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5G技术如何赋能工业物联网和智能制造?

作为新一代移动通信技术,5G技术的迅猛发展正好切合了传统制造企业智能制造转型对无线网络的应用需求,5G技术定义的三大场景不但覆盖了高带宽、低延时等传统应用场景,而且还能满足工业环境下的设备互联和远程交互应用需求,这种广域网全覆盖的特点为企业构建统一的无线网络提供了可能。

移动通信技术的发展

回顾移动通信技术的发展历程,第一代采用的是模拟技术,只能支持区域和距离限制的语音通话;第二代实现了数字化语音通讯,能进行简单的语音和文字类交互,比如短信和邮件等;第三代就是大家熟知的3G技术,以多媒体通讯为特征,可以支持语音、文字和视频交互,但由于带宽有限,在进行大量数据交互时,如视频交互时很难保证效果的流畅;第四代是正在铺建的4G技术,通讯速率大幅提升,标志着进入无线宽带年代。

从当前电信服务商做的基站测试结果看,5G的速度将会比4G更快且功耗更低,理论带宽将突破每秒10G。这保证你能够在一秒钟内下载一部高清电影,而4G需要至少10分钟。恰是由于这一得天独厚的优势,业界普遍认为,5G将对智能工业、无人驾驶汽车、VR以及物联网等领域产生重要推动作用。

目前,5G标准尚未确定。AT&T总裁史密斯认为,对于5G的定义可能于2018年确定,正式的5G标准将于2019年由联合国行动通信联盟编写成文。5G标准将定义哪些无线技术可称为5G,以及5G有哪些特征等问题。

5G定义的三大场景

2016年,华为主推的PolarCode方案被国际无线标准化机构3GPP确定为eMBB场景的控制信道编码方案,而数据信道的上行和下行短码方案则归属高通LDPC码。eMBB即增强移动宽带,是3GPP会议上定义5G三大场景之一。华为的PolarCode信道编码技术只是5G众多核心技术的一种。除eMBB之外,5G场景还包括mMTC和URLLC。

eMBB(增强移动宽带):主要面向3D/超高清视频等大流量移动宽带业务,eMBB除了在6GHz以下的频谱发展相关技术,也会发展在6GHz以上的频谱。而小型基地台将会是发展eMBB的重要设备,由于目前6GHz以下的频谱,大多是以大型基地台发展的传统网络模式为主,而较以6GHz以上频谱的毫米波技术,便须要小型基地台来把速度冲得更快。

mMTC(海量机器类通信):主要面向大规模物联网业务。mMTC将会发展在6GHz以下的频段,其将会应用在大规模物联网上,目前较可见的发展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等,较属于家庭用的小范围技术,回传线路主要都是靠LTE,近期随着大范围覆盖的NB-IoT、LoRa等技术标准的出炉,可望让物联网的发展更为广泛。

URLLC(超可靠低时延):主要面向无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。在智慧工厂,由于大量的机器都内建传感器,从传感器、后端网络、下指令,再传送回机器本身的这些过程,若以现有的网络传输,将出现很明显的延迟,可能引发工安事故。有鉴于此,URLLC将网络等待时间的目标压低到1毫秒以下。

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