一、5G系統(tǒng)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要應用分析
5G不僅是一個云網(wǎng)絡架構支撐下的云服務體系，對應的高速率、低延時和高帶寬特征還會使其成為物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠程控制、城市交通實時管控等未來網(wǎng)絡中非常重要的接口，成為未來信息社會的重要基礎設施，成為所有信息網(wǎng)絡交互通信與應用的綜合平臺。傳統(tǒng)模式下，網(wǎng)絡平技術在工業(yè)領域的應用，存在以下幾方面問題：第一，網(wǎng)絡運行中的信息傳輸效率不夠高。這一點與網(wǎng)絡技術本身的先進性不強有很大的關系在傳統(tǒng)3G或4G的網(wǎng)絡條件下，工業(yè)領域應用網(wǎng)絡的過程中，無法達到其信息傳遞效率和精確性的具體要求，對于工業(yè)領域的工作開展的推動作用力度不大。第二，對專業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)應用技術的適應性不強。對于工業(yè)發(fā)展而言，技術支持是非常關鍵的，但在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡環(huán)境下，一方面先進的工業(yè)技術雖然從自身的角度上來說具有一定的應用先進性，但在實際應用中，由于網(wǎng)絡環(huán)境的限制，會對一些先進工業(yè)技術的應用效果產(chǎn)生不良的影響。實際上并不能使得先進的工業(yè)技術得到發(fā)揮。
5G因其能夠滿足更高端、更復雜的各種通信性能需求，滿足更精確、更快速的各種應用標準，因而能夠服務于更多用戶、更多終端設備和更多的目標場景，所以5G完全有能力在傳輸領域和互聯(lián)網(wǎng)領域承載即將到來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的諸多應用，能夠直接或間接地影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，甚至催生出全新的生產(chǎn)、生活思維方式，使之成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡基礎。
（一）5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中應用分析
第一是對移動寬帶進行優(yōu)化，對于一些工廠來講，其可能需要利用一些超清乃至藍光等視頻影像來進行分析工作，而這些VR或AR的流暢運行是需要極快的網(wǎng)速才能滿足的，5G網(wǎng)速能夠有效達成這一點。
第二是5G技術時延低和可靠性高的應用，在我國的很多高科技技術當中，對時延的要求是非常低了，如果時延過高，很多技術都沒法有效達成。如車聯(lián)網(wǎng)和遠程醫(yī)療技術，低時延是進行遠程手術和自動化駕駛操作的關鍵所在。
第三是大規(guī)模數(shù)據(jù)的連接，對于現(xiàn)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來說，很多情況下都需要進行大規(guī)模數(shù)據(jù)的連接操作，才能保證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的正常運行，如智慧城市的應用，互聯(lián)網(wǎng)中人機物三者的全面連接等，要使這些連接準確高效，5G技術是未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最佳選擇。
5G技術和以往的網(wǎng)絡技術相比，各方面性能都有較大的提升，將其大規(guī)模運用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當中，必將讓現(xiàn)代工業(yè)和信息網(wǎng)絡更牢固地結合在一起，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進程
5G移動終端將會是促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)衍生更多、更新應用的重要推手。5G時代的超大集成技術將會普遍采用7nm線寬，芯片的集成度更高，具有超強的計算、存儲和處理能力，完全可以利用大數(shù)據(jù)和云計算，使終端在超強的網(wǎng)絡平臺中，功能更多、效率更高、功耗更低，使之成為一款可以直接接入網(wǎng)絡服務的智能手機、虛擬現(xiàn)實（VR）眼鏡或可穿戴設備。5G是未來的移動互聯(lián)網(wǎng)，通信服務將以消費者為主體。5G系統(tǒng)中的用戶與具備連接功能的終端將會成為信息產(chǎn)生與交互的主體，使智能終端的平臺屬性更為突出，甚至將個性化定制的云服務植入終端，完全有能力支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)豐富的客戶端應用，使5G技術融入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，倒逼工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。
（二）萬物互聯(lián)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響
萬物互聯(lián)將有可能使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物連物（M2M）技術更加完善。萬物互聯(lián)將物、人、流程、數(shù)據(jù)和事物通過無處不在的網(wǎng)絡連接，使彼此更加相關，更有價值，將信息直接轉化為行為，創(chuàng)造出更多新的功能，帶來更加豐富的體驗和機遇。萬物互聯(lián)中的物包括傳感器、控制器、分析器、消費終端、自動化設備和協(xié)作工具，它們同時接入互聯(lián)網(wǎng)，又彼此相聯(lián)，是互聯(lián)網(wǎng)的擴展與延伸。萬物互聯(lián)可以通過5G平臺與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結合，使用先進的萬物互聯(lián)技術來改進和優(yōu)化M2M應用，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的M2M應用引申到更多領域和更大范圍，從而極大地提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價值，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造許多新的功能和應用場景，使之成為加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)M2M技術的引擎。
（三）5G開放和統(tǒng)一的綜合性平臺的影響
5G開放和統(tǒng)一的綜合性平臺特征有益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)制定跨企業(yè)標準。5G不是一個全新的專有的技術，而是一個綜合了現(xiàn)有技術和一些可應用于挑戰(zhàn)性場景的新設計，一個在現(xiàn)有成熟技術的基礎上增添了許多創(chuàng)新技術的綜合技術。5G是一個開放的、統(tǒng)一的、可跨多種標準的綜合性平臺技術。所以，5G在物理底層考慮采用不同的幀結構和子帶寬來應對不同的應用場景。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中跨企業(yè)標準制定同樣可以從底層尋求適應不同行業(yè)標準間的互聯(lián)技術，借鑒5G綜合性平臺特征技術，使其在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)之間、車間之間、生產(chǎn)線之間、流水線之間等多個層面實現(xiàn)統(tǒng)一的互聯(lián)互通，利用網(wǎng)絡化技術在工業(yè)領域的應用，促進制定跨企業(yè)標準的科學建立。
二、5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的實際應用場景
5G是未來各行各業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵基礎設施，5G具有高寬帶、大連接、低時延的特點。如今5G牌照正式發(fā)放，中國正式進入商用5G時代，5G部署步伐的加快帶動了傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)了新的生機，相關技術也正在飛速發(fā)展，筆者將以體育、警務、醫(yī)療三個行業(yè)為例，詳細講述5G技術在未來的實際應用：
（一）5G業(yè)務在體育行業(yè)的應用
距北京-張家口2022冬奧會還有三年時間，隨著5G技術的快速部署，高清視頻、VR等基礎業(yè)務在體育行業(yè)必將得到廣泛運用。
（1）多角度賽場回放：現(xiàn)代觀眾對觀賽體驗有著極高的要求，個性化的觀賽角度讓觀眾規(guī)定需求得到滿足，例如對特定球員的追蹤拍攝。結合5G超大寬帶可支持的多角度多線路超清視頻服務，為觀眾呈現(xiàn)更良好的賽事盛宴。
（2）融入VR技術的體育教學：體育教學不同于其他的培訓項目，由于體育項目訓練對教練指導和互動具有非常高的要求，所以在過去，遠程體育培訓都具有一定難度，而隨著5G和VR技術的運用，利用VR攝像機進行對教學演示的全方位拍攝、VR眼睛帶來的沉浸式學習體驗，再結合物聯(lián)網(wǎng)的運動器械，可以實現(xiàn)遠程的體育項目學習。
（3）電競場館中的5G應用：電子競技場館作為電競賽事的比賽場地，是電競產(chǎn)業(yè)發(fā)展的象征。5G的大帶寬、高速率在電競場館應用中可以讓畫面更加細膩、清晰、流暢，并降低網(wǎng)絡延遲。
（二）5G技術在警務領域的應用
5G警務應用以大流量移動寬帶業(yè)務為起點，逐步向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和無人駕駛、工業(yè)自動化等業(yè)務演進。具體有以下幾個可能的場景應用：
（1）治安防控：5G網(wǎng)絡高速傳輸速率和低時延的特性能有效提升現(xiàn)有監(jiān)控視頻的傳輸速度和處理速度。在機場、火車站、步行街等人流密集活動場所實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)采集、異常行為分析，完成實時預警、人員車輛布控和抓捕追蹤等任務。
（2）無人機巡邏：5G網(wǎng)絡高速傳輸速率和低時延的特性能最大程度上提升監(jiān)控錄像的及時傳輸和處理。在機場、火車站、步行街等人流密集活動場所實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)采集、異常行為分析，完成實時預警、人員車輛布控和抓捕追蹤等任務。
（3）交通管理：5G網(wǎng)絡使得車輛聯(lián)網(wǎng)成為可能，實現(xiàn)車內(nèi)、車際、車載互聯(lián)網(wǎng)之間的信息互通互聯(lián)，從而做到遠控駕駛、無人駕駛。
（4）遠程拆爆：通過5G和物聯(lián)網(wǎng)可操控AI完成特殊環(huán)境下的任務，如危爆品拆除，低時延和高精度的特性，在完成這類特殊任務時能減少人員損傷。
（三）5G業(yè)務在醫(yī)療行業(yè)的應用
5G網(wǎng)絡可為醫(yī)療業(yè)務提供海量實時數(shù)據(jù)，包括：醫(yī)學影像的傳輸、低時延高可靠性的網(wǎng)絡保障、移動化的網(wǎng)絡覆蓋能力、醫(yī)療設備連接。借助5G低時延、高精度的特性，實現(xiàn)院內(nèi)、院間、院外協(xié)同及遠程操控等業(yè)務，探索遠程會診、遠程超聲、遠程手術等醫(yī)療業(yè)務。
（1）5G遠程會診：利用5G通信技術傳遞實時信息的醫(yī)學臨床應用，由醫(yī)療專家通過視頻實時對基層醫(yī)生進行指導，并對患者開展檢查和診斷。5G網(wǎng)絡可滿足4K高清音視頻和AR/VR等新技術的完整應用需求，改善遠程會診的交互效果，更好地支撐基層醫(yī)院提升醫(yī)療服務水平。
（2）5G遠程超聲：5G遠程超聲廣泛運用5G通信技術、傳感技術和機器人，在5G網(wǎng)絡下實現(xiàn)機械臂及超聲探頭的遠程控制，進行遠程超聲檢查。專家可利用高清音視頻系統(tǒng)實現(xiàn)與基層醫(yī)院就診的患者及時溝通，同時操縱控制下級醫(yī)院的機械臂進行超聲檢查。
（3）5G遠程手術
遠程手術包含遠程手術示教、遠程手術指導及遠程手術操控幾個發(fā)展階段。其中，遠程手術操控是指醫(yī)生借助遠程手術控制設備對遠端患者進行異地、實時的手術，手術效果很大程度上取決于數(shù)據(jù)傳輸時延及質(zhì)量，因此對傳輸網(wǎng)絡提出了重大挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡提供的低時延、高可靠特性，不僅能幫助基層醫(yī)療機構提供更好的服務，還能在急救、災難現(xiàn)場等場景下提供遠程醫(yī)療救助。
結束語
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將會成為5G系統(tǒng)萬物互聯(lián)中的重要部分之一，制造末端既可以分享移動互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)和云資源，又可以通過移動窗口在任何地方、任何時間在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中交互信息，使工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)真正融入到移動電子商務中。5G系統(tǒng)的應用將會結束傳統(tǒng)工業(yè)領域固有的專用制造特征，使工業(yè)領域不僅是工業(yè)品的生產(chǎn)基地，同時還可以利用電子商務平臺為廣大消費者提供個性化的直銷工業(yè)品。在這種環(huán)境下，用戶在移動互聯(lián)網(wǎng)的一端，工廠在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的一端，用戶利用移動終端設計產(chǎn)品需求，工廠根據(jù)需求報告制造產(chǎn)品，中間環(huán)節(jié)完全由移動互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)完成，這種全新的工業(yè)制造與消費的生態(tài)氛圍，或許就是5G網(wǎng)絡對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大影響。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號