5G通信技术特点以及在能源行业中的应用

唐伟

摘要：当前信息技术革命已经正在引领着时代的变革，人们正在加快对信息产业发展的融合速度。现阶段，通信技术的不断发展大大增加了移动互联网的用户体验，开启了物联网的发展时代，也让各行各业的发展步入了一个高科技的发展步伐，实现了人工智能和大数据的创新性融合。本文将主要针对5G时代的关键技术以及关键场景做出详细的分析，对我国的5G标准技术发展情况详细的了解，进而探讨5G关键技术在智能能源行业的应用以及在行业中起到的效用。

关键词：5G；技术；智慧能源；应用；探讨

引言：4G是第四代通讯技术的简称，可以实现系统的高速度的下载，要比目前的拨号上网速度快大约2000倍，上传的速度也十分的快速，几乎可以满足所有的用户对无线服务的需求。5G技术无疑是第五代通讯技术的简称，其下载的速度以及上传的速度远远快于4G技术。这也就意味着我国的信息技术发展已经步入了高速化发展阶段，可以同时满足多个人上网的速度需求。现阶段，工信部已经向中国电信、中国移动、中国连通管等发放了5G商用牌照。文章将主要针对第五代移动通信技术的应用进行详细的探讨。

一、5G技术应用分析

（一）5G技术应用的关键场景分析

5G关键技术的发展相对于4G技术来说，其发展更加具有广泛性。如果说4G网络是专为用户智能手机而生，那5G技术便是为物联网而生。现有的实验和研究已经表明，5G拥有更大的容量、更快的响应速度、支持更多的设备、支持更高的移动速率。5G的服务对象将由“人”向“人与物”拓展，让“无处不在，万物可连，万物可控”成为可能。其应用场景主要包括物联网、监控系统布局和传输、PLC远程控制等。

1、物联网

物联网以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。以传感器为主的物联网基础技术是能源等传统产业数字化转型的重要手段，5G关键技术可以提升能源综合服务商的生产技术水平和市场服务竞争力。

此外，与前四代移动通讯技术不同，此次5G技术的不仅专为移动通讯而设定，在5G被定义的三大运用情景当中有两个主要的运用情景是面向于物联网运用。物联网需要连接更多的感知节点，而且所需面对的运用场景也更加的复杂多变。基于此，5G网络架构在设计过程中便在软件层面采用了大量的云和网络虚拟化技术，这一举措有效解决了物联网在面向运用的过程中通讯传输层面的系列问题，使得5G技术在设置之初就具备了面向物联网运用的特性。

2、监控系统布局和传输

从设定之初，5G技术便被定义为面向超高速、高可靠、低时延等特性而开展研制，系列特性恰到好处的满足了新一代智能安防发展所提出的诉求。智慧监控作为物联网最主要的一个运用场景，所以其与5G技术的结合也便成为了顺理成章的事情。

5G技术作为新通讯技术，首先保障的是通讯传输的问题，而5G视频监控为主的监控系统环节涵盖了能源生产监控中最为主要的数据传输环节，视频监控系统涉及到整个监控过程中的数据采集、传输、存储以及最终的的控制以及显示。

视频监控行业中传输方式分为有线传输和无线传输，目前占主导的有线传输视频监控领域产品和技术正在经历高清、智能化快速发展。伴随随着5G的到来，5G无线视频监控更易于部署，更便利的优势将得到更大的发挥，无线视频监控也将得到更大的发展。传统的视频监控是基于有线的监控技术，需要有固定的架设地点和网线，且需要配套建立中心机房，完成视频解码与转发，投入成本相对较高。为了适应一些突发状况、临时性不固定位置或不宜布设网线的视频监控需求，去物理中心化成为5G视频监控首选方案，单点扩容将更加灵活。作为能源综合服务商明晰有线监控网络与无线视频监控共生的定位，以开创全新产业的思路，及早布局5G时代的视频监控。

3、PLC远程控制

PLC具有功能强大、操作简单、可靠性强等特点，使其适应能源生产工业控制需要。区域能源综合服务商的供水、供热、供燃气领域，位于现场的PLC设备分布在服务区域内的各居民小区和能源场站，为了实现远程集中管理分布于多个现场的PLC设备，采用电缆布线通信方式与远程服务器相连，不但布线麻烦、维护不方便、耗材极大，而且长距离造成的通信不稳定性大大增加。为PLC加装无线数据传输设备，5G技术加持下用互联网服务器通过无线方式对现场的PLC进行远程控制，实现PLC的集中管理和分散控制，不受距离和组网的限制。随着5G的快速发展，无线网络通讯可以满足工业控制对安全、可靠的通讯需求，且无线网络覆盖广，使用方便，流量资费也在大幅下降。另一方面，随着人工工资快速增长，无人值守、集中监控需求大幅增加。因此PLC通过5G网络来实现远程控制得到了快速的发展，且稳定性、可靠性完全可以满足常规的使用要求。

在未来，5G技术将朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化方向发展。移动数据流量呈现爆炸式的增长，成为5G网络的核心技术之一，也成为未来5G网络提高数据流量的关键性技术

[1]。

（二）5G关键技术

1、智能化技术

智能化这是5G技术的未来发展趋势，我国目前智能化研究已经处于世界第一梯队，而且互联网技术的发展已经可以实现局部的物联网，越来越多的智能产品进入了人们的生活以及工作中。以5G技术为应用基础的云平台，其可以实现多种智能产品的相互联系，并且以此为基础形成一个大的数据库，然后在这个数据库会被大数据技术进行整理和分析，在这个过程中5G技术的服务水平将会提高，其服务的质量也会相应提高，进而扩大5G的应用场景，甚至可以进行定制化的个性服务。

2、多天线传输技术

这项技术我国目前还处于初步的发展阶段，还没有得到进一步的完善，但是这个技术也是5G通信技术的一个关键技术，其可以通过应用天线来提升网络频谱的利用效率，这可以大大减少通信的成本，这对于提高5G通信的应用范围以及效果具有重要的意义。此外，这项技术可以扩大通信网络的覆盖范围，也就是说在同一个范围内，可以布置更少的通信基站，这可以大大减少运营商的成本，进而从侧面减少了通信网络的使用成本，使得5G技术能被广泛应用，并且被所有人接受。

3、同时同频双全工技术

传输效果决定了通信技术的应用，目前通信都是用的是电磁波，其传输的效果很容易受到外界环境的影响。5G技术使用了同时同频的双全工技术，这可以很大程度的减少环境因素对于通信稳定性的影响，进而提高信息传输的稳定性，保证了用户的使用质量。这项技术其主要应用了接受同频信号时消除发射机干扰信号的原理，进而提高了信息频谱的效率。随着技术的进步以及5G技术的应用，该技术逐渐成熟，能够有效保障通讯的稳定性与可靠性。

4、新型网络构架技术

随着社会的发展，通信业务也在不断发生着变化，新业务不断出现使得业务的有效整合就成为一个比较困难的问题。而目前唯一能解决这个问题的就是自组织网络，自主组织网络可以实现网络虚拟化，进而促进业务的有效整合。而自组织网络技术和5G技术结合之后会提高通信技术的互动功能，这种新型网络架构技术使得信息储存平台更加稳定，并且通信的质量更好。尤其是对于无线网络，利用其云端的优势，将数据以及峰值的速率结合起来，这可以清晰明白地凸显出通信技术的优势，而且也提高了应用的质量。

二、5G技术在智慧能源行业的应用探讨

（一）应用需求分析

智慧能源以需求牵引、数字赋能、协同高效、融合创新的发展原则[2]。探索能源新型基础设施共建共享，推进能源用量大数据监测预警和综合能源信息化服务平台体系建设，提高基础资源综合利用效率，降低建设和运营成本。

（二）应用技术要求

5G技术我国是处于领先地位的，对于我国网络安全性的保障具有非常重要的意义。目前我国已经建成了数据通量达到35kV以上的主干通行网络，但是面对庞大的数据交流，这个主干光纤网络的传输速度在有时也会降低。但是利用5G技术可以将整个骨干通行网络的数据通行进行合理的分配，进而达到保障数据通信没有延迟的要求，实现电信网络的灵活接入。

结论：总而言之，智慧化是能源综合服务商发展的重要方向，5G技术中的很多技术是智慧能源发展的基础技术，其促进了智慧能源的发展。

参考文献：

[1]杨俊杰,庞伟佳,何林海,等.5G网络及其关键技术研究[J].中国无线电,2020(07):63-66.

[2]陶佳,丁腾波,宁康红,等.智慧能源战略框架及全过程实施方案[J].发电技术,2018,39(02):129-134.