5G背景下的工业互联网发展与应用
摘要：工业互联网由美国GE提出，使用互联网技术促进制造业数字化转型，打破信息壁垒，改变产业生态，实现全面互联互通。工业互联网的地位极其重要，中美德等制造大国都投入大量人力物力，抢占发展先机，提升新型产业革命的国际话语权。传统通信技术不能满足工业互联网的需求，引入5G技术，能够全面提高工业互联网应用的各项性能，实现质的飞跃。
关键词：5G背景下；工业互联网；发展与应用
1 5G技术
之前的通信技术主要解决的是人与人之间的通信问题，承载文字、图片、声音、视频等的传播任务，而5G的一项重要功能就是要解决海量的物与物之间的连接。5G已在多个领域中开始试点商用，从世界形势和我国的发展战略来看，
5G的全面普及是未来的必然趋势。5G让一些未来场景成为现实，ITU （InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟）定义了eMBB、mMTC、uRLLC三大5G应用场景。5G不是特指某一种技术，而是一系列先进通讯技术的合集，他们共同组成了颠覆性的下一代通讯技术，关键的基础应用有以下几点： 1.1 SDN（SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络）。SDN是一种创新型的网络架构，实现了网络设备的控制面和数据转发面相互分离，使流量得以便捷控制，这一架构为达成高带宽和动态网络提供了最佳手段。SDN控制面是各式各样的网络设备与应用层相互不可见，依靠SDN控制软件配置网络就能很方便的实现需求，让网络维护的复杂度降低。
1.2 NFV（NetworkFunctionVirtualization，网络功能虚拟化）。NFV以软硬件解耦为手段，将专用硬件设备的功能通过通用设备和虚拟化软件来实现，从而摆脱专用硬件资源的限制，利用标准通用设备降低硬件成本，实现网络资源随业务量变化灵活收缩。
1.3 NOMA（Non-OrthogonalMultiple-Access，非正交多址接入）。多址接入技术使得一个基站能够支持域内用户同时通信，在1G-4G时代均被使用，1G-4G采用的多址技术分别为FDMA、TDMA、CDMA、OFDMA，每一代多址技术相较于上一代传输质量均有效提升。而NOMA提升了频谱效率，大大扩展了接入量。
1.4 CDN（ContentDistributionNetwork，内容分发网络）。CDN在网络中建立多个缓存服务器，用户的请求在就近的服务器上获取，使网络拥挤的情况得到改善，让信息获取的速度和稳定性得到提升，降低网络延时。
1.5 MMWCommunication（MillimeterWaveCommunication，毫米波通信）。MMV一般指波长在1-10mm、频率在30-300GHz的电磁波，MMV的波束极窄，方向性好，频段高，受干扰较少，具有传播质量好、安全性高等优点。同时，MMV元器件更加微型化，系统更加紧凑。
2 5G通信系统技术分析
当前，几乎人人都在谈论5G，原因就在于5G首先是一场技术革命。5G被认为是未来关键网络的基础设施，是新一代信息技术的发展方向。依托高速率、低延时、大连接，5G技术有望彻底颠覆全球科技面貌，使人类在物联网、智慧城市和无人驾驶等一系列前沿领域取得突破，这些技术突破能极大改善人们的工作和生活。与此同时，5G也是数字经济发展的重要驱动力。从消费到产业，从人与人的连接到物与物的互联，数字经济时代，5G的重要作用不言而喻。一定程度上，网络的质量和速度决定着数字经济发展质量和速度。
5G能够快速地发展起来应该让通信服务来适应消费者，而不是让消费者来适
应通信服务。而且5G将会在未来增强社会之间的联系，使人们获取信息不再具
有一定的局限性，每个人都可以随意的传播自己已知的信息，所以发展5G的过
程中不可能运用一个应用范围非常广但是比较单一的技术来代替无线接入技术，
应该采用一个不仅能够有效地将我国当前研发的科学技术进行整合，而且还能够
具有一定挑战性的新设计，因为只有这样才能够实现5G系统的多样化、个性化
等等。
未来5G通信网络的发展将会朝着更强大的移动宽带、通过开放接口引进更
多的5G创新、制定独立组网（SA）计划。因此，在未来中小型公司可以通过构
建开放式无线接入网络（O-RAN）来发展中国的市场，给中国市场带来更加新鲜
的活力。但是由于开放式无线接入网络需要利用大量的芯片来构建多种类型的设备，当然，这与开放的RAN接口连接构建模块使其能够创设出更多优质的服务网
络是相同的，所以该网络的发展必然会在一定程度上催生出更多、更好地创新型
服务。
云计算是一种相对抽象的概念服务模型，它是由三大服务模式构成的，即软件、平台、基础设施。而不同的云服务模式都可以通过网络、业务运行的方式将
相应的信息数据储存到互联网上，从而使广大群众能够运用计算机和相应的通信
设备来传统信息。而在此过程中运用的基础设备不仅能够实现虚拟信息的服务，
而且还能够衍生出不同的应用场景。同时也可以将内容丰富的数据信息储存到云端，从而使服务者在扩充业务的过程中，只需要共享、分布以及虚拟化的组网、
计算等等就可以快速地获得安全、便宜的数据信息。因此，移动云计算能够比较
灵活、安全的实现万物互联。现阶段，移动云计算已经成为了5G系统的核心技术。
另外，物联网的出现不仅拓宽了无线传感网络的应用范围，而且还增强了各
种应用设备的连接能力，从而在一定程度上提升了无线传感网络的性能，促进了
无线传感网络的发展。例如监控设备、物流、商业支持等等不同场景网络的应用。在新型的网络架构和相应的科学技术支持下，使数据信息能够在不同应用背景下
实现共享的目的以及多平台、多场景、互操作、多技术的要求，最终实现不同功能、类型的通信设备能够在不同应用范围、领域中实现可以持续进行访问的互联
互通。因此，在未来物联网的应用不仅能够在一定程度上丰富5G的应用和服务
范围，而且还能够将工业互联网与5G完美地整合在一起，从而丰富工业互联网
和5G。
5G网络已经开始发展，逐步会成为移动的互联网，成为能够有效地整合通信
系统和通信技术应用的应用平台，但是当前我们对5G的了解只停留在相应的概
念上。我们认为，5G应用不仅能够彻底地改变我们生活、学习、娱乐、工作的方式，而且还能够在一定程度上引领我国的生产模式和经济发展模式。但是我们并
不了解5G的应用需要一个非常重要的技术，而这一技术的应用不仅能够为5G提供更加全面、海量的数据信息，而且还能具有低能耗、低延时的智能连接功能，
从而使5G成为一个互联互通、不同类型的网络，然后能够共同支撑系统的运行。因此，5G可以支持观看视频、音频、在线状态、导航服务、电子商务等等个性化、多样化的服务。
结束语
工业互联网对制造业的转型升级促进作用是毋庸置疑的，而5G系列技术以
其卓越的性能在工业互联网领域广受应用。5G的NOMA、CDN、MMW通信、
