將5G技術(shù)與低軌寬帶通信衛(wèi)星等場景融合起來

當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重塑全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和競爭版圖，深刻改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活方式，以數(shù)字經(jīng)濟為代表的新經(jīng)濟快速發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型席卷全球。5G作為新一代信息通信領(lǐng)域的引領(lǐng)性技術(shù)，是新型基礎(chǔ)設(shè)施的“領(lǐng)頭羊”和“橋頭堡”，處于新時期科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的“浪潮之巔”。

近日，北京市科學技術(shù)委員會、中關(guān)村科技園區(qū)管理委員會，北京市經(jīng)濟和信息化局，北京市通信管理局，天津市工業(yè)和信息化局，天津市通信管理局，河北省工業(yè)和信息化廳，河北省通信管理局六部門聯(lián)合主辦的第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽京津冀區(qū)域賽暨2021年中關(guān)村5G創(chuàng)新應(yīng)用大賽火熱開賽，吸引了一批全國頂尖項目申報。在各方合力推動下，5G應(yīng)用正逐步從行業(yè)內(nèi)走入公眾的視野與生活。

5G作為一種新型移動網(wǎng)絡(luò)，具有高速率、低時延、大連接的特性，可實現(xiàn)高達Gbit/s的數(shù)據(jù)速率、低至毫秒級的時延、每平方千米百萬級別的連接能力。在4G解決人與人通信問題的基礎(chǔ)上，5G網(wǎng)絡(luò)不僅能夠大幅優(yōu)化人與人的通信體驗，更可以解決人與物、物與物的通信問題，應(yīng)用也隨之從4G時代的面向個人(2C)拓展至面向行業(yè)(2B)和面向個人兩大方向齊頭并進、揚帆起航。

北京時間7月25日17：31分，北京郵電大學信息與通信工程學院與銀河航天在北京、濟南兩地成功開展了國內(nèi)首次低軌寬帶通信衛(wèi)星與靈巧5G專網(wǎng)的融合測試，試驗解決了異地專網(wǎng)通信對地面光纖基礎(chǔ)設(shè)施的依賴問題，實現(xiàn)了低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面5G專網(wǎng)的融合，邁出了極地、遠海和應(yīng)急等場景通信服務(wù)的重要一步。

試驗過程中，過境的低軌衛(wèi)星連同地面衛(wèi)星終端和信關(guān)站構(gòu)建起了北京、濟南兩地5G專網(wǎng)間的骨干網(wǎng)絡(luò)，在北京佩戴VR眼鏡的工作人員可通過本地5G專網(wǎng)精準操控近400公里外位于濟南工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院的靈巧5G專網(wǎng)下的無人平臺移除危險物品。

本次測試端到端時延為20-30毫秒，通信時長7分鐘，試驗過程中濟南場地傳來的全景視頻畫面清晰無卡頓，無人平臺操作流暢，可完成全向運動控制和操控機械臂進行物體夾取等功能。

低成本、易部署、高機動、輕量化的靈巧5G專網(wǎng)需求巨大，其可以為無運營商基礎(chǔ)設(shè)施的偏遠地區(qū)和應(yīng)急場景提供5G通訊保障，而低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具有廣覆蓋、低延遲等優(yōu)勢，與靈巧5G專網(wǎng)融合將有望解決廣域大帶寬通信難題。

北京郵電大學信息與通信工程學院執(zhí)行院長彭木根介紹，靈巧5G專網(wǎng)能有效解決傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)對站址資源需求高、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化復(fù)雜、設(shè)備昂貴等問題，通過內(nèi)嵌基站功能自適應(yīng)遷移和網(wǎng)絡(luò)自組織模塊，高效抑制基站間干擾和無線回程受限等挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)即部署即用，與4G網(wǎng)絡(luò)相比，在容量、時延和連接數(shù)方面性能顯著提升了至少一個數(shù)量級。

目前，工業(yè)無線技術(shù)呈現(xiàn)出百花齊放局面，從不同層面支持工業(yè)應(yīng)用。但由于工業(yè)應(yīng)用場景千差萬別，很難有一種技術(shù)可以同時支持全部工業(yè)場景。

“盡管5G采用場景驅(qū)動的技術(shù)路線定義了三大場景，但與實時性密切相關(guān)的工業(yè)應(yīng)用尚需突破。”于海斌說，由于沒有像現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)一樣的知識積累和沉淀，時至今日，5G的應(yīng)用仍處于不斷地應(yīng)用嘗試和技術(shù)創(chuàng)新的迭代中。

“但從目前已經(jīng)展示出的5G應(yīng)用創(chuàng)新中，人們看到了很多機遇，如機器人的遙操作遠程手術(shù)、VR/AR遠程示教等，解決了一些之前難以解決的問題?！庇诤１笳f。

以點帶面，實現(xiàn)應(yīng)用場景與模式創(chuàng)新

數(shù)字顯示，5G的鏈接有望承載10億個場所的連接，50億人的連接，500億物的連接。未來，每個人、每個家庭、每個組織都將通過“數(shù)字”實現(xiàn)互聯(lián)互通。

目前，工業(yè)無線技術(shù)的全球市場份額只有6%左右，而5G由于剛剛開始應(yīng)用，份額則更小，但其對推動工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)方式、創(chuàng)新模式等方面的持續(xù)變革卻很關(guān)鍵，關(guān)乎數(shù)字經(jīng)濟時代我國制造業(yè)發(fā)展的主動權(quán)和話語權(quán)。

此外，從數(shù)字比對中也可以看到我國與其他國家的差距。如光刻機加工水平，荷蘭為5nm，其7nm精度以上的光刻機占世界100%份額，而我國可量產(chǎn)的光刻機水平僅為90nm，差距巨大，說明挑戰(zhàn)與機遇并存。