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走近5G云游戲標準制定——握住互聯網世界看不見的手

LiveVideoStack ? 來源:LiveVideoStack ? 作者:Coco Liang ? 2020-08-11 09:48 ? 次閱讀

編者按:互聯網公司和華爾街一樣,喜歡拿新鮮的名詞唬人。又因為科技領域互聯互通的特性,許多現有名詞也可以拿來隨意排列組合。所以,當“未來網絡實驗室”、“5G云游戲標準”、“應用驅動5G演進”等等一系列詞組一起出現時,抗拒的心理多少還是有一點。 之后做采訪大綱時,包括在采訪過程中,也都抱著必須把這些“看上去愿景美好,實則不知所云”的大詞兒一點點拆解開來的心情。但現在回過頭來看,反倒是自己先入為主了。帶著預設采訪別人并不專業,但拋開所有偏見也就丟失了交流的趣味。 所以這一次,我們想盡量還原所有采訪細節。你將看到受訪者的專業與謹慎,以及采訪者的生澀和固執。 但在進入正文之前,你或許想先了解以下幾個概念:

“2019年6月,在美國洛杉磯舉行的3GPP SA全會上,騰訊牽頭的5G云游戲相關標準(5G- AIS)獲得正式批準。5G-AIS項目的主要目標是為5G云游戲等需要嚴格時延保證和交互性的業務提供更好的網絡架構支持,為云游戲用戶性能和極致體驗提供針對性支持。”

序和所有做標準的專家一樣,雷藝學對待專業的態度認真嚴謹,心里有自己的一套標尺,且近乎不可撼動。這增加了采訪的難度,但也使得原本枯燥的技術問答多了幾尺人性的深度。 雷藝學主要負責國際標準的制定,本次采訪自然難以涉及業務和市場相關的內容,因此,在采訪最開始,他就以一句“每個研究人員都有自己的工作范圍”,禮貌而清晰地劃定了采訪問題的楚河漢界。

Chapter 1. 概念拆解

LiveVideoStack:騰訊建立的5G“實驗網”是什么概念?雷藝學:是我們實驗室用最新的5G設備搭建的端到端的5G環境,在深圳那邊。 LiveVideoStack:“應用驅動5G網絡演進”中的應用具體指什么?雷藝學:你說的這個應用驅動標準應該是騰訊參加5G標準的時候,我們實驗室討論的一個愿景,意思就是5G標準的制定應該從應用的需求出發(包括C端和B端的應用)。任何一個移動通信系統標準,包括4G、5G在內,都把最終的成功落地部署以及能否受到用戶的認可作為目標。只有這樣,標準將來才可以更好地支持各種各樣的應用。 這個應用也不僅僅局限于咱們今天討論的云游戲,它包括任何一種應用:車聯網的應用、工業互聯網的應用等等都涵蓋其中。 5G標準和4G標準不一樣, 4G是以人為中心的,4G后期則轉向以物為中心,到5G的時候,許多場景,比如工業控制場景,都不會再只有人的參與,還包括物,即機器。再比如自動駕駛,將來也是沒有司機的,這種情況下5G會為汽車這種終端提供連接。 在4G的時候,我們玩的一些棋牌類游戲對網絡要求不是很高;但是實時游戲特別是咱們把視頻、圖片分辨率、幀率提高的時候,對網絡的要求就越來越高。 這種情況下應該如何提升網絡才能更好地支持游戲應用?這就回到你剛才問的——什么是應用驅動網絡——簡單來講,就是網絡或者標準依照應用的需求,從需求出發做架構和協議設計,包括具體方案的制定,就是這么一個意思。 LiveVideoStack:如果反過來講,應用會吃掉更好的網絡條件,就像軟件會吃掉不斷升級的CPU一樣。那么標準也會被吃掉嗎?雷藝學:你剛才用了一個詞很形象,叫“吃掉”。我理解,在標準進入部署后的商用階段,大家非常樂于見到各種應用的繁榮,愿意見到更多的用戶和更多的流量跑到網絡上來。這就相當于我們建起一個網絡并且希望它能承載更多的任務,因為這些任務來了之后,網絡才能被更充實得利用起來。 所以,應用要“吃掉”網絡的流量,其實并不可怕,反而是大家求之不得的事情。比如人們都很喜歡看視頻、玩游戲,每月5G、10G、30G的套餐都不夠,其實這是業界非常期待的事情。因為只有用戶喜歡用5G網絡,各種各樣的應用才能更加繁榮。 業界制定一代通信系統的標準時,都是有技術指標即KPI的。最早的時候我們用移動網絡支持話音業務,可能會算一下用什么樣的語音編解碼方式、會產生多高的帶寬等等,比如14.4K、9.6K,當時都是非常窄帶的方式。到了3G、4G,可能用戶體驗的速率要達到幾兆以上才能用得上視頻通話。到了5G也是一樣,但5G的KPI可能不僅僅局限于一個帶寬了。 我們將對它的延遲有要求。比如,當用戶在5G網絡上玩游戲,用手柄、傳感器做了一個動作,這個動作就要非常快得傳輸到服務器端,服務器做處理,然后再到用戶的UI上進行顯示,時間是非常短的。特別是考慮到AR/VR業務的時候,轉一圈的延遲都要控制在幾十毫秒以內,這對整個底層網絡提出了非常高的要求。 用戶角度只看到了終端,但其實這是一整個系統。比如說你的手機要接入5G網絡,而網絡還有無線接入網和核心網,另外在這個網絡之上還有數據中心里的服務器,這是一個完整的系統。 我講的是基于網絡游戲,而非單機版。應用和網絡是非常相關的,而且網絡是由不同部分組成的,這里面必須有標準,有了標準兩者才能互通。

Chapter 2. 更高級的玩法

LiveVideoStack:為什么騰訊想要參與制定這樣一個國際化的標準?雷藝學:4G為什么這么成功?我覺得很大的一個原因是有全球標準化做基礎。因為當一個標準化的東西做好之后,全球的廠家、供應商都可以基于標準提供產品,這就使得這個系統的每一個環節都有許多供應商。 另外,統一的國際標準能夠形成強大的生態。比如說4G網絡的生態里就有運營商、設備廠商、互聯網廠商,還包括很多APP開發者、多媒體從業者等等,只有在這樣一個全球統一的標準里才能使得這么多廠家的方案、產品能夠融入到一個生態里;如果沒有這樣一個標準,大家互相割裂,就不可能有現在這么繁榮的業態。還有一點就是,國際標準意味著現在的許多很多行業都在走向國際化。 2018年開始,我們就參與了5G云游戲相關國際標準的制定。標準的制定將能更好地保證整個5G系統為云游戲業務部署提供標準上的支持,滿足云游戲對網絡延遲,帶寬以及速率的需求。 同時,5G云游戲標準的制定,可以防止產業碎片化,為行業的發展提供技術底座。LiveVideoStack:騰訊參與標準制定的過程中會考慮到自己將來的發力點嗎?雷藝學:是這樣的,從標準制定的方式來說,無論是美國、歐洲還是中國的企業,大家趨于一種標準的時候都會有一定的目標場景,比如推動車聯網標準制定就考慮智能汽車的場景和需求,推云化多媒體業務包括云游戲標準肯定也是有一定場景預設的,那么我們當然希望最終的標準能夠適合這種場景和應用。 但另外一方面我想說的是,標準是大家一起來制定的東西。什么叫標準?全球3GPP有幾百家廠家,大家都認可的東西才適合寫下來作為標準。標準一方面肯定是由各個公司專門建立的團隊,包括標準的代表和專家去推動、去寫的。但是另外一個,它其實也是一件有利于全人類的事情,因為它基于大家的共識。如果說只是利于少量廠家的意愿的話,那不能成為一種國際統一的標準。 而我們團隊做的工作做是全球統一的5G標準,因為這樣的標準不會局限于任何一種應用,它的好處也不止局限在某一個國家和地區。 LiveVideoStack:那么參與到這個生態當中的各個平臺、廠家都有機會參與到標準的制定當中嗎?雷藝學:業內有一句行話叫“一流的企業做標準,二流的企業做品牌,三流的企業做產品”。因為制定標準是一個比較高級的玩法,是要更好、更主動地推動甚至是主導一個產業、一個領域。 在4G、5G領域,咱們國家也有很多的公司都在參與。最早是運營商、設備商參加的比較多,到后面終端手機廠家也越來越多的參與進來。這幾年因為5G從to C走向to B,應很多垂直行業的需求,很多互聯網公司也在參與,全球都是這么一個趨勢。 LiveVideoStack:所以現在參與云游戲標準制定的除了騰訊還有誰呢?雷藝學:挺多的,我們推這個標準的時候,咱們國內的四大運營商(包括廣電)都是很支持我們的,包括手機廠商,大家配合推動。國外也有挺多運營商、設備商,總共有四十幾家廠商都非常支持我們的標準訴求。

Chapter 3. 享受過程

LiveVideoStack:目前騰訊和國際化組織的對接或者是合作進展得如何呢?雷藝學:5G標準組織即3GPP已經存在二十多年了,是從2G成立的,中國的CCSA是發起成立3GPP的地區性組織之一。3GPP的5G標準會面向很多場景,云游戲是其中的一個。但整個3GPP不是只做云游戲一件標準,它做的是5G標準的需求、架構、協議,是一個非常全面的組織。 在這里面,我們團隊的工作是推動5G網絡能夠更好地支持實時性、交互性很強的業務,包括云游戲在內。 5G的主要標準還是在3GPP做的,其它也有一些組織“宣稱”在做,但是做的最多的、最實實在在的、對全球產業影響最大的還是在3GPP。 5G是一個端到端的系統,從服務器到核心網、無線接入網,再到手機,從底層的物理層到層外、甚至到應用層都有。3GPP分SA、RAN和CT等工作組。負責需求的SA1是討論需求的,我們參加了需求組的討論,推動云游戲的需求。 需求定了以后就會制定架構,架構組SA2也是我們團隊重點參與的組。我們在架構組2019年統計的國際標準提案的提交數和通過數中,全球公司排名前十左右。這里面包含了所有的國內外的電信廠家以及IT領域的所有廠家,在互聯網公司里騰訊的文稿提交數和通過數處于第一位。 另外,像多媒體編解碼(我們團隊也參與了多媒體傳輸的一些標準),這是3GPP的SA4組。我們團隊除了云游戲標準也做其它標準,包括車聯網、工業互聯網,這都是剛才我提到過的的SA1、SA2、SA4以及SA6組都會涉及。 LiveVideoStack:標準制定過程中的難點具體有哪些?雷藝學:要說難點的話,首先是制定者本身要深刻地了解一個國際標準制定的規則,另外是對整個網絡架構和協議要有非常全面和深入的了解。標準這個行業跟別的行業不一樣,像是碼農寫代碼的話,從學校一畢業,到企業里一兩年很快就上手了,但標準這個東西特別強調經驗,特別強調你對以往系統的深刻理解。 因為標準第一強調兼容,比如我們制定的5G標準必須跟4G是兼容的。比如現在,咱們國家開始部署5G網絡,但很多用戶的手機都是4G的,所以我們得保證這種業務的后向兼容。另外,標準涉及非常多的廠家和非常多的參會代表。根據最新的3GPP的統計,目前參與3GPP 5G標準制定的廠商近700多家,每年的參會規模是7000人次左右。 在剛剛結束的SA2 5G架構組的會議,兩周的線上會議期間一個5G架構工作組就有6000多封電子郵件,可以看出全球的5G技術專家和工程師們都是非常勤奮的。雖然有新冠疫情,但是大家工作的情緒高漲。因為涉及的公司很多,大家投入的人力也就非常多,而且在這樣一個標準化的環境里面,跟我們一起進行合作的都是來自全球各地的專家。 另外,不管推什么樣的標準,首先技術上要過硬,就是你的技術方案必須經過嚴密的論證,同時也要做比較多的溝通工作,說到底其實是技術實力的競爭。 一開始咱們講到標準制定是要基于共識的,共識就是能夠跟3GPP里面所有對這個標準感興趣的公司要做大量的溝通,但這是值得的,因為一旦形成共識,我們制定的標準就會被實現在全球統一的5G標準里面。疫情以后,我們的會議都改到線上了,一般工作的高峰時間是晚上11點到12點,因為要考慮歐洲和美國專家一致的時間,所以 11點到1點之間開會變成很正常的事情。 最終大家看到的結果就是因為ICT標準的成功,大家的生活確實因此方便了許多。如果沒有這樣一個統一的標準,我們也很難享受到非常便捷的點餐、叫車和手游等各種隨手可及的便利業務。 所以,雖然很難,但大家樂此不疲,非常享受這樣一個過程,我理解的是,過去的二十多年大家都是這么做過來的。LiveVideoStack:聽上去好辛苦,那現在距離標準最終推出的時間或者草案通過的時間還有多久呢?雷藝學:現在3GPP標準有非常嚴格的時間計劃。因為5G已經經歷了兩版標準:R15和R16。R16剛剛結束,我們目前也在參與R17標準制定。具體的時間不太好說,受疫情影響,電話會議沒有面對面討論的時候效率高,所以略微有一些延遲。但畢竟5G標準涉及到全球5G商用部署,所以會制定一個大家統一協調的時間表。

Chapter 4. 制定標準不是為了給業務打分

LiveVideoStack:您有提到制定標準的人要對整體的格局有一個深刻的理解,能說說您自己對5G云游戲的理解嗎?雷藝學:這個談起來,也是業界的共識。首先是它對實時性、交互性的要求更高了,比如說從用戶端的設備要把一個動作、傳感的數據在毫秒級的時間內傳到服務器端做渲染,然后又要在短時間內把它傳到終端上,它的好處是把渲染的算力以及這些要求很高的任務放在了云端,這樣終端的成本就可以降低了,便于更多的用戶來玩這個游戲。 從5G網絡角度看的話,我們會思考如何為云游戲這個應用上層的業務流提供高質量的傳輸。這個高質量可能就看是什么數據了,如果從用戶端往服務器端經過5G網絡傳數據的話,帶寬不是很高但是延遲要求會很高;如果是服務器渲染完的數據往終端推的話,帶寬可能會比較大,帶寬具體多大也要看玩家的分辨率,包括游戲的幀率等等,這樣可能對5G網絡速率有更高的要求。 咱們一開始也說了,有越來越多的應用需求不是壞事,這樣5G網絡才有用武之地,再加上合理的商業模式, 5G網絡生態就會更加繁榮。 LiveVideoStack:也就是說,其實您對5G云游戲的各方數據是有一個標尺在的。那么在您心里,云游戲端到端的延遲多少毫秒及格、多少毫秒優秀呢?雷藝學:這個問題不是那么簡單就能回答的,因為主要是落在業務側。你衡量延遲時間的同時,還要看它的分辨率、壓縮算法等等,這里面還有很多產品實現上的考量,比如是基于中心云還是邊緣云等等。 你所問的多少分及格的標尺不是我們在做的標準,這個是給業務打分的標準,我們做的是5G網絡的技術標準。LiveVideoStack:所以您是單純從技術角度來看未來5G云游戲會達到一個什么樣的狀態,并以此制定標準?雷藝學:沒錯,我的工作內容是參與國際標準制定,因此我們肯定會從技術角度做一些分析和預判。其實在5G標準制定的時候,不光是我們,還有很多的廠家。從技術角度來看的話,大家都是非常非常看好5G對云游戲的技術支撐的。 你應該也聽過5G最重要的三個關鍵詞:低時延、大帶寬、高可靠。這三個關鍵詞里,我們要找到一個很好的場景把它落下來不是那么容易的。什么叫落下來?就是有哪一個應用能夠真正需要這三個特性中的一部分或者全部呢? 首先,云游戲就是既需要低時延也需要大帶寬。剛剛講了,上行方向傳遞動作、傳感數據的話肯定是需要低時延的,而且丟包率要低,所以也必須是高可靠的。下行時也需要很大的帶寬。從技術角度看,這樣的技術跟5G的主要特征是特別吻合的。 相比其它場景來講的話(這里我說的不是個人觀點),當時我們在國際標準組織討論這個方案的時候,很多國內外的運營商、設備商,大家從技術上都是很看好云游戲的,從標準制定到面向市場的時間范圍來看,幾年后也會商用。

Chapter 5. Fun is where the heart is

LiveVideoStack:您從做技術應用的研究到現在制定標準,思維方式是如何轉換的?雷藝學:我自2007年從北郵博士畢業起,研究和標準制定這兩方面都是兼顧的。不同公司的工作方式不一樣,有的公司有一個專門的團隊只做標準制定,另外一個團隊只做研究。但是我所在的工作環境都是研究和標準同時做的。 研究工作偏后臺,標準偏前臺,更多強調的是有哪些方案需要提到某個國際標準里面去。其實研究和標準是一個相輔相成的關系,我們現在這個團隊在這方面就做得很好。 我們實驗室的研究組和標準組同事在一起工作,研究的產出會作為標準的一部分輸入,而我們參加標準討論之后,也會把其它廠家、專家的一些反饋帶回來。這就形成一個研究和標準互相促進的過程,我自己感覺兩者沒有什么矛盾,是可以比較好的相互促進的。 LiveVideoStack:那么您覺得做標準的樂趣在哪里?雷藝學:首先國際標準和國內標準不一樣,國際標準工作的同事會是不同膚色、不同文化背景的。我理解的標準組織——特別是3GPP——是一個非常非常優秀的組織,它的技術支持是各個公司派來的非常優秀的一批專家。 來自不同公司的一大批技術骨干共同制定一個體系龐大的標準。這些技術控們碰到一起,彼此在技術上會有非常激烈的爭論,但個人之間卻都非常友好,這種技術博弈是非常職業化的,在國際標準組里我覺得也是非常好的一個現象。 另外一點樂趣在于,作為研究人員和標準人員,我們的創新思想或者方案如果能被引入到某一項標準的話,就可以作為4G/5G系統的一個“部件”部署到實際網絡里去,研究人員可以非常自豪地說在4G/5G系統里有一個什么樣的產品,它的哪個環節的方案是我提的,這樣的案例越來越多,其實也是對自己價值的一種認可。 研究和標準工作是可以對公司業務,甚至對整個產業都有所幫助的,這也就對應到你剛才說的樂趣。

Chapter 6. 如何兼容

LiveVideoStack:有一個比較基本的問題,制定標準的依據是什么?雷藝學:首先技術得合理,另外就是廠家會給這個方案一個綜合的評價,比如能帶來的增益以及復雜度等等,兼容性也是其中一個考慮因素,這是ICT系統一個很重要的考量。 LiveVideoStack:您最初提到的兼容是和4G網絡條件兼容,您這次說到的兼容是指什么?雷藝學:比如說你制定5G的時候要跟4G兼容,但是5G本身也有不同的版本,這些版本之間也要互相兼容。也就是說,現在制定R17的時候也得跟R16、R15兼容,因為5G現在已經有三個版本了。 這件事情非常重要,比如說運營商部署了第一版5G之后,用戶就買了初期版本的5G手機,不能因為后期版本的推出這些手機就不能接入了,所以兼容性這個東西是ICT系統一個非常基本的考慮,也是技術方案合理性的綜合考量。 LiveVideoStack:可以具體說一說云游戲的兼容嗎?雷藝學:任何一個方案都有協議層,有傳輸層、網絡層、底層,我們做的國際標準主要還是在網絡架構這個層面,要說兼容的話,我們這個方案可以支持云游戲,其實也可以支持其它的業務。只要是實時性、交互性很強的業務都可以支持,但云游戲是我們很重要的目標應用,目前是沒發現有什么兼容性的問題,它實際上是提供了一個承載上層實時強交互業務的方案,我們肯定會保證不影響已有的用戶和已有的版本。 LiveVideoStack:如何做到不影響呢,比如有哪些具體的考量和措施?雷藝學:首先網絡層的主要任務是建立滿足特定的QoS的數據流,這個流里面會裝入不同的延遲、帶寬、丟包率的訴求,把數據流導進去,這里面有專門針對云游戲用戶傳感器數據的一些QoS流,也有傳輸渲染以后數據的一些帶寬比較高的QoS的數據流,這些都是可以支持的,不會有兼容性的問題存在。

Chapter 7. 迂回前進

LiveVideoStack:您之前說做標準的時候心里會有一個預測,比如丟包率這些,這些預測的大概范圍和數據是可以透露的嗎?雷藝學:這個不是誰心里的預測,這是大家的共識。已經考慮的幀率,高到4K、8K,以及在網絡極限情況下都能承載,但是實際開發中間還是取決于用戶的設備,是手機、平板還是一個大屏,最后的體驗都會有不同。 另外一點是延遲。5G網絡本身就能夠做到低延遲,但是除了5G網絡的延遲之外還有服務器的處理延遲,服務器一般不在5G網絡里面,服務器在5G網絡的邊緣。 我理解開發者關心的是一個用戶感知到的端到端的性能,那個性能涉及到多個環節的優化。從5G網絡的角度來講,我們會盡量把網絡做到最好,給用戶體驗提升提供基本保障。至于其它環節,比如說GPU算力,那是由做開發的專家去努力,大家從不同維度做一些貢獻,最終實現比較好的用戶體驗。 LiveVideoStack:換個說法,您覺得這些技術上的的指標能夠達到您的預期嗎?雷藝學:是這樣的,大家在設定KPI的時候(比如說提供多高的帶寬、多低的時延),一般從技術指標上大家會按照對需求的分析來制定,不同的應用是完全不一樣的,很難一概而論。 可能是那些對延遲要求稍微低一些的應用可以先落地,至于延遲特別高的,這就不是只靠制定標準,還要看廠家依據標準做出來的設備性能如何,是不是達到了當初的需求。一般來說都是沒問題的,都會有設備的測試,全程全網的方案優化才能最終把比較好的體驗提供給用戶。 LiveVideoStack:如果制定標準的時候要考慮市場的反應和回饋,要如何確保從純技術的角度去制定這個標準呢?雷藝學:我理解在標準制定的過程中,參與的研究人員和專家不是直接看市場,5G的需求標準從scenario和Use case開始,從不同的scenario和Use case來總結一些需求,作為標準制定的依據。 我理解在梳理這些scenario的時候,大家是會考慮到場景目前需求的迫切程度,如果有的話大概是在什么時間窗,比如說兩三年或者三五年內有需求的場景都會考慮進來。所謂需求,可以理解為功能需求,或者性能需求,如丟包率、延遲、帶寬率等等,是這樣一個邏輯。 在這個標準確定了以后,大家在參與的時候會依據這個技術特性的重要性決定資源投入,會出現比較熱門的類項投入的工程師比較多的情況,這個很正常,就好比你在產品領域,某個產品看起來市場前景特別好大家會投入更多的研發資源,都是類似的。

終章

“邊界感”幾乎成為這場采訪的主旋律。雷藝學對于本職工作的認知與歸類及其細致嚴苛,對提綱之外的隨機問題也可以迅速辨識。溫和平緩的語氣背后,他總能夠精準表達自己的觀點,并指出問題描述的模糊之處。技術人的臨場反應得體又可怕。

回歸采訪主題本身,當我們討論標準的時候,我們究竟在討論什么?或許就像雷藝學在采訪中說的一樣,這需要對5G、對云游戲,甚至對整個移動互聯網和流媒體應用的深刻理解與經年累月的實戰經驗,否則開口含糊,下筆露怯(是我)。

互聯網世界日新月異,新詞雖新卻不空不大,每一次的排列組合或許就預示著又一個無限可能的未來……

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原文標題:走近5G云游戲標準制定——握住互聯網世界看不見的手

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