工業互聯網是5G最重要的應用場景

    5G通過云化、虛擬化、互聯網化和多種轉發模式結合，引領網絡技術體系的創新，并內生增強移動寬帶、高可靠低時延和大連接能力。5G開啟互聯網發展的新篇章，創新互聯網的未來。

    近日，中國工程院院士鄔賀銓在2019中國互聯網大會開幕式上表示，5G的商用正好是互聯網發展進入下半場，即消費互聯網深化和工業互聯網起步時期，也是大數據和人工智能等技術發展勢頭正旺時期，5G生逢其時將開拓在消費領域和產業領域的新應用，還會出現我們現在還想象不到的新生態。
　　鄔賀銓認為，5G通過云化、虛擬化、互聯網化和多種轉發模式結合，引領網絡技術體系的創新，并內生增強移動寬帶、高可靠低時延和大連接能力。5G開啟互聯網發展的新篇章，創新互聯網的未來。
　　網絡發展五大特征
　　5G開啟互聯網發展的新篇章，首先表現為網絡架構的升級，具有五個發展特征。
　　第一，從無連接拓展到面向連接。
　　鄔賀銓認為，傳統的IP網絡按無連接方式工作，不論前后的IP包是否屬于同一次通信而獨立選路，這樣的技術可以保證通信的穩定性，但效率不高。新型的軟件定義網（SDN）采用分段選路（SR），又稱為源選路，源節點按照每次通信首個包的特征來配置流表，用于指示報文的轉發路徑，后續路由器無需再選路，該次通信的后續數據包被抽象為同一流，相當于面向連接分組通信。
　　第二，從L3包轉發拓展到L1.5的交叉連接。
　　鄔賀銓指出，互聯網初期網絡不夠穩定，所有業務都以IP包的方式獨立選路。但是，這種方式并不適用于傳輸視頻流，因為將長的視頻IP流切成小包來選路會降低視頻的傳輸效率。
　　顯然，網絡需要有在不同層次的多種轉發單元，以適應不同規模的業務流。比如通過L1.5層的以太網中繼傳輸64/66碼塊，具有顆粒大、時延低等特性，比較適合傳輸視頻。不過，鄔賀銓也指出，雖然多轉發模式帶來靈活性，但需要網絡具有識別業務流的智能管理能力。
　　第三，從業務不分類到以虛擬切片方式傳送。
　　在4G時代以前，所有的互聯網業務均通過一根網線傳輸，但是這樣的傳輸方式不能滿足不同業務的個性化需求。
　　5G引入了網絡切片技術之后，改變了上述局面。切片網實際上是一個虛擬網絡概念，是云平臺通過切片管理器根據不同的業務類型，將物理網切分成無數個虛擬網絡通道，供特定業務單獨使用，從而提高了網絡的使用效率。
　　第四，從單一云到中心云與邊緣計算協同。相比4G時代，5G時代一個顯著特征就是引入了邊緣計算。鄔賀銓認為，為適應工業傳感器、視頻業務、VR/AR與車聯網及遠程醫療等的低時延要求，需將這些業務的存儲和內容分發下沉到邊緣計算來處理。
　　據測算，利用邊緣計算可以過濾和壓縮數據，節省核心網資源，成本僅為單獨使用云計算的39%。不僅如此，邊緣計算可以在網絡連接不穩定時保證應用的可靠性。
　　第五，移動通信從封閉的網絡到互聯網化的業務開放網絡。鄔賀銓表示，5G核心網協議的標準化趨勢是協議的互聯網化。
　　據了解，與4G網絡相比，5G網絡協議棧的顯著特征就是引入了API接口（設計方式以RESTful為主，接口描述語言為OpenAPI3.0）和JSON序列化協議，應用層協議為HTTP/2，而傳輸層協議為TCP。
　　新特征帶來了新的便利，使得業務的解耦便于快速部署和維護網絡；輕型的接口便于引入新特性，更容易調用網絡服務；模塊化為網絡切片提供靈活性；SBA（基于服務體系）提升業務生成能力。但是，鄔賀銓強調，雖然SBA有利于業務外包，但有使運營商坐實管道化的風險。開放的業務平臺和互聯網協議增加了網絡被攻擊的風險。
　　5G催生大量新應用
　　5G促使運營商網絡架構重構的同時，也帶來了大量新應用。
　　首先，5G支持高清移動視頻。據統計，4K視頻的接入碼率為50M，8K視頻的接入碼率為100M，而VR/AR視頻碼率最高達3290M，而VR/AR視頻的網絡碼率最高達1G，顯而易見，只有5G網絡才能夠完全支持上視視頻應用。
　　其次，5G激發了VR/AR潛能。比如能夠催生VR視頻節目制作；5G的低時延和邊緣計算及能同時處理多名用戶運算的高性能服務器正好可以解決VR游戲的眩暈感；當VR較為普及時，5G+VR讓人與人之間在很多場景下都可以通過VR來進行溝通；5G+VR的360度視頻直播可以為用戶提供更多的細節；5G+VR還可以構建虛擬學習環境、虛擬實驗室、宇宙中的天體運動、生物中的微觀世界等，通過形象、生動、直觀的形式來表現知識。
　　值得注意的是，在醫療領域，按照常規做法，培養一名可上手術臺的外科醫生需要十年時間，但是如果通過VR/AR輔助解剖和手術模擬可縮短醫生的培養時間。
　　未來5G在醫療領域將有更大的發展空間。據IHS預計，到2035年，5G為全球醫療領域提供超過1.1萬億美元的產品和服務，約占全球5G相關經濟規模的9%左右。
　　再次，工業互聯網是5G最重要的應用場景之一。鄔賀銓認為，產業數字化需要將廠內設備聯網，但原有車間內難于布放光纖，希望使用無線聯網。但同時，WiFi因擴展性、低速率和抗干擾弱等問題使得其在工業領域利用率僅為4%，其他無線連接利用率僅有2%。只有5G適應工業互聯網要求，因為5G具有低時延（1ms）、高可靠性（99.999%）、高帶寬（Gbps）、大連接（100萬個）等特性。目前5G在工業互聯網領域已經有了一些應用案例。
　　最后，5G在網聯汽車、無人駕駛、機器人、數字孿生、農業等領域都具有十分廣泛的應用。不僅如此，5G將會催生現在還想象不到的新業務。為此，鄔賀銓表示，移動通信的新業態不是人們預先規劃的，而是網絡能力具備后催生的，5G的登場一定會產生我們現在還想象不到的新應用。顯然，“5G對中國科技與經濟發展是難得的機遇，5G的創新永遠在路上。”鄔賀銓表示。