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5G

(第五代移動通信技術)

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第五代移動通信技術(5th Generation Mobile Communication Technology,簡稱5G)是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術,5G通訊設施是實現人機物互聯的網絡基礎設施。
國際電信聯盟ITU)定義了5G的三大類應用場景,即增強移動寬帶(eMBB)、超高可靠低時延通信(uRLLC)和海量機器類通信(mMTC)。增強移動寬帶(eMBB)主要面向移動互聯網流量爆炸式增長,為移動互聯網用户提供更加極致的應用體驗;超高可靠低時延通信(uRLLC)主要面向工業控制、遠程醫療、自動駕駛等對時延和可靠性具有極高要求的垂直行業應用需求;海量機器類通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、環境監測等以傳感和數據採集為目標的應用需求。
為滿足5G多樣化的應用場景需求,5G的關鍵性能指標更加多元化。ITU定義了5G八大關鍵性能指標,其中高速率、低時延、大連接成為5G最突出的特徵,用户體驗速率達1Gbps,時延低至1ms,用户連接能力達100萬連接/平方公里。
中文名
第五代移動通信技術
外文名
5th-Generation Mobile Communication Technology
縮    寫
5G
用户體驗速率
900+Mbps [14] 
峯值速率
10-20Gbps

5G發展背景

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移動通信延續着每十年一代技術的發展規律,已歷經1G、2G3G4G的發展。每一次代際躍遷,每一次技術進步,都極大地促進了產業升級和經濟社會發展。從1G到2G,實現了模擬通信到數字通信的過渡,移動通信走進了千家萬户;從2G到3G、4G,實現了語音業務到數據業務的轉變,傳輸速率成百倍提升,促進了移動互聯網應用的普及和繁榮。當前,移動網絡已融入社會生活的方方面面,深刻改變了人們的溝通、交流乃至整個生活方式。4G網絡造就了繁榮的互聯網經濟,解決了人與人隨時隨地通信的問題,隨着移動互聯網快速發展,新服務、新業務不斷湧現,移動數據業務流量爆炸式增長,4G移動通信系統難以滿足未來移動數據流量暴漲的需求,急需研發下一代移動通信(5G)系統。
5G作為一種新型移動通信網絡,不僅要解決人與人通信,為用户提供增強現實、虛擬現實、超高清(3D)視頻等更加身臨其境的極致業務體驗,更要解決人與物、物與物通信問題,滿足移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等物聯網應用需求。最終,5G將滲透到經濟社會的各行業各領域,成為支撐經濟社會數字化、網絡化、智能化轉型的關鍵新型基礎設施。

5G性能指標

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1.峯值速率需要達到10-20Gbit/s,以滿足高清視頻、虛擬現實等大數據量傳輸。
2.空中接口時延低至1ms,滿足自動駕駛、遠程醫療等實時應用。
3.具備百萬連接/平方公里的設備連接能力,滿足物聯網通信。
4.頻譜效率要比LTE提升3倍以上。
5.連續廣域覆蓋和高移動性下,用户體驗速率達到100Mbit/s。
6.流量密度達到10Mbps/m2以上。
7.移動性支持500km/h的高速移動。

5G發展歷程

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5G2013年

2013年2月,歐盟宣佈將撥款5000萬歐元,加快5G移動技術的發展,計劃到2020年推出成熟的標準
2013年4月,工信部、發展改革委科技部共同支持成立IMT-2020(5G)推進組,作為5G推進工作的平台,推進組旨在組織國內各方力量、積極開展國際合作,共同推動5G國際標準發展。2013年4月19日,IMT-2020(5G)推進組第一次會議在北京召開。 [1] 

5G2014年

2014年5月8日,日本電信營運商NTT DoCoMo正式宣佈將與Ericsson、Nokia、Samsung等六家廠商共同合作,開始測試超越現有4G網絡1000倍網絡承載能力的高速5G網絡,傳輸速度可望提升至10Gbps。預計在2015年展開户外測試,並期望於2020年開始運作

5G2016年

2016年1月,中國5G技術研發試驗正式啓動,於2016-2018年進行實施,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段。
2016年5月31日,第一屆全球5G大會在北京舉行。本次會議由中國、歐盟、美國、日本和韓國的5個5G推進組織聯合主辦。工業和信息化部部長苗圩出席會議並致開幕詞。苗圩指出,發展5G已成為國際社會的戰略共識。5G將大幅提升移動互聯網用户業務體驗,滿足物聯網應用的海量需求,推動移動通信技術產業的重大飛躍,帶動芯片、軟件等快速發展,並將與工業、交通、醫療等行業深度融合,催生工業互聯網、車聯網等新業態。 [2] 

5G2017年

2017年11月15日,工信部發布《關於第五代移動通信系統使用3300-3600MHz和4800-5000MHz頻段相關事宜的通知》,確定5G中頻頻譜,能夠兼顧系統覆蓋和大容量的基本需求。
2017年11月下旬中國工業和信息化部發布通知,正式啓動5G技術研發試驗第三階段工作,併力爭於2018年年底前實現第三階段試驗基本目標。
2017年12月21日,在國際電信標準組織3GPP RAN第78次全體會議上,5G NR首發版本正式凍結併發布。
2017年12月,發改委發佈《關於組織實施2018年新一代信息基礎設施建設工程的通知》,要求2018年將在不少於5個城市開展5G規模組網試點,每個城市5G基站數量不少50個、全網5G終端不少於500個。

5G2018年

2018年2月27日,華為在MWC2018大展上發佈了首款3GPP標準5G商用芯片巴龍5G01和5G商用終端,支持全球主流5G頻段,包括Sub6GHz(低頻)、mmWave(高頻),理論上可實現最高2.3Gbps的數據下載速率。
2018年6月13日,3GPP 5G NR標準SA(Standalone,獨立組網)方案在3GPP第80次TSG RAN全會正式完成併發布,這標誌着首個真正完整意義的國際5G標準正式出爐。
2018年2月1日,“綻放杯”5G應用徵集大賽項目申報正式開始。大賽由工業和信息化部指導,中國信息通信研究院和IMT-2020(5G)推進組主辦。 [3] 
2018年12月1日,韓國三大運營商SK、KT與LG U+同步在韓國部分地區推出5G服務,這也是新一代移動通信服務在全球首次實現商用。第一批應用5G服務的地區為首爾、首都圈和韓國六大廣域市的市中心,以後將陸續擴大範圍。按照計劃,韓國智能手機用户2019年3月份左右可以使用5G服務,預計2020年下半年可以實現5G全覆蓋。
2018年12月10日,工信部正式對外公佈,已向中國電信、中國移動、中國聯通發放了5G系統中低頻段試驗頻率使用許可。這意味着各基礎電信運營企業開展5G系統試驗所必須使用的頻率資源得到保障,向產業界發出了明確信號,進一步推動我國5G產業鏈的成熟與發展

5G2019年

2019年1月25日,工業和信息化部副部長陳肇雄在第十七屆中國企業發展高層論壇上表示,在各方共同努力下,我國5G發展取得明顯成效,已具備商用的產業基礎。 [4] 
2019年4月3日,韓國電信公司(KT)、SK電訊株式會社以及LG U+三大韓國電信運營商正式向普通民眾開啓第五代移動通信(5G)入網服務。 [5] 
2019年4月3日,美國最大電信運營商Verizon宣佈,即日起在芝加哥和明尼阿波利斯的城市核心地區部署“5G超寬帶網絡”。 [6] 
2019年6月6日,工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照,中國正式進入5G商用元年。
2019年10月,5G基站正式獲得了工信部入網批准。工信部頒發了國內首個5G無線電通信設備進網許可證,標誌着5G基站設備將正式接入公用電信商用網絡。
2019年10月31日,三大運營商公佈5G商用套餐,並於11月1日正式上線5G商用套餐。 2020年3月24日,工信部發布關於推動5G加快發展的通知,全力推進5G網絡建設、應用推廣、技術發展和安全保障,特別提出支持基礎電信企業以5G獨立組網為目標加快推進主要城市的網絡建設,並向有條件的重點縣鎮逐步延伸覆蓋。 [7] 

5G2020年

2020年6月1日,工信部部長苗圩在兩會“部長通道”接受媒體採訪時説,2020年以來5G建設加快了速度,雖然疫情發生後,1-3月份發展受到影響,但各企業正在加大力度,爭取把時間趕回來。中國每週增加1萬多個5G基站。4月份,5G客户增加了700多萬户,累計超過3600萬户。 [8] 
2020年9月5日,工業和信息化部部長肖亞慶在中國國際服務貿易交易會舉行的數字貿易發展趨勢和前沿高峯論壇上表示,當前中國5G用户已超過6000萬,2020年將推動5G大規模商用。 [9] 
2020年12月22日,在此前試驗頻率基礎上,工信部向中國電信、中國移動、中國聯通三家基礎電信運營企業頒發5G中低頻段頻率使用許可證。同時許可部分現有4G頻率資源重耕後用於5G,加快推動5G網絡規模部署。 [10] 

5G2021年

2021年2月23日,工業和信息化部副部長劉烈宏出席2021年世界移動通信大會(上海),在大會數字領導者閉門會議上,劉烈宏表示,5G賦能產業數字化發展,是5G成功商用的關鍵。 [11] 
2021年3月8日,在十三屆全國人大四次會議第二場“部長通道”,工業和信息化部部長肖亞慶表示,我國數字經濟發展正大步向前,截至2020年底,我國已累計建成5G基站71.8萬個,“十四五”期間,我國將建成系統完備的5G網絡,5G垂直應用的場景將進一步拓展。 [12] 
2021年4月19日,在國新辦舉行的政策例行吹風會上,工業和信息化部副部長劉烈宏表示,我國已初步建成了全球最大規模的5G移動網絡。 [13] 
2021年5月17日,工信部副部長劉烈宏在世界電信和信息社會日大會的主旨演講中表示,“十四五”是我國5G規模化應用的關鍵期。要加強規劃引領,系統化推進5G應用發展;夯實產業基礎,提升網絡供給能力,自此新進網5G終端將默認開啓5G獨立組網(SA)功能;要豐富融合應用,拓展重點行業應用,提煉典型應用場景。優化生態環境,進一步加強部門間統籌協調,進一步加強與地方政府協同,進一步增強市場的能動性;要加強國際合作,堅持共商共建共享原則,秉承互利共贏合作理念,加強與各國在5G技術、標準、政策、監管等方面的交流合作,打造5G高水平開放體系,培育全球化開放合作新生態。 [15] 
2021年7月12日,工業和信息化部、中央網信辦、國家發改委等十部門聯合印發《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》,提出到2023年我國5G應用發展水平顯著提升,綜合實力持續增強。要實現5G在大型工業企業滲透率達到35%;每重點行業5G示範應用標杆數達到100個;5G物聯網終端用户數年均增長率達到200%三大指標。大力推動5G全面協同發展,深入推進5G賦能千行百業,促進形成“需求牽引供給,供給創造需求”的高水平發展模式,驅動生產方式、生活方式和治理方式升級,推動5G應用“揚帆遠航”局面逐步形成。 [16] 
2021年7月24-25日,全國5G行業應用規模化發展現場會在廣東深圳、東莞召開。會議旨在落實習近平總書記關於“加快5G等新型基礎設施建設,積極豐富5G技術應用場景”的重要指示精神,通過參觀工廠、港口、電站,現場感受5G應用場景,觀看成果展示,以多種形式展示5G+智能工廠、5G+智能電網、5G+智慧港口等一系列融合創新應用,凸顯了5G加速助力千行百業數字化轉型的重要作用。工業和信息化部黨組書記、部長肖亞慶,廣東省委副書記、省長馬興瑞出席會議並講話。會議由工業和信息化部黨組成員、副部長劉烈宏主持。肖亞慶強調,要深入學習貫徹習近平總書記“七一”重要講話精神,認真貫徹落實黨中央、國務院決策部署,以《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》為抓手,把5G建設好、發展好、應用好,全力推動5G行業應用創新,更好服務經濟社會高質量發展。要堅持需求導向,樹立一批高水平應用標杆,形成一批成熟的應用解決方案,建設一批行業特色應用集羣。堅持問題導向,增強芯片、模組等關鍵產業環節的供給能力,提升5G網絡的支撐能力,加強應用安全保障能力。堅持成果導向,加快5G應用複製推廣,加強跨部門、跨行業、跨領域的協同合作,加快建立產品共同創新、價值共同創造、利益共同分享的市場化合作共贏的發展模式。在實踐中推動5G應用規模化發展,打造5G應用新產品、新業態、新模式,為經濟社會各領域的數字轉型、智能升級、融合創新提供堅實支撐。 [17] 
2021年9月13日,工信部部長肖亞慶在國新辦召開的發佈會上説,我國建成全球最大規模光纖和移動通信網絡。5G基站、終端連接數全球佔比分別超過70%和80%。5G產業加快發展,5G手機產品加速滲透。會上發佈的數據顯示,2021年1至8月,國內5G手機出貨量1.68億部,同比增長80%。 [18] 
截至2021年9月底,北京市已建成5G基站4.7萬個,基本實現全市5G網絡覆蓋。 [19] 
2021年,我國已建成5G基站超過115萬個,佔全球70%以上,是全球規模最大、技術最先進的5G獨立組網網絡。全國所有地級市城區、超過97%的縣城城區和40%的鄉鎮鎮區實現5G網絡覆蓋;5G終端用户達到4.5億户,佔全球80%以上。 [20] 
2021年11月17日,巴西政府宣佈計劃於2029年實現全國5G全覆蓋。 [21] 
2021年11月,北京5G終端用户已佔比32.4%,5G萬人基站數達全國第一,基本實現5G網五環內和副中心連續覆蓋,五環外重點區域精準覆蓋。 [22] 
2021年第三季度,全球5G用户數淨增9800萬。到2021年末,預計5G網絡覆蓋超過20億人。 [23] 
截至2021年12月,我國已建成5G基站超過115萬個,佔全球70%以上,是全球規模最大、技術最先進的5G獨立組網網絡,全國所有地級市城區、超過97%的縣城城區和40%的鄉鎮鎮區實現5G網絡覆蓋;5G終端用户達到4.5億户,佔全球80%以上。 [25] 
2021年12月24日,首屆“千兆城市”高峯論壇工業和信息化部總工程師韓夏在致辭中表示,截至2021年 11 月,5G 基站超過 139.6 萬個,5G 網絡持續向縣城鄉鎮深化覆蓋;5G 手機終端連接數達 4.97 億户,佔移動電話用户總數的 30.3%。 [26] 
2021年,中國累計建成開通5G基站超過142.5萬個,5G手機終端連接數達到5.2億户。 [31] 

5G2022年

2022年1月2日,美國電話電報公司(AT&T)和威瑞森通信公司(Verizon)聯合致函美國交通部和聯邦航空管理局,稱將拒絕其提出的延遲推出新5G無線服務的請求。 [27] 
2022年1月25日,中國電信舉行5G消息商用發佈會,正式宣佈5G消息進入商用階段。在具體的資費方面,個人接收免費,發送與現行短信一致;企業按照不同消息類型分別收費。 [28] 
2022年1月,工業和信息化部發布的《2021年通信業統計公報》顯示截至2021年底,我國累計建成並開通5G基站142.5萬個,總量佔全球60%以上,每萬人擁有5G基站數達到10.1個。 [29] 
2022年2月,截至2021年12月,累計建成並開通5G基站數達142.5萬個,全年新增5G基站數達到65.4萬個。 [30] 
2022年3月8日,第十三屆全國人民代表大會第五次會議在人民大會堂舉行第二次全體會議,工信部部長肖亞慶表示2022年力爭5G基站超200萬座,提前謀劃部署6G發展。 [32] 
2022年3月23日晚間,在中國移動2021年度業績發佈會上,中國移動董事長楊傑表示,2022年計劃再建設28萬個700M5G基站,屆時,700M網絡將實現全國覆蓋。 [34] 
2022年4月19日,國新辦新聞發佈會上,工業和信息化部新聞發言人、信息通信管理局局長趙志國介紹,數字信息基礎設施是數字經濟“底座”。從三個維度看,覆蓋更廣,5G網絡覆蓋的範圍持續在擴展,一季度新建5G基站達到了13.4萬個,累計開通近156萬個5G基站;速率更高,固定寬帶在已實現光纖接入全面覆蓋的基礎上,3.2億户家庭光纖接入能力升級到千兆;能力更強,算力規模持續增長,在用的數據中心機架總規模超過500萬架。 [35] 
2022年4月22日,由博鰲一齡醫療集團聯合GE醫療、羅氏診斷、宇通汽車共同打造的全國首個“5G數字移動醫院”交付,四輛搭載GE醫療64排CT、超聲、乳腺機等領先醫療設備、“5G技影隨行”遠程質控解決方案以及羅氏診斷相關檢驗設備的移動醫療車已經開到了海南博鰲樂城國際醫療旅遊先行區博鰲一齡生命養護中心。 [36] 
2022年5月16日,2022年世界電信和信息社會日前夕,江蘇省舉辦以“數字江蘇與智慧生活”為主題的紀念大會,會上發佈了《2021年江蘇信息通信業發展藍皮書》《2021年江蘇省互聯網發展狀況報告》《2021年江蘇省互聯網網絡安全報告》,成手機用户使用5G “千兆城市”數量全國第一。 [37] 
截至2022年4月末,中國已建成5G基站161.5萬個,成為全球首個基於獨立組網模式規模建設5G網絡的國家。5G基站佔移動基站總數的比例為16%。 [38] 
2022年6月14日,中共中央宣傳部舉行“中國這十年”系列主題新聞發佈會。會上,在回答關於近十年信息通信業發展情況的問題時,工業和信息化部總工程師韓夏表示,我國已建成全球規模最大、技術領先的網絡基礎設施;形成了全球最大最活躍最具潛力的數字服務市場。5G基站數達到161.5萬個,5G移動電話用户數超過4億户。 [39-40] 
2022年6月,由中國電信安徽公司攜手安徽馬鋼礦業資源集團姑山礦業有限公司共同建設的井下5G人員定位項目在馬鞍山市當塗縣姑山礦順利交付。作為全國首例應用,5G井下人員定位項目可有效提升鐵礦行業安全管理水平,對於推進5G技術賦能鐵礦安全生產具有重要意義。 [41] 
2022年6月27日,中國廣電5G官網正式上線,支持5G套餐辦理。這意味着,拿到5G牌照三年後,中國廣電5G網絡服務正式面市,中國廣電192號段即將正式向公眾放號。 [42] 
截至2022年7月底,我國累計建成開通5G基站196.8萬個,5G移動電話用户達到4.75億户,已建成全球規模最大的5G網絡。我國5G商用牌照正式發放3年來,網絡建設持續推進,已開通5G基站佔全球5G基站總數的60%以上,登錄5G網絡的用户佔全球5G登網用户的70%以上。 [44] 
截至2022年8月10日,中國5G網絡基站數量達185.4萬個,終端用户超過4.5億户,均佔全球60%以上,全國運營商5G投資超過4000億元 [43] 
2022年9月,中國移動公佈2022年8月客户數據,顯示5G套餐客户數達約5.3879億户。2022年上半年5G套餐客户達到5.11億户,淨增1.24億户。 [45] 
2022年10月3日,現代摩比斯表示,成功自主研發出了“車載第五代(5G)通信模塊”技術。 [46] 
2022年10月,中國信通院牽頭的國際首個5G 終端空口性能標準正式發佈。 [47] 
2022年10月,福建實現5G網絡鄉鎮全覆蓋,已建成5G基站7.1萬個 [48] 
2022年10月,中國電信與湖北電力成功搭建全國首張省域電力獨立5G核心骨幹 [49] 
2022年,華為北京聯通攜手發佈了全球最大規模5G 200MHz大帶寬城市網絡,基站規模超過3000個,實際路測結果顯示,5G用户下行峯值速率達到1.8Gbps,下行平均速率達到885.7Mbps,上行平均速率達到260.4Mbps,5G網絡CA(載波聚合)生效比達到85%。 [50] 
截至2022年9月末,三家基礎電信企業移動電話用户總數達16.82億户。其中,5G移動電話用户達5.1億户,佔移動電話用户的30.3%。截至9月末,我國移動通信基站總數達1072萬個。其中,5G基站總數達222萬個。 [51] 
2022年10月31日是中國5G正式商用三週年的日子。11月1日,央視《朝聞天下》報道運營商提前超額完成今年網絡建設任務,中國電信與中國聯通已建成了業界規模最大、速率最快的全球首張5G獨立組網共建共享網絡。 [52] 

5G關鍵技術

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5G5G無線關鍵技術

5G國際技術標準重點滿足靈活多樣的物聯網需要。在OFDMAMIMO基礎技術上,5G為支持三大應用場景,採用了靈活的全新系統設計。在頻段方面,與4G支持中低頻不同,考慮到中低頻資源有限,5G同時支持中低頻和高頻頻段,其中中低頻滿足覆蓋和容量需求,高頻滿足在熱點區域提升容量的需求,5G針對中低頻和高頻設計了統一的技術方案,並支持百MHz的基礎帶寬。為了支持高速率傳輸和更優覆蓋,5G採用LDPC、Polar新型信道編碼方案、性能更強的大規模天線技術等。為了支持低時延、高可靠,5G採用短幀、快速反饋、多層/多站數據重傳等技術。

5G5G網絡關鍵技術

5G採用全新的服務化架構,支持靈活部署和差異化業務場景。5G採用全服務化設計,模塊化網絡功能,支持按需調用,實現功能重構;採用服務化描述,易於實現能力開放,有利於引入IT開發實力,發揮網絡潛力。5G支持靈活部署,基於NFV/SDN,實現硬件和軟件解耦,實現控制和轉發分離;採用通用數據中心的雲化組網,網絡功能部署靈活,資源調度高效;支持邊緣計算,雲計算平台下沉到網絡邊緣,支持基於應用的網關靈活選擇和邊緣分流。通過網絡切片滿足5G差異化需求,網絡切片是指從一個網絡中選取特定的特性和功能,定製出的一個邏輯上獨立的網絡,它使得運營商可以部署功能、特性服務各不相同的多個邏輯網絡,分別為各自的目標用户服務,定義了3種網絡切片類型,即增強移動寬帶、低時延高可靠、大連接物聯網。

5G應用領域

編輯

5G工業領域

以5G為代表的新一代信息通信技術與工業經濟深度融合,為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了新的實現途徑。5G在工業領域的應用涵蓋研發設計、生產製造、運營管理及產品服務4個大的工業環節,主要包括16類應用場景,分別為:AR/VR研發實驗協同、AR/VR遠程協同設計、遠程控制、AR輔助裝配、機器視覺、AGV物流、自動駕駛、超高清視頻、設備感知、物料信息採集、環境信息採集、AR產品需求導入、遠程售後、產品狀態監測、設備預測性維護、AR/VR遠程培訓等。當前,機器視覺、AGV物流、超高清視頻等場景已取得了規模化複製的效果,實現“機器換人”,大幅降低人工成本,有效提高產品檢測準確率,達到了生產效率提升的目的。未來,遠程控制、設備預測性維護等場景預計將會產生較高的商業價值。
以鋼鐵行業為例,5G技術賦能鋼鐵製造,實現鋼鐵行業智能化生產、智慧化運營及綠色發展。在智能化生產方面,5G網絡低時延特性可實現遠程實時控制機械設備,提高運維效率的同時,促進廠區無人化轉型;藉助5G+AR眼鏡,專家可在後台對傳回的AR圖像進行文字、圖片等多種形式的標註,實現對現場運維人員實時指導,提高運維效率;5G+大數據,可對鋼鐵生產過程的數據進行採集,實現鋼鐵製造主要工藝參數在線監控、在線自動質量判定,實現生產工藝質量的實時掌控。在智慧化運營方面,5G+超高清視頻可實現鋼鐵生產流程及人員生產行為的智能監管,及時判斷生產環境及人員操作是否存在異常,提高生產安全性。在綠色發展方面,5G大連接特性採集鋼鐵各生產環節的能源消耗和污染物排放數據,可協助鋼鐵企業找出問題嚴重的環節並進行工藝優化和設備升級,降低能耗成本和環保成本,實現清潔低碳的綠色化生產。
5G在工業領域豐富的融合應用場景將為工業體系變革帶來極大潛力,使能工業智能化、綠色化發展。“5G+工業互聯網”512工程實施以來,行業應用水平不斷提升,從生產外圍環節逐步延伸至研發設計、生產製造、質量檢測、故障運維、物流運輸、安全管理等核心環節,在電子設備製造、裝備製造、鋼鐵、採礦、電力等5個行業率先發展,培育形成協同研發設計、遠程設備操控、設備協同作業、柔性生產製造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、設備故障診斷、廠區智能物流、無人智能巡檢、生產現場監測等10大典型應用場景,助力企業降本提質和安全生產。

5G車聯網與自動駕駛

5G車聯網助力汽車、交通應用服務的智能化升級。5G網絡的大帶寬、低時延等特性,支持實現車載VR視頻通話、實景導航等實時業務。藉助於車聯網C-V2X(包含直連通信和5G網絡通信)的低時延、高可靠和廣播傳輸特性,車輛可實時對外廣播自身定位、運行狀態等基本安全消息,交通燈或電子標誌標識等可廣播交通管理與指示信息,支持實現路口碰撞預警、紅綠燈誘導通行等應用,顯著提升車輛行駛安全和出行效率,後續還將支持實現更高等級、複雜場景的自動駕駛服務,如遠程遙控駕駛、車輛編隊行駛等。5G網絡可支持港口岸橋區的自動遠程控制、裝卸區的自動碼貨以及港區的車輛無人駕駛應用,顯著降低自動導引運輸車控制信號的時延以保障無線通訊質量與作業可靠性,可使智能理貨數據傳輸系統實現全天候全流程的實時在線監控。

5G能源領域

在電力領域,能源電力生產包括髮電、輸電、變電、配電、用電五個環節,5G在電力領域的應用主要面向輸電、變電、配電、用電四個環節開展,應用場景主要涵蓋了採集監控類業務及實時控制類業務,包括:輸電線無人機巡檢、變電站機器人巡檢、電能質量監測、配電自動化、配網差動保護、分佈式能源控制、高級計量、精準負荷控制、電力充電樁等。當前,基於5G大帶寬特性的移動巡檢業務較為成熟,可實現應用複製推廣,通過無人機巡檢、機器人巡檢等新型運維業務的應用,促進監控、作業、安防向智能化、可視化、高清化升級,大幅提升輸電線路與變電站的巡檢效率;配網差動保護、配電自動化等控制類業務現處於探索驗證階段,未來隨着網絡安全架構、終端模組等問題的逐漸成熟,控制類業務將會進入高速發展期,提升配電環節故障定位精準度和處理效率。
在煤礦領域,5G應用涉及井下生產與安全保障兩大部分,應用場景主要包括:作業場所視頻監控、環境信息採集、設備數據傳輸、移動巡檢、作業設備遠程控制等。當前,煤礦利用5G技術實現地面操作中心對井下綜採面採煤機、液壓支架、掘進機等設備的遠程控制,大幅減少了原有線纜維護量及井下作業人員;在井下機電硐室等場景部署5G智能巡檢機器人,實現機房硐室自動巡檢,極大提高檢修效率;在井下關鍵場所部署5G超高清攝像頭,實現環境與人員的精準實時管控。煤礦利用5G技術的智能化改造能夠有效減少井下作業人員,降低井下事故發生率,遏制重特大事故,實現煤礦的安全生產。當前取得的應用實踐經驗已逐步開始規模推廣。

5G教育領域

5G在教育領域的應用主要圍繞智慧課堂及智慧校園兩方面開展。5G+智慧課堂,憑藉5G低時延、高速率特性,結合VR/AR/全息影像等技術,可實現實時傳輸影像信息,為兩地提供全息、互動的教學服務,提升教學體驗;5G智能終端可通過5G網絡收集教學過程中的全場景數據,結合大數據及人工智能技術,可構建學生的學情畫像,為教學等提供全面、客觀的數據分析,提升教育教學精準度。5G+智慧校園,基於超高清視頻的安防監控可為校園提供遠程巡考、校園人員管理、學生作息管理、門禁管理等應用,解決校園陌生人進校、危險探測不及時等安全問題,提高校園管理效率和水平;基於AI圖像分析、GIS(地理信息系統)等技術,可對學生出行、活動、飲食安全等環節提供全面的安全保障服務,讓家長及時瞭解學生的在校位置及表現,打造安全的學習環境。
2022年2月,工業和信息化部、教育部公佈2021年“5G+智慧教育”應用試點項目入圍名單,一批5G與教育教學融合創新的典型應用亮相。據悉,下一步,有關部門將及時總結經驗、做法、成效,努力推動“5G+智慧教育”應用從小範圍探索走向大規模落地。 [33] 

5G醫療領域

5G通過賦能現有智慧醫療服務體系,提升遠程醫療、應急救護等服務能力和管理效率,並催生5G+遠程超聲檢查、重症監護等新型應用場景。
5G+超高清遠程會診、遠程影像診斷、移動醫護等應用, 在現有智慧醫療服務體系上,疊加5G網絡能力,極大提升遠程會診、醫學影像、電子病歷等數據傳輸速度和服務保障能力。在抗擊新冠肺炎疫情期間,解放軍總醫院聯合相關單位快速搭建5G遠程醫療系統,提供遠程超高清視頻多學科會診、遠程閲片、牀旁遠程會診、遠程查房等應用,支援湖北新冠肺炎危重症患者救治,有效緩解抗疫一線醫療資源緊缺問題。
5G+應急救護等應用,在急救人員、救護車、應急指揮中心、醫院之間快速構建5G應急救援網絡,在救護車接到患者的第一時間,將病患體徵數據、病情圖像、急症病情記錄等以毫秒級速度、無損實時傳輸到醫院,幫助院內醫生做出正確指導並提前制定搶救方案,實現患者“上車即入院”的願景。
5G+遠程手術、重症監護等治療類應用,由於其容錯率極低,並涉及醫療質量、患者安全、社會倫理等複雜問題,其技術應用的安全性、可靠性需進一步研究和驗證,預計短期內難以在醫療領域實際應用。

5G文旅領域

5G在文旅領域的創新應用將助力文化和旅遊行業步入數字化轉型的快車道。5G智慧文旅應用場景主要包括景區管理、遊客服務、文博展覽、線上演播等環節。5G智慧景區可實現景區實時監控、安防巡檢和應急救援,同時可提供VR直播觀景、沉浸式導覽及AI智慧遊記等創新體驗。大幅提升了景區管理和服務水平,解決了景區同質化發展等痛點問題;5G智慧文博可支持文物全息展示、5G+VR文物修復、沉浸式教學等應用,賦能文物數字化發展,深刻闡釋文物的多元價值,推動人才團隊建設;5G雲演播融合4K/8K、VR/AR等技術,實現傳統曲目線上線下高清直播,支持多屏多角度沉浸式觀賞體驗,5G雲演播打破了傳統藝術演藝方式,讓傳統演藝產業煥發了新生。

5G智慧城市領域

5G助力智慧城市在安防、巡檢、救援等方面提升管理與服務水平。在城市安防監控方面,結合大數據及人工智能技術,5G+超高清視頻監控可實現對人臉、行為、特殊物品、車等精確識別,形成對潛在危險的預判能力和緊急事件的快速響應能力;在城市安全巡檢方面,5G結合無人機、無人車、機器人等安防巡檢終端,可實現城市立體化智能巡檢,提高城市日常巡查的效率;在城市應急救援方面,5G通信保障車與衞星迴傳技術可實現建立救援區域海陸空一體化的5G網絡覆蓋;5G+VR/AR可協助中台應急調度指揮人員能夠直觀、及時瞭解現場情況,更快速、更科學地制定應急救援方案,提高應急救援效率。公共安全和社區治安成為城市治理的熱點領域,以遠程巡檢應用為代表的環境監測也將成為城市發展的關注重點。未來,城市全域感知和精細管理成為必然發展趨勢,仍需長期持續探索。

5G信息消費領域

5G給垂直行業帶來變革與創新的同時,也孕育新興信息產品和服務,改變人們的生活方式。在5G+雲遊戲方面,5G可實現將雲端服務器上渲染壓縮後的視頻和音頻傳送至用户終端,解決了雲端算力下發與本地計算力不足的問題,解除了遊戲優質內容對終端硬件的束縛和依賴,對於消費端成本控制和產業鏈降本增效起到了積極的推動作用。在5G+4K/8K VR直播方面,5G技術可解決網線組網煩瑣、傳統無線網絡帶寬不足、專線開通成本高等問題,可滿足大型活動現場海量終端的連接需求,並帶給觀眾超高清、沉浸式的視聽體驗;5G+多視角視頻,可實現同時向用户推送多個獨立的視角畫面,用户可自行選擇視角觀看,帶來更自由的觀看體驗。在智慧商業綜合體領域,5G+AI智慧導航、5G+AR數字景觀、5G+VR電競娛樂空間、5G+VR/AR全景直播、5G+VR/AR導購及互動營銷等應用已開始在商圈及購物中心落地應用,並逐步規模化推廣。未來隨着5G網絡的全面覆蓋以及網絡能力的提升,5G+沉浸式雲XR、5G+數字孿生等應用場景也將實現,讓購物消費更具活力。

5G金融領域

金融科技相關機構正積極推進5G 在金融領域的應用探索,應用場景多樣化。銀行業是5G在金融領域落地應用的先行軍,5G可為銀行提供整體的改造。前台方面,綜合運用5G及多種新技術,實現了智慧網點建設、機器人全程服務客户、遠程業務辦理等;中後台方面,通過5G可實現“萬物互聯”,從而為數據分析和決策提供輔助。除銀行業外,證券、保險和其他金融領域也在積極推動“5G+”發展,5G開創的遠程服務等新交互方式為客户帶來全方位數字化體驗,線上即可完成證券開户核審、保險查勘定損和理賠,使金融服務不斷走向便捷化、多元化,帶動了金融行業的創新變革。

5G獲得榮譽

編輯
2021年12月14日,中國工程院發佈“2021年度全球十大工程成就”,第五代移動通信技術入選。 [24] 
參考資料
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