5G+赋能行业创新,助推智慧城市数字化转型

云计算智慧城管5G/通信
ZTe刊
陆平&马金
2019-11-01 · 20:05
[ 亿欧导读 ] 5G带来的不仅仅是超大带宽、超低时延、超高可靠性的海量连接,5G的根本生命力在于行业应用,在于打造开放融合的平台服务能力。
5G,5G,边缘计算,网络切片 图片来自“Unsplash”

本文转载自ZTe刊,原作者陆平&马金。原标题《我国正式进入5G商用时代,智能安防将迎来新征程》。亿欧智慧城市对文章进行二次编辑,供读者参考。


2019年是全球5G启航之年。中央经济工作会议要求,“加快5G商用步伐”。以5G为核心的新一代信息基础设施,成为加速数字经济发展,创造美好生活的“新基建”。

5G带来的不仅仅是超大带宽、超低时延、超高可靠性的海量连接,5G的根本生命力在于行业应用,在于打造开放融合的平台服务能力。

一方面,5G作为基础性、使能性的技术,与大数据、云计算、人工智能等其他信息技术协同发展,加速万物互联,实现万物智联,在数字世界与实体经济的深度融合中发挥重要价值。另一方面,5G面向诸多垂直行业的“5G+”赋能,在使能垂直行业深度数字化转型方面,5G既是“推进剂”,也是“催化剂”。

推进剂:5G提高整个社会效率

全频谱接入、Massive MIMO、新型多址接入、超密集组网、SDN/NFV、边缘计算、网络切片、人工智能的应用使得5G系统具备一系列令人振奋的网络能力——10Gbps峰值速率、1Gbps平均体验速率、1ms超低空口时延、100万连接/平方公里等。这就使得5G让人类第一次具备了把真实的物理世界和虚拟的数字世界紧密甚至无缝结合起来的能力。中兴通讯正在与合作伙伴一起,让5G最大限度地释放出“推进剂”这一功效。

5G+人体视觉远程传输,为现实世界赋予数字能力

今年6月,全球领先的电信运营商Orange联合中兴通讯在西班牙成功进行了5G全息投影视频通话,实现了两个千里之外的人宛如“近在眼前”的面对面交谈。

全息现实(HR)是XR技术的一种,其他还有VR、AR、MR等,这些技术在可视化、交互方式两个核心能力方向上带来突破性的革命。

XR业务对于网络带宽、时延有较高的要求,比如较极端条件下,用户体验速率需稳定在1Gbps、时延<20ms。目前的无线通信技术中只有5G能满足。

中兴通讯在“5G+XR”领域开展了诸多探索实践,如武大樱花节5G+8K VR直播、央视2019两会5G直播、中国电信首个5G+8K+VR“汉马”直播、江苏省人民医院5G+MR远程医疗等。实践表明,“5G+XR”在众多垂直行业应用中有广阔的前景。

5G+机器视觉,为虚拟世界打开现实之门

“淬火工艺”在第三代轿车轮毂轴承的设计制造中非常关键:内法兰盘因其形状复杂,不同区域对淬火深度、硬度要求不同,对热处理工艺要求较高。全国首批汽车零部件出口基地企业——兆丰电机的一位资深技术专家介绍,轮毂的淬火工艺要求对液体的温度、工具的温度以及时间做非常精确的匹配,所以需要非常有经验的老工人来做。

兆丰电机与中兴通讯合作,在轮毂淬火过程中,以高清摄像头采集淬火视频并将其通过5G网络实时回传,然后利用机器视觉分析轮毂颜色变化来判断温度是否满足淬火质量要求,整体打造了“机器视觉检测-成品质量判断-工业设备调整”这一闭环控制流程。

“试验下来发现,我们的整个生产效率和工艺的精确度得到非常大的提升!”兆丰电机的技术专家对试验结果非常满意。

对于“5G+机器视觉”的应用优势而言,这可谓“冰山一角”。比如,视频监控正在逐步向无线化、高/超高清化、智能化发展,5G网络下的AI视频监控是大规模城市智能体中极具价值的工具。除了淬火工艺机器检测,中兴通讯的相关实践还包括无人千寻安防、园区无人巡检、工厂云化AGV(自动导引传输车)等。

催化剂:5G使能工业数字孪生

早期的工业互联网只在接口侧实现了数字化,而5G则可以实现“整个”工业数字化,5G使得人类第一次可以把整个工业系统端到端地从系统本身到接口完整地做一个数字孪生。

所谓“数字孪生”就是把工厂的所有生产相关物理环节“数字化”地复制到虚拟世界。用机器人替代工人,虽可降低成本、提升效率,产生更多“无人工厂”,但并没有解决企业的核心问题。决定企业制造整体效率的是其对于供应链、制造、运输/物流、库存、销售等所有关键环节的控制能力,因此需要实现基于工业互联网的“制造”走向基于数字孪生的“智造”。

诸多垂直行业里的龙头企业正在积极进行基于5G的数字孪生相关探索实践。

实例1:5G智慧工厂

目前,工业领域无线技术主要应用于设备及产品信息的采集、非实时控制和实现工厂内部信息化等。可靠性、数据传输速率、覆盖距离、移动性等方面的不足,导致工业领域无线技术并未能广泛应用——占比仅约6%。

而5G系统天然具备的低时延、高可靠、大连接以及高带宽等特性,引起了制造业的极大关注。中兴通讯的合作项目包括长沙机器视觉包装盒检验、三一重工AR远程指导等。国内工业控制领域的龙头企业浙江中控联合中兴通讯做了很多“5G+智能制造”试验。

在这些实践合作过程中,中兴通讯发现5G网络在工业制造领域的应用,还需解决两个关键问题。

一是在“工业控制”应用中,很多信息是由传感器上传的。统计表明,其上行流量与系统下行流量之比约为3:1。所以,5G还需面向“工业控制”场景进行针对性的优化。

二是需要在5G环境中实现无论网络出现任何变化,都要能够精确地把控制命令传递到执行机构,以保证生产安全。

实例2:5G数字工地

由于环境艰险、人力成本高等因素,很多企业都想探索以5G的诸多优势功能来实现外场工地生产的无人化、远程化。例如中兴通讯深度参与的福建5G无人机电力巡检、临沂重工5G远程挖掘机操作等。

一家生产挖掘机的厂商与中兴通讯合作,把挖掘机生产和作业的所有工艺全部进行了数字化处理,形成远程工作界面,既可以提高挖掘机的生产效率,又能够确保挖掘作业人员的人身安全,同时加快整个作业的进度。

物联网面临四大挑战,5G逐个破解

能成为“推进剂”“催化剂”的5G,必然有其独到之处。根本原因在于5G能够高效地解决物联网目前在网络、部署、运维、经营方面面临的巨大挑战。

5G解决IoT网络挑战

当前IoT一个最大的挑战就是网络的“碎片化”。

一个简单的传感器,只需要一张简单的网络来配合。但物联网终端正在从简单进行数据传送的“哑终端”向互联的“聪明终端”转变,变得复杂的传感器有很多信息需要交互。于是,就不得不建各种各样的“烟囱式”网络,造成IoT网络“碎片化”现状。

多元的数据只有集合在一张大网之中才能打破壁垒、高效交互,进而产生更大的增值效应。物联网终端从功能体向智能体的转变,要求配套的5G网络具有聪明的能力,实现一张网优质覆盖、安全可靠的门限机制、容灾备份。

5G解决IoT部署挑战

从企业客户的角度,在IoT部署方面,希望获得来自运营商的与传统私有专网相同速度与效率的IT服务,且大幅节省甚至消除自行运维的成本。

另一方面,企业客户们又希望实现高度的安全性。

原生支持多接入边缘计算(MEC)的5G能够满足以上两大关键诉求——MEC节点的部署靠近企业客户,兼顾了流量、时延,而且很安全,把接入MEC的本地资源与网络其它部分隔离,从而把企业敏感信息或隐私数据控制在区域内部。

MEC的最大好处,就是可以以很低的成本来抽取千百行业高度“碎片化”的价值。5G+MEC在体育赛事直播中的应用,就是近期的最佳实践。

5G更大的带宽、更低的时延,使得体育赛事直播活动中采用更多的移动摄像机成为可能。比如,可以把小型化的移动摄像机和VR摄像机放置在无人机上,低空巡航拍摄,提供新颖的动态视角。再如,在竞技类体育赛事的直播中,把更小型化的摄像机放置在赛车中、球类运动员的头盔上、冰雪运动员的滑具上、运动员的胸前等,获得新视角。这些创新,让观众可以随心所欲地自主选择视角/画面的同时,也让观众有着更强的现场沉浸感。

一个或者若干个个性化的画面,配以辅助信息(赛事现场的地图、进程、比分等),相当于需要进行定制化的编导,需要终端具备一定的计算能力,但是大部分手机、VR头显、电视机的计算能力往往无法胜任,此时,MEC就有了“用武之地”。

在今年8月初举办的第二届全国青年运动会期间,山西移动与中兴通讯、山西省体育局、山西广播电视台通过MEC实现用户自定义、自编导自己想看的体育直播,所有的摄像机机位传过来的信息,通过MEC节点的AI功能自动地进行编排、切片,实现“千人千面”。这也使得二青会成为全国首个5G运动会。

由此看来,MEC能很好地解决IoT部署挑战,并具有可观的应用前景。在近期的5G业务创新实践中,中兴通讯正在与合作伙伴一起,构建集通信、云、应用、智能、算力等五大能力为一体的D-ICT智能信息节点,打造精品MEC边缘云服务。

5G解决IoT运维挑战

在与浙江中控、红狮水泥、新安化工、兆丰机电等企业的深入合作中,中兴通讯发现,随着系统运行的复杂性提高,物联网连接海量高并发,不同接入有差异化资源需求,复杂数据处理难度巨大,IoT的运维面临很大的挑战。

这就使得网络要从“人治网络”迈向数字驱动的“自治网络”,比如把云端的AI下沉到MEC节点甚至终端,通过“云网融合”构建出一个快速、灵活、高效的AI全面赋能的网络,以期满足未来不确定的智能网和物联网的广泛需求,达到最有效的行业价值增值。

中兴通讯将打造可自主进化的五级网络,以智能化管道(“规-建-维-优-营”AI全方位植入)、智能化体系(AI+切片、MEC、云网融合、IoT)、智能化赋能(智能化能力开放运营平台)来全面赋能产业智能化创新。

5G解决IoT经营挑战

每个IoT业务对于移动性、计费、安全、策略控制、时延和可靠性等方面要求各不相同,甚至差异很大。如前所述,目前IoT网络的“碎片化”现象很突出。“烟囱”式的一个又一个专有物理网络,必然给IoT经营带来挑战。

“烟囱”式的网络是硬件定义的,在面对确定性需求时非常快捷,但是在面对未来万物互联的“海量”不确定需求方面,适应性很差。

在5G时代,可用软件定义的网络,可以解决上述问题。当需要业务的时候,虚拟专网自动生成,而当不需要时,对应的硬件资源就释放回归到资源池。这种虚拟的专用网络,既满足了行业客户“专”的要求,又满足了整个行业的“低成本运作”要求,能够有效地驱动整个开放能力的建立。

中兴通讯作为“5G业务赋能者、创新应用实践者、生态建设积极参与者”,正在与各行业龙头企业合作,共同研究探索5G垂直行业应用及相关标准,打造5G行业试点示范应用,推动5G时代各行业的数字化转型。

中兴通讯依托5G、操作系统、芯片、分布式数据库等系列化的科技创新,构筑了“云-管-边-端”业务创新支撑体系,并正在与200多个产品生态伙伴、300多个行业合作客户,共同助推数字化转型,加速数字经济发展。

编辑:李腾

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