項目二任務一

5G的發展需求和發展愿景學習目標知識點1：能夠舉例個人移動通信業務對網絡性能的需求與愿景。知識點2：能夠舉例說明智慧工廠對網絡性能的需求與愿景。移動通信的演進人類的欲望一直都在驅使著我們去探索和創新。為了滿足對更好生活的渴望，我們不斷地研發新的技術，不斷地改進我們的生產與生活方式。從最初的石器時代，到現在的計算機、互聯網和人工智能，科技在不斷地提升我們的生活質量。現如今云計算、大數據、人工智能等技術的不斷發展，各行各業都在加速數字化轉型。數字化轉型需要高速、可靠、智能的網絡支持，5G網絡的高速率、大帶寬和低延遲特性可以滿足這一需求，為各行各業的數字化轉型提供了強有力的支持。“”本次任務舉例了一些5G的應用場景，這些業務和應用對網絡的需求各不相同，要求網絡能夠提供多樣化的服務，同時還需要網絡具備更高的安全性和可靠性。5G網絡可以提供更加靈活、智能和安全的服務，滿足不同業務和應用的需求。”知識儲備:未來的5G移動通信系統將滲透到社會的各個領域中，以用戶為中心構建全方位的信息生態系統。5G將使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴。通過無縫融合的方式，便捷地實現人與萬物的智能互聯。5G將為人們提供接近“零”時延的使用體驗，同時提供千億設備的連接能力，超高的流量密度，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。（1）帶寬類數據業務場景

現如今，我們經常聽到AR、VR、MR、XR等術語，但是它們究竟代表什么意思呢？它們之間又有什么區別呢？日常生活中你都接觸到哪個R？

VR（VirtualReality）：虛擬現實，是指通過計算機技術生成一個與真實世界完全不同的三維（3D）虛擬環境，讓用戶能夠沉浸到其中，感受到虛擬的視覺、聽覺、觸覺等。例如，人們通過頭戴設備，可以進入虛擬的游戲、電影等場景。VR對網絡性能的需求見表2-1-1。01AR（AugmentedReality）：增強現實，是指通過計算機技術將虛擬信息疊加到真實世界中，讓用戶能夠感知到虛實結合的場景。例如，通過智能手機或頭戴設備，可以在現實環境中看到虛擬的導航、標識、角色等。如果要實現高質量的AR體驗，如高清晰度視頻流、實時交互等，需要的網絡帶寬可能在200Mbps以上。同時，由于AR應用需要與現實場景進行實時交互，因此對網絡延遲的要求也非常嚴格，通常需要低于5ms的延遲以保證良好的用戶體驗。MR（MixedReality）：混合現實，是指將真實世界和虛擬世界融合在一起，讓用戶能夠在真實環境中與虛擬物體進行交互。例如，通過頭戴設備或透明屏幕，可以在現實環境中操控虛擬的工具、模型、人物等。具體來說，如果要實現高質量的MR體驗，如高清晰度視頻流、實時交互等，需要的網絡帶寬可能在100Mbps以上。同時，由于MR應用需要與現實場景進行實時交互，因此對網絡延遲的要求也非常嚴格，通常需要低于10ms的延遲以保證良好的用戶體驗。另外，隨著MR技術的發展和應用場景的多樣化，對網絡帶寬的需求也可能會有所增加。例如，如果要在更大的空間內實現MR體驗，或者需要支持更多用戶同時參與，那么對網絡帶寬的需求就可能更高。XR包括三種技術:AR、VR、MR。AR(AugmentedReality)即增強現實，該技術通過計算機算法將文字、圖像、3D模型、視頻等虛擬信息疊加到真實世界的環境中，用戶可以借助鏡片等介質“觀看”其所處的世界，從而擁有“超現實”的感官體驗實現對現實世界的“增強”作用。如果要實現高質量的XR體驗，如高清晰度視頻流、實時交互等，需要的網絡帶寬可能在500Mbps以上，通常需要低于20ms的延遲以保證良好的用戶體驗。當然對網絡帶寬的需求，具體取決于應用場景和體驗質量的要求。綜上所述，對于AR、VR、MR、XR應用來說，業務對網絡的帶寬、高速傳輸和低延遲特性的要求是非常重要的。而當前4G網絡理論峰值速率為100Mbit/s至150Mbit/s,平時用戶體驗速率大概為30-50Mbit/s,顯然4G網絡無法支持以上業務。為了保證良好的用戶體驗，需要在5G網絡環境下提供足夠的網絡帶寬和低延遲的網絡連接。（2）工業領域場景當前全球工業正處于第四次工業革命時期，產業數字化、網絡化、智能化已成為發展主流，以5G為代表的新一代信息通信技術成為工業發展的技術創新動力。工業生態體系變革帶動了工業網絡的優化升級，工業通信網絡正由傳統的現場總線向工業以太網、工業無線網進行演進。5G技術作為新一代的通信平臺，其技術特性充分匹配工業實時、可靠、安全的通信要求，5G技術與工業生產的有機融合將進一步激發工業界的創新動力。5G技術的低時延、超可靠、大連接特性，解決了工業領域傳統短距離無線通信的痛點：覆蓋范圍小、網絡不穩定、終端連接率不足等方面的問題，使得5G無線技術有能力承載工業現場的各類通信業務。行業相關機構研究報告指出工業網絡市場份中無線業務繼續以24%的速度快速增長，無線網絡現已擁有7%的市場份額。未來5G無線業務將在工廠全面落地，從園區監測、智能物流、智能控制等生產環節到工業自動化核心生產環節。傳統的工業生產現場存在大量移動設備(諸如隨行夾具、機器人抓手、輸送設備等)，現有有線組網復雜、線路布放相對雜亂，無法有效兼容數據采集、AR、機器視覺等非實時IT業務，工業現場需引入5G通信技術解決當前難題，進而帶動工業領域的創新變革。5G帶來三個方面的改變:一是去掉有線束縛，解決不便于有線連接的移動類場景，同時減少移動造成的通信故障。二是智能融合組網，5G提供IT非實時與OT實時多業務共用一張網的能力，網絡的扁平化架構可以解決業務兼容問題。三是工業控制應用，5G與工業的融合將加速機器人應用落地，為工廠的智能化柔性生產夯實基礎。工業現場實時控制對5G網絡提出低時延與高可靠性的要求，在網絡扁平化的同時，要求工業5G具備eMBB和URLLC等特性的多業務能力。5G超可靠低延遲通信(URLLC)特性不斷成熟，相關應用從單鏈路的人機遠程操控，逐步開始進入工業自動化控制的人機界面控制與現場實時控制。

任務實施步驟1：請說明AR、VR、MR、XR為什么需要5G網絡提供支撐，同時談談身邊這類業務中哪些可以使用5G網絡技術。步驟2：請簡述5G通信網絡在工業生產領域應用的優勢以及你認為工業領域中哪方面可以有效的利用5G網絡。

任務實施評價本次任務實施評價見表2-1-2。任務自我評價團隊評價教師評價20分50分30分團隊協作

獨立思考

紀律觀念

完成時間

工作態度

學習主動性

任務完成質量

得分小結

得分合計

學習過程遇到哪些困難？

如何解決遇到的問題。

自己在完成任務中哪些方面有提高？

在完成任務中存在哪些不足？

教學活動自我評分小組評分共享（15分）

貢獻（15分）

傾聽（15分）

協作（15分）

問題解決（20分）

決策（15分）

其他（5分）

任務總結本次任務總結見表表2-1-3請列舉出本次課你學習到哪些知識？

請談談本次課學習的內容可以應用哪些方面？

發揮你的想象力，本次課知識除了常規的應用，還能在哪些方面可以運用？

請你談談與本次內容相關或相近的5G時訊

任務拓展汽車制造是國家經濟的重要支柱產業,當下正處在數字化轉型、新能源生產線創新發展的關鍵時期，5G與人工智能、大數據分析等新技術融合，將有效激發產業創新動力，支撐汽車制造行業構建柔性化智能產線，助力產業轉型發展。汽車的制造工藝主要有沖壓、焊裝、涂裝、總裝，也就是俗稱的“四大工藝”。焊裝和總裝車間的各種設備連接和操作均具有典型性，包括機器人、轉臺、滑臺、車型識別系統(ID)、皮帶輥床等設備，能夠覆蓋大部分的典型場景，可以代表汽車行業產線的典型特征。如今汽車市場中消費者個性化需求增加，為了搶占市場，需建立面向多車型快速上線的柔性生產，而現有工業網絡存在以下問題:信息采集采用標準以太網，使用多種類型的總線網絡導致協議接口眾多。網絡采用硬線銅纜，數據采集、工業控制都進行