技術(shù)
導(dǎo)讀:在前不久舉辦的2018上海世界移動(dòng)大會(huì)上,中國移動(dòng)亮出了時(shí)間表:計(jì)劃到2020年,實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)正式商用。
在前不久舉辦的2018上海世界移動(dòng)大會(huì)上,中國移動(dòng)亮出了時(shí)間表:計(jì)劃到2020年,實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)正式商用。
那么新一代的移動(dòng)通信技術(shù),將給我們的生活帶來哪些改變呢?
2018年杭州馬拉松期間,浙江移動(dòng)打造了國內(nèi)首次體育賽事“5G高清直播”,通過裝載著5G通信設(shè)備和高清攝像頭的大型無人機(jī)提供的的直播畫面,每位選手的表情甚至汗水都清晰可見。
除了這種清晰的直播,業(yè)界是這樣闡述5G的未來應(yīng)用場(chǎng)景的:全球5G應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏采w自動(dòng)駕駛、公共交通、新媒體、農(nóng)業(yè)、能源、醫(yī)療、工業(yè)等各個(gè)垂直領(lǐng)域,“能夠和更多的產(chǎn)業(yè)深度融合”,據(jù)賽迪顧問機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),我國5G產(chǎn)業(yè)總體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.15萬億元,比4G產(chǎn)業(yè)總體市場(chǎng)規(guī)模增長接近50%。
我等吃瓜群眾就會(huì)有點(diǎn)不理解,5G不就是4G的升級(jí)嗎?除了速度快一點(diǎn),畫面清晰一點(diǎn),難道對(duì)這些垂直行業(yè)真能帶來翻天覆地的變化?5G技術(shù)在自動(dòng)駕駛、新媒體等垂直應(yīng)用中到底能起到什么核心作用?又比如能源,怎么腦補(bǔ)也想不通5G跟它會(huì)有啥關(guān)系?
特此撰文一篇,算是拋磚引玉,馬化騰說了要從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型,5G也許是個(gè)大殺器。
1、5G相對(duì)于4G的特點(diǎn)
相比4G,5G不僅考慮人與人,也充分考慮了人與物、物與物的連接要求,比如物聯(lián)網(wǎng),相比4G主要追求速率,5G則關(guān)注速率、時(shí)延、連接數(shù)密度等更多關(guān)鍵性能指標(biāo),也就是說,5G在性能上追求更多的維度。
無線的單一的速度維度提升也許應(yīng)用場(chǎng)景有限,但一旦增加了時(shí)延、連接數(shù)密度等維度,就好比大數(shù)據(jù)的多維度那樣,其將創(chuàng)造一個(gè)完全不同體驗(yàn)的無線網(wǎng)絡(luò)世界,這為其應(yīng)用場(chǎng)景的豐富打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
這里列幾個(gè)5G、4G關(guān)鍵比對(duì)指標(biāo):
速度:4G*100,以后你在熱點(diǎn)場(chǎng)所(比如咖啡廳)的峰值速率超過1Gbps
時(shí)延:4G*1/5,可以達(dá)到1ms,以后4G的網(wǎng)絡(luò)跟你搶紅包絕無可能
連接密度:4G*10,海量的傳感器連接你我,形成一個(gè)真正的物聯(lián)網(wǎng)世界
基于5G的特點(diǎn),我國IMT-2020(5G)推進(jìn)組將移動(dòng)寬帶場(chǎng)景做了進(jìn)一步劃分,共分為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)兩大場(chǎng)景的4個(gè)子場(chǎng)景。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(eMBB-連續(xù)廣域覆蓋):視頻/語音/互聯(lián)網(wǎng)/視頻電話;20Mbps速率的4K高清體驗(yàn);公路/鐵路/村落/郊區(qū)/偏遠(yuǎn)地區(qū)
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(eMBB-熱點(diǎn)高容量):FTP/下載/3D視頻/VR/AR;100Mbps體驗(yàn)速率,峰值速率超過1Gbps;熱點(diǎn)/室內(nèi)/咖啡廳/辦公室/體育場(chǎng))
移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(mMTC-低功耗、高連接密度):監(jiān)控、傳感器、智慧城市;低功耗、低成本;100萬連接每平方米
移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(URLLC-低時(shí)延和高可靠性):車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療;1ms時(shí)延;接近100%的可靠性
2、5G與自動(dòng)駕駛
自動(dòng)駕駛主要基于傳感器系統(tǒng)(攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá))來進(jìn)行信息的采集,通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)將不同傳感器(如雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá))數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化合成,實(shí)現(xiàn)不同信息源的互補(bǔ)性、冗余性和合作性,從而做出更好、更安全的決策。
比如攝像頭具有分辨顏色(識(shí)別指示牌和路標(biāo))的優(yōu)勢(shì),可易受惡劣天氣環(huán)境和光線的影響,但雷達(dá)在測(cè)距、穿透雨霧等有優(yōu)勢(shì),兩者互補(bǔ)融合可作出更精確、更可靠的評(píng)估和判斷。
目前多數(shù)人所談的自動(dòng)駕駛,都是基于汽車本地端的傳感器、數(shù)據(jù)融合來實(shí)現(xiàn)決策的。但是,你有沒有想過,這種單憑本地端實(shí)現(xiàn)的方式存在一些局限性。
如下圖,假如你開車的視線被前面的大卡車阻擋,你想超車,自動(dòng)駕駛能預(yù)知從左側(cè)高速駛來的汽車嗎?
簡(jiǎn)單的理解,本地傳感系統(tǒng)讓汽車實(shí)現(xiàn)了“眼觀六路”,但自動(dòng)駕駛還需要“耳聽八方”。這就需要V2X閃亮登場(chǎng)。
與雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器不同,我們可以把V2X視為一種無線傳感器系統(tǒng)的解決方案,它允許車輛通過通信信道彼此共享信息,它可檢測(cè)隱藏的威脅,擴(kuò)大自動(dòng)駕駛感知范圍,能預(yù)見接下來會(huì)發(fā)生什么,從而進(jìn)一步提升自動(dòng)駕駛的安全性、效率和舒適性。V2X被認(rèn)為是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵推動(dòng)因素之一。
而5G V2X,將對(duì)功能進(jìn)一步增強(qiáng),以支持低延遲和高可靠性V2X服務(wù),基于5G近實(shí)時(shí)的高清視頻傳輸,讓自動(dòng)駕駛不僅能“眼觀六路”,還能“耳聽八方”,實(shí)現(xiàn)100%安全性。
5G有可能成為統(tǒng)一的連接技術(shù),滿足未來共享汽車、遠(yuǎn)程操作、自動(dòng)和協(xié)作駕駛等連接要求,替代或者補(bǔ)充現(xiàn)有連接技術(shù)。在車輛實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛之前,5G將支持以下應(yīng)用案例:
(1)編隊(duì)行駛??ㄜ嚮蜇涇嚨淖詣?dòng)編隊(duì)行駛比人類駕駛員更加安全。車輛之間靠得更近,從而節(jié)省燃油,提高貨物運(yùn)輸?shù)男?。編?duì)具有靈活性——車輛在駛?cè)敫咚俟窌r(shí)自動(dòng)編隊(duì),離開高速公路時(shí)自動(dòng)解散。
2~3輛車即可組成編隊(duì),相鄰車輛之間進(jìn)行直接或車路通訊。對(duì)于較長的編隊(duì),消息的傳播需要更長的時(shí)間。制動(dòng)和同步要求低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)通訊,對(duì)于3輛以上的編隊(duì),需要5G網(wǎng)絡(luò)。
(2)遠(yuǎn)程/遙控駕駛。車輛由遠(yuǎn)程控制中心的司機(jī),而不是車輛中的人駕駛。遠(yuǎn)控駕駛可以用來提供高級(jí)禮賓服務(wù),使乘客可以在途中工作或參加會(huì)議;可提供出租車服務(wù),也適用于無駕照人員,或者生病、醉酒等不適合開車的情況。RTT時(shí)延需要小于10毫秒,使系統(tǒng)接收和執(zhí)行指令的速度達(dá)到人感知的速度,這些,都需要5G網(wǎng)絡(luò)。
3、5G與新媒體
這里主要談?wù)?G于AR/VR中的重要價(jià)值,首先談?wù)刅R與AR的本質(zhì)。
VR,簡(jiǎn)稱虛擬技術(shù),也稱虛擬環(huán)境,是利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界,提供用戶關(guān)于視覺等感官的模擬,讓用戶感覺仿佛身歷其境,可以即時(shí)、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。
在電影《頭號(hào)玩家》中,下圖是男女主角進(jìn)入的三維虛擬世界示意。
下圖是主角穿戴的VR裝備。
AR,簡(jiǎn)稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),是指透過攝影機(jī)視頻的位置及角度精算并加上圖像分析技術(shù),讓顯示屏上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合與交互的技術(shù),簡(jiǎn)單的理解就是利用圖像處理技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中增加虛擬物體。
以下示例的是去年火熱的”口袋妖怪“游戲,一個(gè)卡通妖怪通過手機(jī)屏幕似乎出現(xiàn)在真實(shí)世界中。
其實(shí)AR可以用在遠(yuǎn)程車輛維修等大量的場(chǎng)景,假如你是一個(gè)修車新手,碰到了難題,老師傅不需要親臨現(xiàn)場(chǎng),可以基于AR技術(shù)直接在圖像上疊加虛擬操作指示,你一看學(xué)著操作就可以了,如下視頻所示。
可以看到,AR/VR的特點(diǎn)是大量交互、圖像重構(gòu)及實(shí)時(shí)傳輸,讓人享有沉浸式體驗(yàn),要求逼真再逼真,這就涉及到大量的數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和計(jì)算,這些數(shù)據(jù)和計(jì)算密集型任務(wù)如果轉(zhuǎn)移到云端,就能利用云端服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高速計(jì)算能力,而只有5G才能幫助做到這一點(diǎn)。
VR和AR是能夠徹底顛覆傳統(tǒng)人機(jī)交互內(nèi)容的變革性技術(shù),變革不僅體現(xiàn)在消費(fèi)領(lǐng)域,更體現(xiàn)在許多商業(yè)和企業(yè)市場(chǎng)中,想象力無限。
4、5G與醫(yī)療
5G對(duì)于遠(yuǎn)程醫(yī)療而言意義重大。由于5G網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小,所以醫(yī)生甚至還能在距離病人1000英里的地方用機(jī)器人對(duì)他們進(jìn)行手術(shù),而生活在偏遠(yuǎn)地區(qū)的人則能借助5G網(wǎng)絡(luò)接受專家的診斷。
比如做B超,如果醫(yī)生不在現(xiàn)場(chǎng)需要遠(yuǎn)程操作,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)就有兩個(gè)要求,一個(gè)是速度快,這樣能更清晰的看到遠(yuǎn)程傳輸過來的B超畫面,另一個(gè)是時(shí)延低,醫(yī)生每次遠(yuǎn)程操作機(jī)械臂要能實(shí)時(shí)獲得響應(yīng),這樣才能確保操作的流暢,這種應(yīng)用在4G時(shí)代是很難實(shí)現(xiàn)的,下圖是世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)其間中國移動(dòng)基于5G技術(shù)的遠(yuǎn)程B超示意。
人口老齡化、偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村就診困難都需要優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源,通過5G連接到AI醫(yī)療輔助系統(tǒng),醫(yī)療行業(yè)就有機(jī)會(huì)開展個(gè)性化的醫(yī)療咨詢服務(wù),人工智能醫(yī)療系統(tǒng)可以嵌入到醫(yī)院呼叫中心,家庭醫(yī)療咨詢助理設(shè)備,本地醫(yī)生診所,甚至是缺乏現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)務(wù)人員的移動(dòng)診所。
智慧醫(yī)療市場(chǎng)的投資預(yù)計(jì)將在2025年超過2300億美元,5G將為智慧醫(yī)療提供所需的連接,這個(gè)市場(chǎng)的前景非常廣闊。
5、5G與工業(yè)
“十九大”報(bào)告提出“加快建設(shè)制造強(qiáng)國,加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè),推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合?!?/p>
2018年的政府工作報(bào)告明確提出:加快制造強(qiáng)國建設(shè)。推動(dòng)集成電路、第五代移動(dòng)通信、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、新能源汽車、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)施重大短板裝備專項(xiàng)工程,推進(jìn)智能制造,發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),創(chuàng)建“中國制造2025”示范區(qū),將來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要具備6大典型特征:
(1)智能感知:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是利用傳感器、射頻識(shí)別等感知手段獲取工業(yè)全生命周期內(nèi)的不同維度的信息數(shù)據(jù),具體包括人員、機(jī)器、原料、工藝流程和環(huán)境等工業(yè)資源狀態(tài)信息。
(2)泛在連通:工業(yè)資源通過有線或無線的方式彼此連接或與互聯(lián)網(wǎng)相連,拓展了機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人、機(jī)器與環(huán)境之間聯(lián)接的廣度和深度。
(3)數(shù)字建模:數(shù)字建模將工業(yè)資源映射到數(shù)字空間中,在虛擬的世界里模擬工業(yè)生產(chǎn)流程,借助數(shù)字空間強(qiáng)大的信息處理能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程全要素的抽象建模,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)體產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)提供有效決策。
(4)實(shí)時(shí)分析:針對(duì)所感知的工業(yè)資源數(shù)據(jù),通過技術(shù)分析手段,在數(shù)字空間中進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,獲取工業(yè)資源狀態(tài)在虛擬空間和現(xiàn)實(shí)空間的內(nèi)在聯(lián)系,將抽象的數(shù)據(jù)進(jìn)一步直觀化和可視化,完成對(duì)外部物理實(shí)體的實(shí)時(shí)響應(yīng)。
(5)精準(zhǔn)控制:通過工業(yè)資源的狀態(tài)感知、信息互聯(lián)、數(shù)字建模和實(shí)時(shí)分析等過程,基于虛擬空間形成的決策,轉(zhuǎn)換成工業(yè)資源實(shí)體可以理解的控制命令,進(jìn)行實(shí)際操作,實(shí)現(xiàn)工業(yè)資源精準(zhǔn)的信息交互和無間隙協(xié)作。
(6)迭代優(yōu)化:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系能夠不斷地自我學(xué)習(xí)與提升,通過將工業(yè)資源數(shù)據(jù)處理、分析和存儲(chǔ),形成有效的、可繼承的知識(shí)庫、模型庫和資源庫。
其中,作為重要的基礎(chǔ),工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)需要一張無所不在的寬帶網(wǎng)絡(luò),以把人、物、數(shù)據(jù)、流程全部連接起來,縱觀現(xiàn)階段的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)鏈接以現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)為主,無線技術(shù)無法在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廣泛推廣,主要限制于wifi、Zigbee、藍(lán)牙等技術(shù)的能力(如穩(wěn)定性、低速率)有關(guān)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于底層智能網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、智能程度(比如切片/參數(shù)隨選)等都有著很高的要求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有管理控制類、數(shù)據(jù)采集類和信息交互類業(yè)務(wù),各類業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求也不相同,如承載控制類業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)具備低時(shí)延(端到端時(shí)延毫秒級(jí),時(shí)延抖動(dòng)微秒級(jí))、高可靠(數(shù)據(jù)傳輸成功率99.999%)、高同步精度(百納秒級(jí))的能力。
而5G的高速率、低時(shí)延、大連接等特性,使得工業(yè)閉環(huán)控制應(yīng)用通過無線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能,高性能的無線網(wǎng)絡(luò)連接工廠內(nèi)的海量傳感器、機(jī)器人和信息系統(tǒng),連接產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)、優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)不斷“喂食”人工智能,并將分析、決策反饋至工廠,同時(shí),5G廣覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球,連接廣泛分布或跨區(qū)域的商品、客戶和供應(yīng)商等,保持對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生命周期的全連接,從而實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)/外部的縱向、橫向集成和端到端三大集成。
未來的工廠內(nèi)部和外部之間的界限也越來越模糊,工廠不再是獨(dú)立的封閉實(shí)體,而是龐大的價(jià)值鏈和生態(tài)系統(tǒng)的一部分,這就是所謂的“虛擬工廠”。
這里來舉一個(gè)應(yīng)用案例。以定制化制藥為例。假設(shè)某家制藥廠在全球分布有10家分廠,每一家分廠內(nèi)的制藥流程都是一樣的,即通過控制安裝在機(jī)器手臂上移液器來分配藥品的藥物成分。與以往制藥過程不同,現(xiàn)在叫“定制化制藥”,即根據(jù)不同類型的患者來分配藥物成分的類型和數(shù)量,為此,這10家分廠均要通過5G網(wǎng)絡(luò)連接到云端,云端存儲(chǔ)海量的患者信息數(shù)據(jù),并通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能確定針對(duì)不同類型患者的藥物成分,在生產(chǎn)過程中機(jī)器手臂需實(shí)時(shí)通過5G網(wǎng)絡(luò)連接到云端,并根據(jù)云端的指令實(shí)時(shí)的進(jìn)行配藥。
6、5G與物流
首先看下面一張圖片:
在一個(gè)寬廣的物流倉庫里,幾百臺(tái)機(jī)器人在地板上井然有序地移動(dòng),身上背著各式各樣的包裹,在前往目的地的路上能夠自動(dòng)避開其他機(jī)器人或別的障礙物,還會(huì)在電量耗盡之前尋找附近的電源充電,形成了一張智能的快件分揀網(wǎng)絡(luò)。
這一方面是人工智能等技術(shù)的投入應(yīng)用,使眾多機(jī)器人變得更加智能,能夠感知周邊環(huán)境變化并自動(dòng)做出智能決策,另一方面從智能倉庫管理到物流配送,均需要廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的5G物聯(lián)網(wǎng)連接,否則太多的機(jī)器人連接交互會(huì)把網(wǎng)絡(luò)撐爆,這對(duì)應(yīng)了5G的mMTC場(chǎng)景。
最近看到一個(gè)視頻,展示了菜鳥網(wǎng)絡(luò)基于無人機(jī)進(jìn)行送貨的場(chǎng)景,其中5G將扮演重要的角色,涉及到無人機(jī)的精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程控制等等,見下圖。
7、5G與能源
隨著各類能源業(yè)務(wù)的快速增長,電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐,滿足爆發(fā)式增長的通信需求。
5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施的智能化,并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式,以提高生產(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)有限的能源資源的效率,可再生能源、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?G在能源行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。
這里以智能電網(wǎng)為例,智能分布式配電自動(dòng)化、毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制、低壓用電信息采集、分布式電源是未來5G技術(shù)在智能電網(wǎng)中最具代表性的四大應(yīng)用場(chǎng)景,這里介紹下智能分布式配電自動(dòng)化。
配電自動(dòng)化(DistributedAutomation)是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng),其目的是提高供電可靠性,改進(jìn)電能質(zhì)量,向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),降低運(yùn)行費(fèi)用,減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。配電自動(dòng)化的發(fā)展大致可以分為以下二種方式。
第一階段是基于自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段,主要設(shè)備為重合器和分段器等,不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其主要功能是在故障時(shí)通過自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)故障隔離和健全區(qū)域恢復(fù)供電,自動(dòng)化程度較低,這些系統(tǒng)目前仍大量應(yīng)用。
第二階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化系統(tǒng),在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)也能起到監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀況和遙控改變運(yùn)行方式的作用,故障時(shí)能及時(shí)察覺。并由調(diào)度員通過遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。
當(dāng)前主流方案采用集中式配電自動(dòng)化方案,隨著電力可靠供電要求的逐步提升,要求高可靠性供電區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)電力不間斷持續(xù)供電,將事故隔離時(shí)間縮短至毫秒級(jí),實(shí)現(xiàn)區(qū)域不停電服務(wù),這對(duì)集中式配電自動(dòng)化中的主站集中處理能力和時(shí)延等提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
因此智能分布式配電自動(dòng)化成為未來配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的方向和趨勢(shì)之一,其特點(diǎn)在于將原來主站的處理邏輯分布式下沉到智能配電化終端,通過各終端間的對(duì)等通信,實(shí)現(xiàn)智能判斷、分析、故障定位、故障隔離以及非故障區(qū)域供電恢復(fù)等操作,從而實(shí)現(xiàn)故障處理過程的全自動(dòng)進(jìn)行,最大可能地減少故障停電時(shí)間和范圍,使配網(wǎng)故障處理時(shí)間從分鐘級(jí)提高到毫秒級(jí)。
目前,智能分布式饋線自動(dòng)化系統(tǒng)需要光纖布線來提供連接,由于5G可提供10ms的網(wǎng)絡(luò)延遲和千兆吞吐量,包括所需的專用網(wǎng)絡(luò)切片,因此可以作為替代方案,實(shí)現(xiàn)更快更準(zhǔn)確的電網(wǎng)控制,以下是未來智能電網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度示意。
8、5G與農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)有望成為5G商用中最重要的領(lǐng)域之一,包括智能種植、智慧畜牧、無人機(jī)作業(yè)。
(1)智慧種植:5G通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控濕度、光照等影響農(nóng)作物生長的因素,將采集的數(shù)據(jù)上傳至云端做出實(shí)時(shí)分析診斷,及時(shí)精確地操控農(nóng)業(yè)設(shè)備自行灌溉和施肥。
(2)智慧畜牧:5G通過傳感器、隨時(shí)采集牲畜生理狀況、位置等信息,結(jié)合人工智能手段檢測(cè)分析其健康和安全,這需要低功耗、高連接密度的5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
(3)無人機(jī)作業(yè):依托5G網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大飛行范圍,進(jìn)行大面積農(nóng)作物護(hù)養(yǎng),如碰灑種子、藥劑以及牲畜監(jiān)控尋找等作業(yè),甚至可以進(jìn)行精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動(dòng)控制。
如下圖示意,使用無人機(jī)多光譜攝像機(jī)掃描農(nóng)場(chǎng),通過5G技術(shù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),大型數(shù)據(jù)文件立即被發(fā)送至農(nóng)業(yè)機(jī)器的任務(wù)卡中處理,根據(jù)收到的實(shí)時(shí)信息對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器進(jìn)行精準(zhǔn)操作,數(shù)據(jù)上傳過程需要大的帶寬支撐,這個(gè)就需要5G的支撐,以便可以實(shí)時(shí)發(fā)送通過無人機(jī)采集制作的圖像,震撼!
事實(shí)上,筆者根本不可能窮舉5G的應(yīng)用,但只要我們從第一性原理出發(fā),理解了5G的三個(gè)基本特性,即高速度、低時(shí)延及高連接密度,只要大家能想到連續(xù)廣域覆蓋,熱點(diǎn)高容量,低功耗、高連接密度及低時(shí)延和高可靠性四大應(yīng)用類型,就可以想象出更多的應(yīng)用場(chǎng)景,5G是未來的一個(gè)制高點(diǎn)。