(一)eMBB(enhanced Mobile BroadBand,增强移动宽带)场景
这个场景是承接移动网、增强互联网的场景。数据业务下载速率更高是移动制式不断向前发展的孜孜不倦的追求。每一个新的移动制式推出,我们的第一个问题就是它的峰值速率是多少?大流量移动宽带业务,如高清视频业务,这是4G、5G乃至6G的主要应用,主要的信息交互对象是人与人或人与视频源。在5G的支持下,用户体验速率可提升至1Gbit/s,峰值速度甚至达到20Gbit/s,用户可以轻松实现在线4K/8K视频以及VR/AR视频,因此,用户数据业务流量还将爆发式增长,这会极大地释放远程智能视觉系统的需求,会出现层出不穷的新的行业应用。
(二)uRLLC(Ultra-Reliable Low LatencyCommunications,高可靠低时延连接)场景
这个场景是物联网中的一个重要场景。像车联网、工业远程控制、远程医疗、无人驾驶等的特殊应用,对时延和可靠连接的要求比较严格。时延过大,将会导致严重的事故;可靠性低,将会造成财产损失。在这样的场景下,连接时延要达到10ms以下,甚至是1ms的级别。对很多远程应用来说,操作体验能达到零时延,才会有很强的既视感和现场感。
(三)mMTC(massive Machine-Type Communications,海量机器类通信)场景
这个场景也是物联网中的一个重要场景,针对的是大规模物联网业务,如智慧城市、智慧楼宇、智能交通、智能家居、环境监测等场景。这类业务场景对数据速率要求较低,且时延不敏感,但对连接规模要求比较高,属于小数据包业务,信令交互比例较大,海量连接可能导致信令风暴。在5G时代,每平方公里的物联网连接数将突破百万,连接需求将覆盖社会、工作和生活的方方面面。5G的海量连接能力是渗透到各垂直行业的关键特性之一。
一个实际应用通常会具备某一个鲜明的场景特征,但并不是和其他场景泾渭分明。也就是说,一个应用,通常会对带宽、时延、连接数都有要求,只不过有一个为主而已。比如说,自动驾驶类应用,是典型的低时延类业务,但也有一定的连接数需求和行车记录仪的带宽需求。智慧城市类应用,是一个典型的大连接类业务,但是有些平安城市类应用对高清视频监控有需求,也可以是一个大带宽类的业务;有些时候,智慧城市也需要有应急响应能力,这要求时延低于一定的水平。虚拟现实(VR)类应用是典型的大带宽类业务,但如果在交互式的VR游戏里,又要求是低时延的;在多人携带可穿戴设备的虚拟现实应用场景中,也需要满足一定的连接数要求。
对于时延指标要求大于20ms,速率指标要求低于100Mbit/s,且连接数要求不多的应用可以在4G网络上承载。但对于时延指标要求小于20ms,或速率指标要求高于100Mbit/s,或连接数要求较高的应用则必须考虑在5G网络上承载。
5G的三个场景就是我们选取5G网络架构技术和无线技术的出发点和归宿。5G网络架构技术和无线技术,最终要满足三个场景的需求。三个场景的行业应用发展又会进一步促进
说起5G,相信大家都不陌生,但是可能一些人对5G技术的理解只存在于会提高网速。你了解它具体可以做哪些事情吗?可能大家会有些许疑惑。本文我们就从实际生活出发,举几个5G技术的应用案例吧。
2015年9月,ITU(国际电信联盟)正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB,uRLLC和mMTC。
(1)eMBB(Enhance Mobile Broadband)增强型移动宽带。
这种场景是现在人们使用的移动宽带(移动上网)的升级版,主要是服务于消费互联网的需求。在这种场景下,强调的是网络速率。若速率达到10Gbps以上,就是服务于eMBB场景的。
(2)uRLLC(Ultra Reliable &Low Latency Communication)低时延、高可靠通信。
uRLLC主要是服务于物联网场景的。例如车联网、无人机、工业互联网等。在这类场景下,对网络的时延有很高的需求。同时,这类场景对网络可靠性的要求也很高,不像手机上网,如果网络不稳定,最多引起用户的不满。
(3)mMTC(Massive Machine Type Communication)海量物联网通信。
mMTC是典型的物联网场景。例如智能井盖、智能路灯、智能水表电表等,在单位面积内有大量的终端,需要网络能够支持这些终端同时接入,指的就是mMTC场景。
接下来,我们就来看看在这三大场景下,都有哪些具体应用?
5G在车联网中的应用
城市内部的交通拥堵解决方案就是获取数据,再做数据分析,最后做数据运用。通过对这些行驶数据的进一步分析和学习,掌握车辆流向规律,对交通信号灯等进行控制,动态调整信号等待时间,提升交通路口的通行效率。
除了行驶问题缓解之外,还有停车问题,通过对停车场数据的采集,也可以及时对车流进行疏导。这些都是车联网的发展方案。
在目前的物联网技术中使用广泛的技术包括LTE-V、NB-IoT、LoRa等,但还不足以支持车联网。
5G技术则可以解决这些困扰:
1. 5G网络可提升车联网数据采集的及时性。5G网络具有超低时延的优势,再感知能力的增强,可以保障人、车、路实时信息沟通,避免行车过程中人车碰撞和车车碰撞,在行车过程中可以实时采集路况,避免堵车,消除人为驾驶的诸多风险。
2. 当公路被5G完整覆盖,动态采集车辆行驶速度信息,下达行驶指令,同时,及时采集天气信息、路况异常信息(例如动物闯入、货物掉落、落石滚入),并传递给车辆,进行规避。
3. 解决城市内拥堵的重点在于部署5G的通信能力,摄像头视频数据采集,数据分析AI(人工智能),5G大带宽,海量数据连接,满足数据传输的需求。
5G在联网无人机中的应用
业界将5G和无人机看作是最好的“搭档”。在没有遇见5G之前,无人机还只是以个人 娱乐 应用为主,还经常饱受安全诟病。而5G的无处不在联网、更高的速率、更低的时延使得无人机的应用范围不断拓展。
其中,5G物流无人机便被认为是一种非常有前景的5G用例。亚马逊、谷歌等公司曾在测试无人机送货的服务。伴随着5G商用的到来,5G物流无人机应用将迅速推广开来。
5G无人机的优势有哪些:
1. 在无人机物流领域,进一步提升快递速度和可靠性。目前,杭州市计划建立覆盖杭州的5G无人机城域网络,为智慧物流提供基于网联无人机E2E解决方案。
2. 此外,5G技术将增强无人机运营企业的产品和服务,以最小的延迟传输大量的数据。
5G在智能电网中的应用
建设智能电网已经是大势所趋。但是,通过传统专网建设智能配电网,存在成本高、灵活性低的问题而利用传统电信公网又存在业务隔离性差,安全保障和通信时延很难满足业务的要求。
5G技术则可以满足这些要求:
1. 用5G网络切片来承载电网业务是一种新的尝试,将运营商的网络资源以相互隔离的逻辑网络切片,按需提供给电网公司使用,满足电网不同业务对通信网络能力的差异化需求。
2. 兼顾高性能、高可靠、隔离和低成本,成为智能配电网的有效解决方案。
现在已有越来越多的企业推出基于5G网络切片的智能电网应用方案,包括华为、爱立信等。
5G在智能工厂中的应用
智能工厂已成为5G的典型应用。在目前的一些智能工厂中,使用机器人替代工人,虽然可以降低成本,提升效率,但对企业来说,并没有解决核心问题。在未来决定企业整体效率的,不是机器人的制造能力,而是对整个制造、运输、存储、销售环节的控制能力。
5G将会为智慧工厂带来新的变革:
1. 5G网络会助推AI技术发展,工业机器人随之进步。
2. 5G网络低时延、大连接、高速率的特点可以满足工业制造过程中能够对精度和强度的要求,人对机器人的操控会更加灵敏,使工厂实现自动化。
3. 对生产数据的采集、传输将更及时,从而更快地掌握生产信息,进行分析,作出相应计划。
5G在高清视频及直播中的应用
5G会在普通消费者领域造独角兽企业可能就是集中在视频领域,而且很可能是视频社交领域。
5G显现出的优势:
1. 5G的超大带宽为用户带来极致的试听体验。
2. 在直播性质的视频传输方面,5G的低延时、稳定性,降低用户观看困扰。
在2019年央视春晚主会场与深圳分会场进行了5G 4K超高清视频直播,画面流畅、清晰、稳定。在2022年北京- 张家口冬奥会中,也将充分利用5G开展重大活动、重要 体育 赛事直播。
5G在智慧医疗中的应用
5G在智慧医疗中的体现是多方面的,这里我们列举两个典型场景:
1. 在5G网络下,可提高移动查房、移动护理的效率,医生可以随时进行电子病历的输入、查询和修改,也可随时翻阅X光片等较大的医疗文件。
2. 随着5G时代到来,基于5G稳定、低时延网络的远程医疗,将对偏远地区的医疗现状产生变革,降低各地区医疗资源的差距。例如,心脏除颤每推迟1分钟,存活率会降低7%~10%。5G提供的低时延(1ms),超高可靠性正好满足了这方面需求。
目前,5G网络在美国远程医疗中的应用已经初现端倪。以堪萨斯儿童医院为例,该院47名儿科医生中,已有26名通过网络,连接至堪萨斯城的儿童。
5G在智慧农业中的应用
根据联合国粮食及农业组织的统计数据,为了养活日益增长的人口,全球农民在2050年将不得不产出多出70%的粮食。这听起来像是一个几乎不可能完成的任务,因为环境在不断恶化。
有了5G,这些问题可以迎刃可解。
1. 利用5G高速网络以及多种传感器,可以随时监控土壤的湿度、温度、肥度等各种影响农作物产量的因素,并做出实时处理,从而提高农作物的产量。
2. 可以节约人力成本,减少体力劳动需求,提升农场运营效率。
5G在智慧家庭中的应用
智慧家居被提及多年,但一直遭遇落地难问题。5G能够彻底改变智能家居终端的部署与服务方式,它将解决一些消费者投诉的主要问题。
1. 5G拥有海量的连接数,可满足家庭中大量的智慧家居同时接入,解决了终端设置困难。
2. 通信容量大,不会担心连接设备过多过于密集导致个体无法通讯的情况。
3. 设备5G网络有效解决了终端设置困难。
4. 解决了此前智能家居中设备不可靠,以及时延过高的问题,从而让智慧家居真正照进现实。
国际电信联盟(ITU)将5G应用划分为三大场景,分别为增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)、超高可靠低时延通信(Ultra-Reliable and Low-Latency Communications,uRLLC)、海量机器类通信(Massive Machine Type Communications,mMTC)。
eMBB场景是移动互联网的应用场景,主要面向人与人之间极致的通信体验。mMTC场景和uRLLC场景都是物联网的应用场景,其中mMTC场景侧重于人与物之间的信息交互,而uRLLC场景则更侧重于物与物之间的通信需求
mMTC场景旨在为海量连接、小数据包、低成本、低功耗的设备提供有效的连接方式,具体可面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的业务类型。未来,小到家庭智能硬件、移动出行,大到公共场所智能化改造、农林业监测等,海量的终端设备将被部署,这对5G系统的连接数密度带来了考验。其次,过高的能耗不利于设备的广泛部署,系统能效需成倍提升。再者,mMIC网络必须是高度异构的,这样才能足够方便管理和动态接入。所以,mMTC场景重点关注的性能指标是连接数密度、网络能效等。
uRLLC场景,顾名思义,对高可靠性和低时延都有着严格的要求,主要面向车联网、工业控制、远程医疗等垂直行业的特殊应用需求,为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。因此,uRLLC场景最为关注空口时延和移动性。
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