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5G+賦能行業創新,助推智慧城市數字化轉型

2019-11-04 14:10 通信ZTe刊

導讀:5G帶來的不僅僅是超大帶寬、超低時延、超高可靠性的海量連接,5G的根本生命力在于行業應用,在于打造開放融合的平臺服務能力。

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圖片來自“Unsplash”

2019年是全球5G啟航之年。中央經濟工作會議要求,“加快5G商用步伐”。以5G為核心的新一代信息基礎設施,成為加速數字經濟發展,創造美好生活的“新基建”。

5G帶來的不僅僅是超大帶寬、超低時延、超高可靠性的海量連接,5G的根本生命力在于行業應用,在于打造開放融合的平臺服務能力。

一方面,5G作為基礎性、使能性的技術,與大數據、云計算、人工智能等其他信息技術協同發展,加速萬物互聯,實現萬物智聯,在數字世界與實體經濟的深度融合中發揮重要價值。另一方面,5G面向諸多垂直行業的“5G+”賦能,在使能垂直行業深度數字化轉型方面,5G既是“推進劑”,也是“催化劑”。

推進劑:5G提高整個社會效率

全頻譜接入、Massive MIMO、新型多址接入、超密集組網、SDN/NFV、邊緣計算、網絡切片、人工智能的應用使得5G系統具備一系列令人振奮的網絡能力——10Gbps峰值速率、1Gbps平均體驗速率、1ms超低空口時延、100萬連接/平方公里等。這就使得5G讓人類第一次具備了把真實的物理世界和虛擬的數字世界緊密甚至無縫結合起來的能力。中興通訊正在與合作伙伴一起,讓5G最大限度地釋放出“推進劑”這一功效。

5G+人體視覺遠程傳輸,為現實世界賦予數字能力

今年6月,全球領先的電信運營商Orange聯合中興通訊在西班牙成功進行了5G全息投影視頻通話,實現了兩個千里之外的人宛如“近在眼前”的面對面交談。

全息現實(HR)是XR技術的一種,其他還有VR、AR、MR等,這些技術在可視化、交互方式兩個核心能力方向上帶來突破性的革命。

XR業務對于網絡帶寬、時延有較高的要求,比如較極端條件下,用戶體驗速率需穩定在1Gbps、時延<20ms。目前的無線通信技術中只有5G能滿足。

中興通訊在“5G+XR”領域開展了諸多探索實踐,如武大櫻花節5G+8K VR直播、央視2019兩會5G直播、中國電信首個5G+8K+VR“漢馬”直播、江蘇省人民醫院5G+MR遠程醫療等。實踐表明,“5G+XR”在眾多垂直行業應用中有廣闊的前景。

5G+機器視覺,為虛擬世界打開現實之門

“淬火工藝”在第三代轎車輪轂軸承的設計制造中非常關鍵:內法蘭盤因其形狀復雜,不同區域對淬火深度、硬度要求不同,對熱處理工藝要求較高。全國首批汽車零部件出口基地企業——兆豐電機的一位資深技術專家介紹,輪轂的淬火工藝要求對液體的溫度、工具的溫度以及時間做非常精確的匹配,所以需要非常有經驗的老工人來做。

兆豐電機與中興通訊合作,在輪轂淬火過程中,以高清攝像頭采集淬火視頻并將其通過5G網絡實時回傳,然后利用機器視覺分析輪轂顏色變化來判斷溫度是否滿足淬火質量要求,整體打造了“機器視覺檢測-成品質量判斷-工業設備調整”這一閉環控制流程。

“試驗下來發現,我們的整個生產效率和工藝的精確度得到非常大的提升!”兆豐電機的技術專家對試驗結果非常滿意。

對于“5G+機器視覺”的應用優勢而言,這可謂“冰山一角”。比如,視頻監控正在逐步向無線化、高/超高清化、智能化發展,5G網絡下的AI視頻監控是大規模城市智能體中極具價值的工具。除了淬火工藝機器檢測,中興通訊的相關實踐還包括無人千尋安防、園區無人巡檢、工廠云化AGV(自動導引傳輸車)等。

催化劑:5G使能工業數字孿生

早期的工業互聯網只在接口側實現了數字化,而5G則可以實現“整個”工業數字化,5G使得人類第一次可以把整個工業系統端到端地從系統本身到接口完整地做一個數字孿生。

所謂“數字孿生”就是把工廠的所有生產相關物理環節“數字化”地復制到虛擬世界。用機器人替代工人,雖可降低成本、提升效率,產生更多“無人工廠”,但并沒有解決企業的核心問題。決定企業制造整體效率的是其對于供應鏈、制造、運輸/物流、庫存、銷售等所有關鍵環節的控制能力,因此需要實現基于工業互聯網的“制造”走向基于數字孿生的“智造”。

諸多垂直行業里的龍頭企業正在積極進行基于5G的數字孿生相關探索實踐。

實例1:5G智慧工廠

目前,工業領域無線技術主要應用于設備及產品信息的采集、非實時控制和實現工廠內部信息化等。可靠性、數據傳輸速率、覆蓋距離、移動性等方面的不足,導致工業領域無線技術并未能廣泛應用——占比僅約6%。

而5G系統天然具備的低時延、高可靠、大連接以及高帶寬等特性,引起了制造業的極大關注。中興通訊的合作項目包括長沙機器視覺包裝盒檢驗、三一重工AR遠程指導等。國內工業控制領域的龍頭企業浙江中控聯合中興通訊做了很多“5G+智能制造”試驗。

在這些實踐合作過程中,中興通訊發現5G網絡在工業制造領域的應用,還需解決兩個關鍵問題。

一是在“工業控制”應用中,很多信息是由傳感器上傳的。統計表明,其上行流量與系統下行流量之比約為3:1。所以,5G還需面向“工業控制”場景進行針對性的優化。

二是需要在5G環境中實現無論網絡出現任何變化,都要能夠精確地把控制命令傳遞到執行機構,以保證生產安全。

實例2:5G數字工地

由于環境艱險、人力成本高等因素,很多企業都想探索以5G的諸多優勢功能來實現外場工地生產的無人化、遠程化。例如中興通訊深度參與的福建5G無人機電力巡檢、臨沂重工5G遠程挖掘機操作等。

一家生產挖掘機的廠商與中興通訊合作,把挖掘機生產和作業的所有工藝全部進行了數字化處理,形成遠程工作界面,既可以提高挖掘機的生產效率,又能夠確保挖掘作業人員的人身安全,同時加快整個作業的進度。

物聯網面臨四大挑戰,5G逐個破解

能成為“推進劑”“催化劑”的5G,必然有其獨到之處。根本原因在于5G能夠高效地解決物聯網目前在網絡、部署、運維、經營方面面臨的巨大挑戰。

5G解決IoT網絡挑戰

當前IoT一個最大的挑戰就是網絡的“碎片化”。

一個簡單的傳感器,只需要一張簡單的網絡來配合。但物聯網終端正在從簡單進行數據傳送的“啞終端”向互聯的“聰明終端”轉變,變得復雜的傳感器有很多信息需要交互。于是,就不得不建各種各樣的“煙囪式”網絡,造成IoT網絡“碎片化”現狀。

多元的數據只有集合在一張大網之中才能打破壁壘、高效交互,進而產生更大的增值效應。物聯網終端從功能體向智能體的轉變,要求配套的5G網絡具有聰明的能力,實現一張網優質覆蓋、安全可靠的門限機制、容災備份。

5G解決IoT部署挑戰

從企業客戶的角度,在IoT部署方面,希望獲得來自運營商的與傳統私有專網相同速度與效率的IT服務,且大幅節省甚至消除自行運維的成本。

另一方面,企業客戶們又希望實現高度的安全性。

原生支持多接入邊緣計算(MEC)的5G能夠滿足以上兩大關鍵訴求——MEC節點的部署靠近企業客戶,兼顧了流量、時延,而且很安全,把接入MEC的本地資源與網絡其它部分隔離,從而把企業敏感信息或隱私數據控制在區域內部。

MEC的最大好處,就是可以以很低的成本來抽取千百行業高度“碎片化”的價值。5G+MEC在體育賽事直播中的應用,就是近期的最佳實踐。

5G更大的帶寬、更低的時延,使得體育賽事直播活動中采用更多的移動攝像機成為可能。比如,可以把小型化的移動攝像機和VR攝像機放置在無人機上,低空巡航拍攝,提供新穎的動態視角。再如,在競技類體育賽事的直播中,把更小型化的攝像機放置在賽車中、球類運動員的頭盔上、冰雪運動員的滑具上、運動員的胸前等,獲得新視角。這些創新,讓觀眾可以隨心所欲地自主選擇視角/畫面的同時,也讓觀眾有著更強的現場沉浸感。

一個或者若干個個性化的畫面,配以輔助信息(賽事現場的地圖、進程、比分等),相當于需要進行定制化的編導,需要終端具備一定的計算能力,但是大部分手機、VR頭顯、電視機的計算能力往往無法勝任,此時,MEC就有了“用武之地”。

在今年8月初舉辦的第二屆全國青年運動會期間,山西移動與中興通訊、山西省體育局、山西廣播電視臺通過MEC實現用戶自定義、自編導自己想看的體育直播,所有的攝像機機位傳過來的信息,通過MEC節點的AI功能自動地進行編排、切片,實現“千人千面”。這也使得二青會成為全國首個5G運動會。

由此看來,MEC能很好地解決IoT部署挑戰,并具有可觀的應用前景。在近期的5G業務創新實踐中,中興通訊正在與合作伙伴一起,構建集通信、云、應用、智能、算力等五大能力為一體的D-ICT智能信息節點,打造精品MEC邊緣云服務。

5G解決IoT運維挑戰

在與浙江中控、紅獅水泥、新安化工、兆豐機電等企業的深入合作中,中興通訊發現,隨著系統運行的復雜性提高,物聯網連接海量高并發,不同接入有差異化資源需求,復雜數據處理難度巨大,IoT的運維面臨很大的挑戰。

這就使得網絡要從“人治網絡”邁向數字驅動的“自治網絡”,比如把云端的AI下沉到MEC節點甚至終端,通過“云網融合”構建出一個快速、靈活、高效的AI全面賦能的網絡,以期滿足未來不確定的智能網和物聯網的廣泛需求,達到最有效的行業價值增值。

中興通訊將打造可自主進化的五級網絡,以智能化管道(“規-建-維-優-營”AI全方位植入)、智能化體系(AI+切片、MEC、云網融合、IoT)、智能化賦能(智能化能力開放運營平臺)來全面賦能產業智能化創新。

5G解決IoT經營挑戰

每個IoT業務對于移動性、計費、安全、策略控制、時延和可靠性等方面要求各不相同,甚至差異很大。如前所述,目前IoT網絡的“碎片化”現象很突出。“煙囪”式的一個又一個專有物理網絡,必然給IoT經營帶來挑戰。

“煙囪”式的網絡是硬件定義的,在面對確定性需求時非常快捷,但是在面對未來萬物互聯的“海量”不確定需求方面,適應性很差。

在5G時代,可用軟件定義的網絡,可以解決上述問題。當需要業務的時候,虛擬專網自動生成,而當不需要時,對應的硬件資源就釋放回歸到資源池。這種虛擬的專用網絡,既滿足了行業客戶“專”的要求,又滿足了整個行業的“低成本運作”要求,能夠有效地驅動整個開放能力的建立。

中興通訊作為“5G業務賦能者、創新應用實踐者、生態建設積極參與者”,正在與各行業龍頭企業合作,共同研究探索5G垂直行業應用及相關標準,打造5G行業試點示范應用,推動5G時代各行業的數字化轉型。

中興通訊依托5G、操作系統、芯片、分布式數據庫等系列化的科技創新,構筑了“云-管-邊-端”業務創新支撐體系,并正在與200多個產品生態伙伴、300多個行業合作客戶,共同助推數字化轉型,加速數字經濟發展。


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