5G应用和使用案例

Harald Remmert Harald Remmert, CTO, Cellular Solutions , Digi International
2019年11月25日

随着5G部署的进行,许多人对5G的应用和用例有疑问,以及推出后的互联生活将是什么样子。事实是,5G将是变革性的。它将实现许多今天不可行的新应用,特别是在城市地区和城市。这是相关的,因为根据联合国的数据,到2050年,超过三分之二的世界人口将生活在城市地区或城市。


今天,有很多关于5G的新闻和炒作。作为这个行业的思想领袖,我们定期分享关于5G部署的发展,以及你可以期待什么,特别是如果你参与商业和工业IoT 。与消费者领域相比,商业5G正在走一条明显不同但同时存在的道路。

以下是我们过去的一些文章。

在这篇文章中,我们将看一下5G的一些预期应用。

5GIoT 应用和用例

随着5G的推出,我们将看到哪些新的IoT 应用?更高的带宽和更快的吞吐量将促成哪些5G用例?生活是否会像我们所知的那样发生变化?

是的,生活将因5G和它将实现的预期应用而改变,但不是无处不在。城市和农村地区之间的网络连接和服务的鸿沟将越来越大,因为立即在各地部署5G是不现实的。

5G的基本理念是建立一个足够灵活的单一网络,以处理各种不同的用例。为了实现5G的承诺,移动网络运营商(MNOs)必须建立一个密集的网络,有大量的网络节点组成5G基础设施。

每个节点都要花钱,移动互联网公司将通过网络升级和密集化首先在城市投资5G,因为他们可以接触到许多付费客户,并获得更快的投资回报。在农村地区,5G的推广将以较慢的速度进行。

对5G的应用进行分类

5G的推广将在三个主要领域提供好处,也被称为 "5G三角"。

  • uRLLC。超可靠低延时通信用例
  • mMTC: 大规模机器类型通信 (IoT) 使用案例
  • eMBB:增强型移动宽带--高速用例

图片来源。三星网

uRLLC - 5G的高可用性、低延时用例

一旦5G全面部署,超可靠低延时通信(uRLLC)将成为最大的游戏改变者之一。在这里,我们将看到需要在几分之一秒内做出反应的新应用。

自动驾驶汽车

自动驾驶汽车是最令人期待的5G应用之一。车辆技术正在迅速发展,以支持自主车辆的未来。车载计算机系统正在发展,其计算能力水平以前只能在数据中心看到。

我们今天听到了自动驾驶汽车,许多人想知道使这种未来技术成为现实的障碍是什么。车辆技术、网络速度、数据吞吐量和机器学习方面的许多不同发展必须结合起来,才能实现完全自主的车辆未来。

5G网络将成为自动驾驶汽车的巨大推动力,因为延迟大大降低,车辆的反应速度将比目前的蜂窝网络快10-100倍。

最终的目标是建立一个车辆到一切(V2X)的通信网络。这将使车辆能够自动对其周围的物体和变化做出几乎即时的反应。车辆必须能够在几毫秒内发送和接收信息,以便对路标、危险和过马路的人做出刹车或改变方向的反应。

让我们来比较一下4G和5G的延迟。假设一辆汽车以每小时30英里的速度在路上行驶,需要接收信号以避免撞上一个物体。在目前4G延迟约100毫秒的情况下,汽车将行驶约4英尺或1.2米。如果5G延迟在10毫秒左右,汽车将只行驶了5英寸或12厘米。 这种差异是巨大的,可能意味着生命或死亡。

5GIoT 在智能城市基础设施和交通管理中的应用

今天,世界上许多城市都在部署智能交通系统(ITS),并计划支持互联车辆技术。这些系统的某些方面相对容易安装,使用目前的通信系统支持智能交通管理,以处理车辆拥堵和紧急车辆的路线。

车联网技术将实现车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2X)的双向通信,以促进整个交通系统的安全。智能城市现在正在每个交叉路口安装传感器,以检测运动,并使联网和自动驾驶车辆根据需要作出反应。

支持车联网技术的通信骨干可以在今天分阶段进行,远远早于5G的全面部署,极大地改善行人和车辆的安全。

注:Digi提供这些通信系统,目前正与美国主要城市合作,将其作为拥堵和灾害管理战略规划的一部分进行部署。Digi WR54具有FirstNet™ Ready选项,旨在支持交通管理和应急响应用例,而预先认证的Digi XBee 3 Cellular模块则部署在交通和停车传感器、计量应用、城市照明等方面。

美国交通部的网站提供了关于这一倡议的出色介绍。

美国交通部(USDOT)的车联网项目正在与各州和地方交通机构、车辆和设备制造商以及公众合作,测试和评估技术,使汽车、公共汽车、卡车、火车、道路和其他基础设施以及我们的智能手机和其他设备能够相互 "交谈"。例如,高速公路上的汽车将使用短程无线电信号来相互通信,因此道路上的每辆车都将知道附近其他车辆的位置。司机将收到危险情况的通知和警报,例如,当他们接近一个十字路口时,有人要闯红灯,或者一辆迎面而来的汽车,在弯道外的视线范围内,转向他们的车道以避免道路上的物体。

5GIoT 工业自动化中的应用

5G在工业自动化领域的主要好处是无线灵活性,降低成本,以及当前无线技术无法实现的应用的可行性。

工业自动化在今天得到了应用,很可能你已经看到了在工厂和供应链应用中显示同步机器人工作的视频。今天,这些应用需要电缆,因为Wi-Fi不能提供工业控制所需的范围、移动性和服务质量,而且今天的蜂窝技术的延迟太高。有了5G,工业自动化应用可以切断电缆,实现完全无线化,从而实现更高效的智能工厂。

正如5G ACIA所言,"工业4.0整合了工业制造领域的IoT 和相关服务,并在整个价值链和自动化金字塔的所有层级上提供无缝的纵向和横向整合。连接性是工业4.0的一个关键组成部分,并将通过在机器、人和物体之间提供强大和普遍的连接来支持正在进行的发展"。

例如,通过工业4.0,人类和机器人将能够互动并一起工作;机器可以举起沉重的零件,工人可以把它们连接起来。要做到这一点,机器人需要与工厂和周围环境不断沟通。它必须是移动的,有完整的物理运动范围,以及环境传感器。 这些进步将使人机共生的伙伴关系成为可能,在这种关系中,每个人都扮演着自己最擅长的角色。

增强现实(AR)和虚拟现实(VR)

5G的低延迟将使AR和VR的应用具有沉浸感和更多的互动。例如,在工业应用中,戴着5G AR护目镜的技术人员可以看到一个机器的覆盖层,它可以识别零件,提供维修指导,或显示不能安全触摸的零件。支持复杂任务的高度响应的工业应用的机会将是广泛的。

在商业环境中,你可以举行AR会议,看起来两个人坐在同一个房间里,把无聊的电话或2D视频会议变成更多的互动3D聚会。

体育赛事和体验可能是5G在消费者领域的一些顶级应用。当你需要对一个刺激做出快速反应时,例如在体育训练应用中,它必须以最小的延迟发生。例如,如果两个戴着4G LTE护目镜的人试图来回踢足球,就很难正确把握他们的反应时间,因为当他们的大脑收到球已经来到他们面前的输入时,已经太晚了。但是使用5G护目镜,较低的延迟使接收者能够看到球,并在球过去之前把它踢回来。

我们还将在体育场馆中看到更多关于AR的沉浸式体验。如果你有一部5G手机和AR,当你走进去时,虚拟球员会欢迎你并为你加油。而在比赛过程中,你将能看到比生命更大的回放和球员的统计数据。

在娱乐方面,预计会看到更多的全息图艺人和迎接者。例如,我们将能够通过全息图使猫王或帕西-克莱恩复活。或者你可以创建你个人的AR舞伴。

5GIoT 无人机的应用

今天,无人机除了用于拍摄和摄影的消费者用途外,还有大量的、不断增长的使用案例。例如,公用事业部门今天正在使用无人机进行设备检查。物流和零售公司正在考虑用无人机运送货物。这一趋势将继续下去,与5G一起,我们将能够推动今天的无人机的极限,特别是在范围和互动性方面。

今天,无人机被限制在场地线和控制器的距离内。如果你看不到无人机或它超出了范围,你就无法看到它的去向并保持控制。然而,有了5G,你将能够戴上护目镜,以低延迟和高分辨率的视频,"看到 "超越目前的限制。5G还将把控制器的覆盖范围扩大到几公里或几英里以外。这些进展将对搜索和救援、边境安全、监控、无人机送货服务等方面的使用案例产生影响。

MassiveIoT 5G的使用案例

IoT ,即将到来的挑战之一将是其爆炸性的增长。Statistica/IHS预测,全世界范围内,IoT ,地球上每个人的连接设备的比例将从现在的每人2台增加到2025年的每人10台。需要数据连接的联网设备的预计数量对通信基础设施--如蜂窝电话塔--提出了重大要求。虽然今天在手机密度相对较高的地区,4G已经很好地解决了这一需求,但5G的出现将使这一需求得到更大的改善。

IMT-2020标准的最低要求文件--与5G相关的标准--要求每平方公里(大约0.38平方英里)的最低连接密度为100万台设备。相比之下,4G LPWA标准在同样大小的覆盖范围内支持60,680个设备--与5G所能提供的相差甚远。

将受益于大规模IoT 的应用 - 可穿戴设备和移动设备

什么会引发互联IoT 设备的这种增长? 可穿戴设备、追踪器和传感器将是5G的大规模IoT 方面的一个大市场。 考虑一下,除了今天已经连接的手机、平板电脑和笔记本电脑之外,你每天与之互动的所有小工具、电器和机器都通过蜂窝网络直接连接。5G将使更多的设备在任何给定的区域内无缝运行(没有感知到的延迟、信号丢失等等)。

5G的高速使用案例

在高速用例中,我们将看到一系列目前受制于慢速的应用。固定无线接入(FWA)将为消费者和企业提供超高速的互联网。

更高的带宽应用,如4K和未来的8K流媒体,或360度视频,将为消费者带来高质量、沉浸式体验的实时速度。作为观众,你将能够控制你想采取的角度。例如,在视频汽车比赛中,你可以环顾四周,看看谁在你旁边或后面。

企业将能够在云中存储更多的信息,并通过快速、低延迟的5G访问这些信息,就像在本地存储一样。这减少了对昂贵的内部服务器的需求。而且,你不再需要一台快速的笔记本电脑在本地渲染信息,而是在云中渲染,并将其流式传输给你。这将和本地一样,但你可以用你的手机来做这些高端应用。

5G也将改变公司对商业连接的看法。今天,你可能有一条光纤、DSL或电缆调制解调器线路来连接你的业务,作为主要的连接,并在你的主要连接发生故障时有手机备份。但有了5G,蜂窝网络可以成为你的主要连接,它具有高带宽、可靠性和低延迟的特点。你将不必担心建筑布线和相关的安装费用。有了蜂窝网络,你收到了设备,你把它插上,它就会工作。

摘要

5G将是变革性的,实现许多今天不可行的新应用,特别是在城市地区和城市。5G用例将不局限于某个特定领域:消费者、企业、行业和城市将从 "5G三角 "的一个或多个层面受益。

  • uRLLC:超可靠的低延迟通信
  • mMTC: 大规模机器类型通信 (IoT)
  • eMBB: 增强型移动宽带

然而,与其等待5G的全面推广,不如现在就开始用4G LTE技术构建未来,验证应用和商业模式。然后在5G变得更广泛时进行完善和扩展。

 

相关内容

利用5G和Wi-Fi 6实现无线化:企业、零售和轻工业的下一代解决方案 利用5G和Wi-Fi 6实现无线化:企业、零售和轻工业的下一代解决方案 下一代5G和Wi-Fi 6解决方案--拥有闪电般的速度--已经开始改变消费者和... 网络研讨会录音 5G将如何彻底改变交通 5G将如何彻底改变交通 5G和它所实现的技术已经在演变公共交通的现状。 查看PDF 5G能为企业带来什么。企业、工业和交通 5G能为企业带来什么。企业、工业和交通 制造设施、运输系统和其他垂直行业已经准备好利用更快的速度... 阅读博客 固定无线接入 固定无线接入 固定无线接入(FWA)是一种通过两个固定点之间的无线电链接提供互联网连接的方法,使用无线蜂窝作为主要网络连接。 了解更多 Digi EX50 5G: 适用于商业应用的下一代Wi-Fi 6路由器 Digi EX50 5G: 适用于商业应用的下一代Wi-Fi 6路由器 今天,Wi-Fi 6路由器解决方案有许多不同的口味。Digi EX50是Digi的下一代企业级5G... 阅读博客 什么是5G网络架构? 什么是5G网络架构? 在这篇文章中,我们提供了关于5G网络架构的概述和你需要知道的一切,包括... 阅读博客 5G资源库 5G资源库 仔细阅读我们关于所有5G的思想领导力和技术内容库。 查看5G资源 规划你的5G之旅 规划你的5G之旅 寻找正确的路径来满足您的5G网络要求 查看PDF 无人机能否被黑客攻击、追踪并用于载客? 无人机能否被黑客攻击、追踪并用于载客? 无人机的发展随着时间的推移,其使用情况越来越多样化。从玩具到无人驾驶飞行器(UAVs),都是用于... 阅读博客 2G、3G、4G LTE网络关闭更新 2G、3G、4G LTE网络关闭更新 蜂窝网络正在发生变化,有些正在日落。这导致了企业、政府和行业对基于旧网络部署的设备的许多担忧和问题。2G和3G网络何时会消失?而4G LTE网络是否也会被安排关闭,或者现在投资它们是否安全? 查看PDF 5G与远程医疗和远程手术的未来 5G与远程医疗和远程手术的未来 我们正处于远程医疗(也称为远程保健)的转折点。数百年来,医生和病人之间的互动一直是一个问题。 阅读博客 解决5G天线设计的挑战 解决5G天线设计的挑战 5G天线设计是迄今为止开发5G解决方案过程中最令人困惑的部分,因为它几乎完全... 阅读博客 边缘计算、人工智能、机器学习和5G 边缘计算、人工智能、机器学习和5G 边缘计算和人工智能的共生性质是有趣的,因为人工智能需要... 阅读博客 千兆级LTE 千兆级LTE 千兆级LTE是世界移动通信网络长期演进中最重要的步骤之一,因为它们开始逐步转向5G,即下一代的移动通信。 了解更多 2G、3G、4G LTE网络关闭更新 2G、3G、4G LTE网络关闭更新 蜂窝网络正在发生变化,有些正在日落。这导致了企业、政府的许多担忧和问题。 阅读博客 Digi 5G产品 Digi 5G产品 Digi的5G产品和服务路线图包括新产品和对我们现有产品的改编,例如我们的模块化... 阅读博客 4G到5G:4G LTE还能用多久? 4G到5G:4G LTE还能用多久? 在为IoT 部署选择技术时,企业需要知道4G LTE的可用性有多长,5G是否会使... 阅读博客 用优化的LTE为SD-WAN赋能 用优化的LTE为SD-WAN赋能 任何广域网(WAN)的主要目的是将企业用户快速、安全地连接到他们的应用程序。SD-WAN... 阅读博客 5G来了。你准备好了吗? 5G来了。你准备好了吗? 5G网络正在推出,全面部署后将提供更高的速度和更低的延迟,同时更好地支持低速。 网络研讨会录音 Digi新闻和技术更新。嵌入式世界、5G、机器学习和车联网 Digi新闻和技术更新。嵌入式世界、5G、机器学习和车联网 2020年最大的故事之一是5G。在2020年嵌入式世界大会上,各种供应商将展示他们最新的5G产品... 阅读博客 PRSONAS虚拟接待员 PRSONAS虚拟接待员 Digi的虚拟迎宾员欢迎访客到公司总部,并提供虚拟参观。 观看视频 IoT 和供应链管理。一场数字革命 IoT 和供应链管理。一场数字革命 IoT 设备正在彻底改变供应链管理的每一个阶段,从制造到包装、运输和... 阅读博客 5G新闻、更新和预测 5G新闻、更新和预测 哪些5G新闻是可操作的,以及最新的信息是否影响到你的业务和规划,现实中取决于... 阅读博客 克服IoT 的挑战。如何做一个商业案例 克服IoT 的挑战。如何做一个商业案例 当今物联网的挑战是什么?是否存在影响向工业4.0发展的障碍?以及你如何能够... 阅读博客 2019年IoTFuse以5G、CX和语音控制为特色的未来IoT 。 2019年IoTFuse以5G、CX和语音控制为特色的未来IoT 。 现在是我们成为铂金赞助商的第三年,我们很高兴能在会议期间领导一个研讨会,主持教育会议。 阅读博客 即将到来的2G和3G全球移动通信网络日落日期 即将到来的2G和3G全球移动通信网络日落日期 在美国,关键的2G/3G蜂窝网络关闭日期正在迅速逼近。 阅读博客 关于5G:第二部分--谁将采用5G技术,以及何时采用? 关于5G:第二部分--谁将采用5G技术,以及何时采用? 欢迎来到我们关于5G的系列报道。在接下来的环节中,我们将谈论5G网络技术何时能被主流采用... 阅读博客 什么是5G?第一部分 - 演变和下一代 什么是5G?第一部分 - 演变和下一代 5G是下一代网络技术,有望以指数级的方式提高带宽,同时降低延迟,以支持... 阅读博客 如何在3G网络日落前保持领先地位 如何在3G网络日落前保持领先地位 要为3G日落做准备,重要的是要了解行业的发展方向,以便规划你的迁移。4G和3G之间的关系... 阅读博客