導讀:通過閱讀本文,你將瞭解到5G的優勢、即將燃爆的領域以及程式設計師在快速發展的5G產業中所需關注的技術。
5G時代已經來臨
隨著中美5G主導權之戰的持續發酵,5G時代正式拉開了序幕。最近,5G妖股頻現,有的甚至在四個月內暴漲了九倍,令人咂舌,而“5G”迅速成為了人盡皆知的熱詞,廣大網民茶餘飯後的談資。
其實無論2G到3G,還是3G到4G,每次網路的革新換代總是給網速帶來極大的提升,5G也不例外,根據高通之前在舊金山的網路測速的資料表明,5G的網路下載速度可以達到每秒1.4Gbps,這意味著一部電影或一款遊戲可以在短短几秒鐘內下載完成。
除此之外,5G另一個主要特徵是“低延遲”,低延遲不僅意味著上下行速度更快,響應時間也將大幅縮短,5G的理想延遲為1ms,等同於實時反應,非常適合於工業自動化、無人汽車等延遲要求嚴格的領域。當然,和朋友開黑時網路卡頓再也不能成為送人頭的藉口了。
5G還有一個非常重要的特點就是“高容量”,在人口非常密集的熱點地區,特別是上下班高峰期,經常會出現打不開網頁的情況。
其實這與基站的承載能力有關,4G基站只有十幾根天線,支援的連線數有限,而5G基站多達上百根,這些天線可以通過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列,這就意味著基站可以同時從更多使用者傳送和接收訊號,從而將行動網路的容量提升數十倍或更大。
5G即將燃爆的領域
由於5G具備高速率、低延遲、高容量的特性,隨著技術體系的完善與成熟,將會加速萬物線上、物物互聯的程式。預計2024年,聯網裝置的數量將超過220億臺,所以物聯網的爆發指日可待。但是物聯網所涉及的範圍非常廣泛,下面我們來說一下物聯網的細分領域。
車聯網
車聯網是由車輛位置、速度和路線等資訊構成的巨大互動網路。現在道路上行駛的車輛都是一個個獨立的點,車、路、人之間沒有很好的互動,全程靠駕駛員來判斷,而車聯網呢,可以使車和車、車和路以及車和人建立良好的互動,以實現智慧化的交通管理、智慧動態資訊服務和車輛智慧化控制的一體化網路。
由於5G的時延比人類大腦低得多,經過專業訓練的人的反應速度至少也要100ms,而5G可以將其減至個位數,所以它的出現可以更好的為車聯網、自動駕駛技術服務,大幅降低安全風險係數。
車聯網是物聯網技術在交通系統領域的典型應用,5G技術是其強有力的助推器。在沒有堵車、醉駕、疲勞駕駛、女性乘車等安全問題的未來,這將是極大的福利。
智慧家居
智慧家居通過物聯網技術將家中的各種裝置(如音視訊裝置、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網路家電等)連線到一起,為家庭自動化提供全方位的資訊互動功能,甚至為各種能源費用節約資金。
而高容量的5G能承載更多聯網的終端,真正實現家中一切盡在掌控,若有AI技術的支撐,便可使使用者擁有帝王般的體驗,想象一下在下班回家的路上,AI管家老王早已為你調節好了空調溫度、煮上了粥、掃完了地、泡上了一壺好茶併為你開啟了最愛的電視訊道,如此貼心的服務,如果還在單身的你,已經大可不必再去尋找靈魂的伴侶了。
無人機
早在2018年,中國電信便成功實現了國內首個無人機360度全景4K高清視訊的5G實時傳輸。5G搭配無人機可以充分發揮其機動性、飛行軌跡靈活的特點,可以實現大範圍的地毯式搜救和受災人群的快速定位,打通空中急救通道。除此之外,還可以實現自動化無人巡檢、物流運輸、農田噴灑、鐳射測繪、移動的面部識別安防等應用,另外,與VR眼鏡搭配的無人機也將別有一番風味。
智慧農業
農業是我國第一產業,它涉及到耕地、播種、施肥、殺蟲、收割、儲存、育種等環節,過去農民總是憑藉個人經驗進行種植,效率非常低下。而5G的出現,更多的感知端裝置加入到網路中來,可以利用它們採集生產、管理、經營等各類資訊到系統中,為大資料奠定基礎,再結合雲端計算、資料探勘等多重資訊科技,達到自動調控農業終端,實現真正的農業自動化、智慧化。
虛擬現實與擴增實境
虛擬現實即VR,通過佩戴VR眼鏡,可以虛擬出一個真實的環境,從而獲得沉浸式的體驗,它適用於教育、娛樂、航空航天、室內設計等領域。而擴增實境(AR)與虛擬現實不同的是擴增實境可以在現實世界疊加虛擬的物體,比如在牆上掛一臺虛擬電視、冰箱掛上虛擬日曆、廚房灶臺旁放置烹飪教學的視窗,除此之外,孩子們可以在草坪上與卡通人物玩耍、在桌面或地板上玩《我的世界》等等,在社交方面甚至可以與千里之外的朋友面對面交流。
但是無論VR還是AR,都存在因延遲導致使用者眩暈的問題,所以很多頭戴裝置會連線多條導線來降低延遲。除延遲問題外,使用者對沉浸感的要求也在逐步提升,因此頭戴裝置不得不整天上傳下載大量的資料,現有的無線網路已經無法滿足需求,但是5G的出現可能會徹底拯救VR與AR,這也是眾多相關從業者所翹首以盼的。
雲遊戲
面對層出不窮的遊戲,玩家對遊戲的要求也在提高,酷炫的特效、細膩的紋理相伴而來的也是價格昂貴的高配置硬體,我們需要高效能顯示卡、大記憶體、超強的CPU才能支撐起逼真的3D遊戲,當然鈔票也伴隨著我們的快樂渺無蹤跡。此外,一款好玩的遊戲要高達幾個G,網路稍弱一點可能就此錯過了歡樂的開黑時光。
但是5G給我們帶來了新的可能,它高速率、低延遲的特性完全可以做到將遊戲執行在雲端,遊戲資料實時傳輸,玩家不必下載,甚至只需要一塊能上網有螢幕的終端即可,這就是雲遊戲的概念。當然,雲作業系統也可以使用同樣的原理來極簡裝置的零部件,提升續航能力。仔細想想好像這就是我們平時所使用的“遠端桌面”功能。
程式設計師需關注的技能
迴歸到本質,面對這麼多細分領域的崛起,作為程式設計師應該關注哪些技術呢?因為5G的出現會導致聯網終端數量大幅上漲,海量連線湧入系統,會產生龐大的資料量,所以大資料是5G時代的最大受益,通過對大資料的挖掘,能造就無限的可能。
機器學習
大資料是機器學習的基礎,它可以對資料進行過濾、整理以及深度分析,通過不斷的自我演算法改進來發掘出有用的資訊。其處理的資料越多,越能體現其優勢,以前用機器學習解決不了的問題,可以利用大資料去很好的解決,效能也會有大幅提升,主要應用場景有語音識別、影像識別、天氣預測等等。常見的開源專案有:tensorflow、scikit-learn、predictionio、golearn等。
雲端計算
面對海量的資料,要對其進行統計分析,並非單臺機器的運算能力所能企及的,所以必須採用分散式架構,集結多臺機器進行運算,將運算能力最大化,雲端計算的特色就在於對海量的資料進行分散式資料探勘。常見的雲端計算相關開源專案有Hadoop、Eucalyptus、Enomaly ECP、Nimbus等。
邊緣計算
因為海量的資料連線,網路邊緣側會產生龐大的資料,雖然雲端計算有能力處理這些資料,但及時性、安全性以及成本會存在很大問題。因此邊緣計算應運而生,它實現了資源和服務向邊緣位置下沉,可以就近處理海量資料,大量裝置可以實現高效協同工作,從而降低互動時延、減輕網路負擔。邊緣計算開源專案有Akraino Edge Stack、OpenEdge等。
網路安全
在兩會期間,周鴻禕表示5G時代下,線上線下的邊界正在消失,網路空間的攻擊將會穿透虛擬空間,直接對映到物理世界的安全。當前中國面臨的網路攻擊威脅,只有通過統一大資料來感知網路中未知的攻擊才能解決。
在萬物聯網的時代,網路安全不容小覷,黑客極有可能通過防線,攻擊中控裝置來控制家中一切可上網的終端,甚至可能會對使用者造成人身傷害,所以網路安全不僅是現在更是未來非常重要的課題。
其它
頭戴裝置的爆發極有可能會顛覆人們的娛樂方式,如電影《頭號玩家》中所描述的那樣,玩家沉浸於逼真的虛擬環境、擁有真實的體感觸感,這將會把玩家帶提升到一個新的娛樂高度。所以除了大資料相關的技術之外,3D建模、手勢操控、體感技術、全息投影、影像識別、SLAM、LBS基站定位技術可能都是未來的熱門技術。
由於5G的殺手級應用還未浮出水面,所以5G產業如何發展還是一個未知數,未來可能會有更多蓄勢待發的新技術出現,我們應該時刻準備迎接新的知識,擁抱變化、適應變化、才不會被時代浪潮衝向邊緣。在此,廠廠在這裡拋磚引玉,歡迎更多讀者提出建議和想法。我是廠廠,羊駝中最靚的仔~