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5G被認為是萬物互聯的開始。第五代通信技術將不僅僅帶來網速的提高(eMBB)，更意味著可靠的低延時(uRLLC)海量物聯網(mMTC)。
本期的智能內參，我們推薦來自埃森哲的5G智慧城市趨勢報告，從經濟效益和應用規模的角度介紹基於第五代通信技術的智慧城市解決方案，包括智能電網、智慧交通和智能安防。
以下為筆者整理呈現的幹貨：
▲5G與智慧城市將造福所有社區類型
相比於以前的通信技術，5G所需的基礎模塊將更(以前的大概需要250英尺高的信號發射塔)小( small-cell sites)，佈局更密(大概是3、4G的10到100倍)，以支持更全面、更穩定、更高效的網絡連接。因此，5G的基建部署不僅需要運營商的投資，還需要政府提供鼓勵措施予以支持，規劃部署，改變收費結構。
作為下一代通信技術，5G龐大的高速無線網絡提供瞭(美國)智慧城市解決方案，可以應用於車聯網(智能城市交通)和智能電網管理，帶來1600億美元規模的成本節約和相關收益，顯著改善資源利用率，減少交通時間，提供更全面的高速寬帶覆蓋(目前沒有高速寬帶的美國人近5%)以支持遠程辦公、在線學習和技術認證等，以幫助各類社區發揮杠桿作用，確保政府、企業競爭力。
▲5G經濟效益
為此，電信行業/運營商將從2017年開始，投入2750億美元資金。其中，930億美元用於基建，剩下的用於網絡設備、工程、美國商標註冊推薦規劃等。除瞭這些直接收益，部署5G的過程中，也將創造300萬個工作崗位，為美國提供5000億美元的GDP增長。
▲5G可能帶來的就業機會
其中，220萬個工作崗位來自(7年間)基建部署過程產生的5萬新的建築工種(每年12萬就業機會)，對應4200億美元GDP;87萬工作崗位來自於更廣的高速寬帶對於工作(遠程辦公)、就業培訓方式(在線學習課程、技能認證/證書)的支持帶來的勞動力競爭優化，對應約900億美元GDP。對於大型社區，如芝加哥，我們可以創造9萬就業崗位;對於人口較少的中小城市(3到10萬)，新增就業崗位月300到1000個;預計整個加州新增11000個就業機會，受影響的相關長期工作崗位有375000個。
▲5G滿足瞭智慧城市對通信的要求
除瞭上述社會效益，5G還能直接推動智慧城市建設進程，上至街燈下至下水道，5G意味著更快的應用程序響應和更廣的設備連接，用例包括車聯網、自來水管自動檢漏傳感器等。本報告接下來將截取能源、交通和公共安全三個領域的5G智慧城市用例進行詳細說明。
智能電網
▲智能電網為查特怒加市節省瞭140萬美元
基於5G的智慧城市重要解決方案之一就是智能電網(Smart Grid)，預計未來20年相關整體效益達2萬億美元。
智能電網是電力傳輸網絡系統，又稱電網2.0，體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點，可以幫助更好的檢測能源消耗，預測應用需求，支持負載平衡，減少用電高峰和停電、維修時間，從而降低能源成本，提高能源輸送和使用效率，增強電網運行的安全性、可靠性和靈活性，實現電網與用戶的雙向互動。
通過安裝智能電網，查特怒加市(美國田納西州東南部城市)在一場嚴重風暴中減少瞭50%的停機時間，節省瞭140萬美元的風暴中的運營成本。根據派克調查機構的最新報告，智能電網技術市場將從2012年的330億美元增長到2020年的730億美元，8年間，市場累積達到4940億美元。
更具象的能源用例還有智能照明，即根據路段有無行人、車輛自動調光的照明系統，既能節約能源，又能保護社區安全，結合空氣質量檢測設備還能節約設備運營、維護成本。目前，聖地亞哥和巴塞羅那已經采用智能照明系統。因為這些路燈，聖地亞哥每年省瞭190萬美元，預計該系統有潛力每年為全美節約10億美元。
智慧交通
▲5G V2V有望減少25%的油耗
基於5G的智慧交通系統將更為聯動，可以提高社區交通效率，減少堵塞的發生。
對於公共交通，5G可以幫助減少乘客等待時間，優化公交車庫存，提供實時更新的乘客信息、車輛信息，甚至支持動態公交路線;
車輛、路燈等設備的信息互通還能幫助智能泊車，避免停車位的擁堵和閑置，提高27%的停車收入;
此外，5G智慧交通將幫助實現車型分類，根據路段運載能力安排車輛形式路線，支持智能交通管理，每年為中型城市的司機和相關人員節省約1億美元，減少40%的交通阻塞事件，從而帶來額外的生產力，改善居民生活質量。
智能安防
▲5G實時監控幫助警察和民眾提高危機反應時間
公共安全是智慧城市很重要的一個環節，其背後的創新驅動力在於可控的廣泛的無線連接。
目前，芝加哥正在利用基於4G的實時監控視頻，幫助急救人員在到達場景之前進行狀況評估。而基於5G的智慧城市安防系統，將不僅提供高清、實時的視頻信息，甚至還可以實現自動的面部識別(針對罪犯和失蹤人員)。
舊金山也運用無線傳感器，生成詳細的實時的火器/槍支探測，一旦發現有人使用槍支，傳感器可以對其進行三角定位，有時甚至能識別強制型號，並將信息發送給警局，從而加快響應時間和部署時間，最終減少瞭部署該系統的社區近50%的槍支犯罪事件。
此外，還有很多社區運用無線傳感器進行氣象系統部署，發出氣候預警，在龍卷風、洪水等氣候事件中為司機提供路線導航，避免極端氣候造成的死亡。
5G發展的利與難
▲5G“基建”模塊部署示意
如上所述，面向智慧城市的5G網絡是連接整個城市系統無線傳感器的網絡，因此比之4G需要更高密度美國商標申請費用的基建佈局。有幸的是，目前的5G技術支持小單元基建，不用辛苦搭高塔瞭。5G“基建”模塊將被密集的放置在路燈、建築物的側面、電線桿等地方，實現全面覆蓋。
這種基於中央調度(升級現有的4G信號塔)的廣美國商標申請泛的分佈式“基建”模塊部署有利於實現更快、更多數據、覆蓋更廣的可擴展的信息傳輸，避免因為一個模塊的故障而造成的通訊中斷，同時滿足專業化和多樣化的用戶需求，確保最優的應用程序服務質量(如道路-V2V、社區-槍支監測等)。
雖然有點多多，部署起來卻要面對以下三方面挑戰：當地法規、公共權力、成本結構。
目前，(美國)地區對於5G“基建”模塊的批準程序大概耗時18到24個月(在許多城市，審批周期需要數個獨立的法庭批準)，比得上一個大型發射塔瞭，再想想5G“基建”模塊的佈局密度是4G的100倍(有些城市對基建模塊的審批是一個一個獨立來的)，電信運營商和市政當局可謂壓力山大，心(ha)疼(ha)老(ha)美(ha)。
公共權利方面，運營商在部署5G基建模塊的時候需要找一個有數據庫權利的合作夥伴，以及操作管理員。換言之，5G涉及的利益方太多，對應瞭太多的授權和審批，不利於便捷快速的站點訪問/智慧城市服務。為此，聯邦通信委員會(FCC)正在針對個體案例促進當地公共事業單位和企業之間的合作。
再來看成本結構，包括部署基建模塊的費用和其他的收購費用(包括租金) ，這個肯定不能一個一個模塊獨立來，但5G卻還要求高容量光纖、新頻譜等，以此造成的投資回報擔憂(運營商成本考量)可能導致5G部署進程的減慢，影響社區競爭力和經濟發展。
因此，如何協調利益方，優化成本結構，促進釋放經濟效益成為5G部署的關鍵考量。
埃森哲建議，市政當局應簡化批準過程，節約部署的時間成本，並利用街燈和其他街道設施允許資源的重復應用，對基建模塊進行批量審批;同時，社區不應僅從付費服務考量成本收益，還應考慮新型城市網絡帶來的就業機會和經濟競爭力(聯通城市和鄉鎮)，以及對公民生活的改善，鼓勵運營商部署5G，並針對基於街道設施的5G基建創造簡單的管理方式，減少不必要的文書工作，優化管理費用。
筆者認為，5G的本質是更廣、更快、更強的基於無線傳感器的信息技術，指向瞭更高效、更及時的資源利用，為智慧城市的電網/能源、交通、安防等方面提供瞭直接的解決方案，從而帶來多方面的社會效益和經濟效益。在基建部署方面，基於大型信號塔結合分佈式小型高密度基建模塊的方案比較成熟，滿足瞭廣覆蓋、快響應的專業化並且多樣化的需求。而埃森哲指出的基建三難對於我們(工業和信息化部、國傢發展和改革委員會、科學技術部牽頭，中國移動、中國聯通、華為、大唐電信、中興等通訊龍頭聯合成立的IMT-2020(5G)推進組)而言，不存在的(手動笑臉)。
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責任編輯：王曉宇
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