI、云计算一起成为企业数字化建设的基础设施，云网融合将成为未来数字产业发展的一种趋势。

关键字：5G网络；5G应用场景

一   5G行业概述

1.1  5G发展背景

5G在2020年被纳入新基建，正式开启5G大规模建设，形成了巨大的产业规模，给数字产业带来深远的影响。近两年5G产业不断壮大，越来越多的5G应用渗透到各行各业，在推动信息化产业发展和社会经济发展方面的影响越来越大。

1.2  5G技术优势

5G技术优势主要是传输更流畅，反应更灵敏，连接更广泛。

1、高速率：流畅

5G比较4G在传输速率上提升明显，20Gbps是下行峰值速率最大达到值，速率更高，用户有着更好的体验。

2、低时延：灵敏

单向空口时延最低1ms，低时延传输能够满足实时高效互动的各类场景需求，为高清直播、智慧医疗等灵敏度及互动精确度要求更高的场景带来更好的应用条件。

3、广连接：万物互联

5G是万物互联的时代，每平方千米超过百万级数量的连接能力及多种连接方式，实现了物与物人及人与物之间的广泛连接。

二   5G应用场景分析

2.1  5G应用场景概述

eMBB增强移动宽带、uRLLC超高可靠低延时通信 、mMTC海量机器通信是目前主要的三大应用场景。

不同应用场景对网络通信需求不同，使得一张网络满足全部应用场景需求。典型场景需求如下：

工业互联网：时延（ms）≤10，带宽（Mbps）为0.01~10，可靠性100.00%，eMBB弱，mMTC中，uRLLC强。

智慧医疗：时延（ms）≤50，带宽（Mbps）为0.01~50，可靠性100.00%，eMBB中，mMTC弱，uRLLC强。

家庭娱乐：时延（ms）≤50，带宽（Mbps）≥50，可靠性99.90%%，eMBB强，mMTC弱，uRLLC弱。

全景直播：时延（ms）≤50，带宽（Mbps）≥100，可靠性99.90%%，eMBB强，mMTC弱，uRLLC弱。

2.2  基于5G网络的行业场景分析

5G 技术的应用，将打破空间的局限，在媒体直播、工业互联网、视频安防、智慧医疗、智慧教育等行业的应用会越来越深入。

2.2.1  媒体直播

1、 5G固定场所直播需求分析

（1）场馆网络高负载

大型赛事、主要展览活动参与人员众多，场所人满为患，高度负荷的网络，直接影响网络质量。

（2）场馆视频传输

制作4K高清信号，多路直播信号需要大带宽稳定网络传输，以满足当前4K画质现场直播流畅性要求。

（3）远程观众亲临感

热门赛事、活动等现场观众饱和，未入场观众希望增强活动观看体验。

2、 5G固定场所直播解决方案

5G固定场所直播实现架构框架图如下：

部署5G网络，感知层采用VR头显、高清摄像头采集数据。基于5G网络与CPE连接，视频流数据经5G基站传送至综合平台转码服务器进行解析，实现5G高清视频直播回传。

2.2.2  工业互联网

1、生产可视化场景分析

（1）订单进度不透明：如几百条订单信息同时下发到工厂，容易造成管理混乱。

（2）生产协同差：多类别，多种生产方式的产品同时在车间生产，难以实现管理数据实时同步。

（3）人工统计准确度低：工人填写指标精度不一致，纸质表单过多造成丢失、油污等，造成实际情况难以准确统计。

（4）生产数据实时性差：生产数据不能即时上传，造成管理滞后，无法即时叒现异常问题并快速解决，会带来交期延迟等飾险。

（5）库存管理效率低：库存账务不一致，盘点费时费力，库存管理失控，账务不清晰。

2、生产可视化需求分析

（1） 各类设备上生产数据的实时准确采集。

（2）订单能够全程可视化管理，生产过程的各个环节贯穿关联，生产经营情况实时展现。

（3）一体化的统计分析能力与实时协作管理能力，避免多系统独立发展造成信息障碍与冗余。

3、生产可视化解决方案

（1）信号采集：支持5G的模组终端。

（2）网络布设：5G网络覆盖+MEC分流。

（3）设备改装：在机床、机器人等生产设备上安装5G模块与控制系统相连。

（4）软件部署：本地化部署或者在云端部署。

（5）实现功能：提升生产计划及时达成率、提升车间管理可视化实现率 、提升数据可追溯性、完整性 （生产记录、检验记录、出入库记录等）、提升记录统计/分析工作效率。

2.2.3  视频安防

1、5G视频监控接入需求分析

（1）偏远地区没有成熟的有线网络可复用，网络实施布线周期长，网络因素制约视频监控布设。

（2）移动缉查布控无固定网络接入点位，现有无线传输时延较大。

（3） 线路布线改造复杂，施工难度高的场景，如物流园区、港口的复杂地域、布线施工成本高，有移动场景需求。

2、5G视频监控接入实现方案

 5G+高清视频上云，利用5G，实现偏远地区，移动终端等前端摄像机高清视频上云，免去网络实施布线工作，降低费用成本。

2.2.4  智慧医疗

1、远程会诊/远程影像诊断需求分析

据调查仅占全国医疗机构总数8%的三甲医院却承担着46%的门诊量，而全国有24.6%的影像患者离开居住地200公里以上就诊。

2、远程会诊/远程影像诊断实现方案

基层医疗机构通过5G，可以随时随地将影像/心电/病理的病例等数据上传至远程医疗云平台，并提交阅片申请。基层医疗机构可通过远程医疗云平台向对端二三级医院叒起远程会诊申请，基于5G高速率特性，实现4K甚至8K的超高清视频会诊，进行病例及高清晰影像浏览。部署网络架构如下图。

2.2.5  智慧教育

1、远程互动教学需求分析

偏远学校开不齐课、开不好课的问题突出。区域间、校区间教育资源不均衡。多校区学校教学资源紧张，需要保持教学的同步性与一致性。

2、远程互动教学实现方案

基于5G低延时、大带宽和高可靠，充分满足课堂的互动实时性要求，解决了音视频延迟、卡顿等问题，提升了学生学习效果，提高了学生课堂参与度。直播互动教学可保证声音高保真，延时低于20ms，最大程度还原课堂教学场景。

三   5G行业发展展望

透过一系列的行业应用与案例分析发现，5G应用场景涉及各行各业，跨界整合催生多样化需求，多方合作构筑5G生态，需要与前沿信息技术相结合，共同走进实体产业，找到正确的场景，才能最大化发挥价值，为实体产业赋能。5G的应用使得端云协同更加高效，运营商纷纷布局云计算，推进云网融合发展。未来可预见，越来越多的5G应用走进人们的生活。

参考文献

[1]袁周阳，李超杰.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].信息通信，2017（7）：260~261.

[2]邓任桂.人工智能技术在5G通信下的应用场景和研究[J].通讯世界，2021，28（5）：52-53.