模块九模块九 新一代信息技术新一代信息技术单元9.2 技术特点和典型应用1.理解新一代信息技术及其主要代表技术的基本概念；2.了解新一代信息技术各主要代表技术的技术特点。知识目标1.能分析实际生活中的典型应用案例所运用的新一代信息技术，并能描述其作用；2.能列举出新一代信息技术与制造业等产业融合发展的典型案例。技能目标1.具备较强的信息技术核心素养；2.具备获取信息技术新知识、新技术的能力。素质目标目 录ONTENTSONTENTS01 导入案例03知识和技能05练习与提高04案例实现02技术分析导入案例：世界首例导入案例：世界首例 5G 5G 远程外科手术远程外科手术动物实验成功实施动物实验成功实施2019 年 1 月，华为联合中国联通福建省分公司、福建医科大学孟超肝胆医院、苏州康多机器人有限公司在福建中国联通东南研究院实施世界首例世界首例 5G 5G 远程外科手术动物实验远程外科手术动物实验。导入案例：世界首例导入案例：世界首例 5G 5G 远程外科手术远程外科手术动物实验成功实施动物实验成功实施中国人民解放军总医院肝胆胰肿瘤外科主任刘荣现现场场操操控控手手术术机机器器人人系系统统的的机机械械臂臂，通通过过 5G 5G 技技术术实实时时传传输输手手术术操操作作信信号号，远远程程控控制制手手术术钳钳和和电电刀刀，为远在福建医科大学孟超肝胆医院内的实验动物进行远程肝小叶切除手术远程肝小叶切除手术。手手术术全全程程用用时时约约 60 60 minmin，操操作作延延迟迟极极低低。术后实验动物的生命体征平稳。主刀医生刘荣感叹道：“基于 5G 网络的操控和高清视频，已经达到光纤专线一致的体验。”技技 术术 分分 析析4G网络容易出现手术视频卡顿和远程控制延迟等明显的问题，因而会增加出错的风险。5G网络具有高可靠、大带宽、超低延时、大连接等特点，可解决网络延时问题，从而可以有效避免医疗事故。4G4G网络网络5G5G网络网络知识与技能知识与技能俗话说“4G 4G 改改变变生生活活，5G 5G 改改变变社社会会”。目前，移动网络已融入社会生活的方方面面，深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。5G 作为新一代移动通信技术，不仅大幅提升了移动互联网业务能力，还解解决决了了人人与与物物、物物与与物物之之间间的的通信问题通信问题，成为了人、机、物互联的网络基础设施。5G 将打破人与人、人与物、物与物之间原有的互联互通界限，让所有的人和物都有机会存在于一个有有机的数字生态系统机的数字生态系统中。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用知识与技能知识与技能5G 5G 将将开开启启一一个个万万物物互互联联的的数数字字化化时时代代。5G 5G 超超高高速速上上网网和和万万物物互互联联将将产产生生呈呈指指数数级级上上升升的的海海量量数数据据。这些数据通过云计算、大数据、人工智能等新兴技术进行分析和处理后，可可以以产产出出最最大大化化的的经经济济价价值值和和社社会会价价值值，进而为未来的社会经济和人们生活带来革命性的影响。随着技术的不断更新，5G 将渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数数字字化化、网网络络化化、智能化智能化转型的关键新型基础设施关键新型基础设施。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（一）（一）5G 5G 关键技术关键技术5G 的网络结构、网络能力和要求都与过去有很大不同，它是整合了多种关键技术于一身的、真正意义上的融合网络。1.1.超密集异构网络超密集异构网络5G 网络每每平平方方公公里里可以支支持持百百万万级级别别的的设设备备接接入入，5G 网络需要的基站规模更为庞大，必必须须密密集集部部署署海海量量基基站站，以支持每平方公里百万级别的设备接入。超密集异构网络予以大大提高系统容量，具有更好的频谱利用率和服务质量，成为未来5G 网络提高数据流量的关键技术。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（一）（一）5G 5G 关键技术关键技术2.2.自组织网络自组织网络自组织网络指可自自动动协协调调相邻小区、自自动动配配置置和自自优化优化的网络，以减少减少网络干扰，提升提升网络运行效率。3.3.网络切片网络切片网络切片就是把运营商的物理网络切分成多个虚拟网络，可根据用户服务需求以及时延、带宽、安全性、可靠性等指标来划分成不同的网络，以适应不同的应用场景。通通过过网网络络切切片片技技术术在在一一个个独独立立的的物物理理网网络络上上切切分分出出多多个个虚虚拟拟网网络络，可避免为每一个服务建设一个专用的物理网络，可大大节省部署成本。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（一）（一）5G 5G 关键技术关键技术4.4.内容分发网络内容分发网络内容分发网络系统将充分考虑各网络节点负载状况、连接状态、用户距离等因素，将将内内容容分分发发到到距距离离用用户户较较近近的的代代理理服服务务器器中中，使使用用户户可可以以就就近近获获取取所所需需内内容容，避免网络拥堵，提高用户需求响应速度。5.5.设备到设备通信设备到设备通信设备到设备通信是指数数据据传传输输不不通通过过基基站站，而是允允许许一个移动终端设备与另一个移动终端设备直直接接通通信信。设备间通信可以提升系统性能，减轻基站压力，增强用户体验，提高频谱利用率。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（一）（一）5G 5G 关键技术关键技术6.6.多接入边缘计算多接入边缘计算多多接接入入边边缘缘计计算算，有时也被称作移移动动边边缘缘计计算算，是基于 5G 演进的架构，并将移移动动接接入入网网与与互互联联网网业业务务深深度度融融合合的的一一种种技技术术。目前，MEC 的商用价值不可估量，在智能制造、智能医院等专网建设时应用比较广泛。7.7.软件定义网络软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork，SDNSDN）软件定义网络是一种新新型型网网络络创创新新架架构构，是是网网络络虚虚拟拟化化的的一一种种实实现现方方式式，通通过过将将网网络络设设备备的的控控制制面面与与数数据据面面分分离离开开来来，以以实实现现网网络络流流量量的的灵灵活活控控制制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供良好平台。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（一）（一）5G 5G 关键技术关键技术8.8.网络功能虚拟化网络功能虚拟化网网络络功功能能虚虚拟拟化化就是通通过过 IT IT 虚虚拟拟化化技技术术将将网网络络功功能能软软件件化化，并运行于通用硬件设备之上，以替代传统专用网络硬件设备。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（二）（二）5G 5G 技术的特点技术的特点5G5G技术技术特点特点5G 速度大幅地提升，能满足大数据量传输，并解决 4K、8K 视频流畅实时播放的问题。网络延迟大幅降低，其时延低至 1 ms。低时延低时延5G 采取了混合自动重传请求技术（HARQ）来提高系统的传输效率，并确保系统的高可靠性。高可靠性高可靠性5G 将逐步建立微基站，为网络的广泛覆盖和纵深覆盖提供实现可能。广覆盖性广覆盖性5G 网络功耗较低，主要采用了 eTMC 技术和 NB-IoT 技术来降低功耗。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（三）（三）5G 5G 应用场景应用场景2015 年 9 月国际电信联盟（international telecommunication union，ITU）正式确认了 5G 的三大类应用场景，分别是增增强强型型移移动动宽宽带带（eMBBeMBB）、超超高高可可靠靠低时延通信（低时延通信（uRLLC uRLLC）和海量机器类通信（海量机器类通信（mMTC mMTC）。1.1.增增强强型型移移动动宽宽带带（enhance mobile broadband，eMBBeMBB）增强型移动宽带是移移动动宽宽带带（移移动动上上网网）的的升升级级版版，主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为为移移动动互互联联网网用用户户提提供供更更加加极极致致的的应应用用体体验验，主要包括基于 4K/8K 超高清视频、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等方面的应用。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（三）（三）5G 5G 应用场景应用场景2.2.超超高高可可靠靠低低时时延延通通信信（ultra reliable&low latency communication，uRLLCuRLLC）超高可靠低时延通信主要面向自自动动驾驾驶驶、工工业业互互联联网网、远远程程医医疗疗、无无人人机机等垂直行业应用需求。在这类场景下，对网络的时延和可靠性都有极高要求对网络的时延和可靠性都有极高要求。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（三）（三）5G 5G 应用场景应用场景3.3.海海 量量 机机 器器 类类 通通 信信（massive machine type communication，mMTCmMTC）海量机器类通信主要面向智智能能家家居居、智智慧慧城城市市、智智能能车车联联、环环境境监监测测、森森林林防防火火等以传感和数据采集为目标的应用场景。在这类场景下，可承载大大规规模模、高高密密度度的物联网业务，每平方公里每平方公里支持上百万个设备上百万个设备连接。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用随着 5G 网络在全球的部署和运用，5G 的行业应用远景将会越来越清晰。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用1.5G 1.5G 与智慧医疗与智慧医疗5G 作为新一代移动通信技术，将在未来的医疗领域成为医医疗疗模模式式转转型型的的关关键键。5G 可以大大提高医疗数据的传输效率，以较低延时保证医疗反馈信息和警报的及时传递。通过 5G5G与与人人工工智智能能、云云计计算算、AR AR 等等新新兴兴技技术术相相互互融融合合，可以开展形式多样的“5G“5G+远远程程医医疗疗”应应用用，如远程线上医疗诊断、远程外科手术、5G 应急救援、移动医疗健康监测、5G 成像体温自动测量等。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用1.5G 1.5G 与智慧医疗与智慧医疗2019 年 5 月由四川移动联合中移（成都）产业研究院、四川省人民医院共同研发的全全国国首首个个 5G 5G 应应急急救救援援系系统统在四川省人民医院急救中心投入使用。以 5G 急救车为基础，配合高高清清屏屏幕幕、AR AR 眼眼镜镜、全全景景摄摄像像头头等设备，打造全方位医疗急救体系，助力生命跑赢时间。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用1.5G 1.5G 与智慧医疗与智慧医疗2020 年初新冠疫情暴发期间，5G 5G 热热成成像像测测温温、5G 5G 智智能能医医护护机机器器人人、5G 5G 远远程程会会诊诊等“5G+医疗健康”应用也被迅速投入到抗疫阻击战中，已初显 5G 价值。5G、大数据与人工智能等技术的进步也将智智能能自自动动化化体温监测体温监测推向了一个新高度。一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用1.5G 1.5G 与智慧医疗与智慧医疗2020 年 2 月全全国国首首个个测测温温 5G 5G 警警用用巡巡逻逻机机器器人人在广州黄埔诞生，可实现红红外外线线 5 5 米米以以内内快快速速测测量量体体温温，并识识别别过过往往人人员员是是否否戴戴口口罩罩等功能。它搭载了 5 个高清摄像头，可以全景无死角巡逻。全国首个测温 5G 警用巡逻机器人一、一、5G 5G 技术及应用技术及应用（四）（四）5G 5G 典型应用典型应用2.5G 2.5G 与无人机与无人机无人机作为一种新型科技产品，在我们生活中的用途越来越多，从最开始娱娱乐乐性性的的飞飞行行表表演演到航航拍拍、野野外外科科学学勘勘测测、农农业业、巡巡检检、安安防防、物物流流等多个领域都可以看见无人机的身影。无人机隧道测绘作业 无人机农业植保作业一、一、5