5G与GIS的未来展望（PPT+讲稿）上篇

本文是2020年ArcGIS开发者大会，6月17日上午主题大会第四场，虾神关于5G与GIS未来之路的演讲讲稿，放出的文字版。

大家好，我是今天上午最后一个，给大家分享的题目是《5G与GIS未来之路的展望》，从题目来看，给大家分享的内容并非是GIS如何来助力5G建设，也不是GIS最新技术的介绍，而是从一个务虚的角度，当然也可以认为是一个战略畅想的角度，带着大家来畅想一下在5G甚至未来的6G、7G情况下，我们的行业、软件乃至生活会发生什么的变化。总体来说，是希望给大家带来一个思维碰撞的过程，希望借此能够抛砖引玉。

下面进入第一个章节：5G是全球信息与智能时代的制高点

这个标题，可能很多同学都可能觉得不以为然，现在对5G技术的认知，出现了两个极端，一个是“5G无用论”，另外一个就是“5G万能论”，那么到底哪种观点才是正确的呢？

有的同学会问，5G感觉现在还是个概念吧，有没有那么快就会到来？而我们仿佛刚刚进入4G并没有几年。我印象特别深刻的有一件事，就是2012年的时候，我有一次去逛特别大的超市，忘记带钱包了，然后我问收银员，我可否采用手机支付，超市收银员有非常疑惑的口气问我：什么是手机支付？当时她看我的目光，与我看大街上，偷偷拉着我准备卖给我所谓的“二手苹果手机”的骗子的目光一般无二。

但是短短几年，手机支付就变成了标配，以前我们还在感叹出差不用带现金，现在已经变成了我身上带了几百现金，放好几年了没有机会花出去。

这种情况下，除了感慨技术的变化是飞快的以外，更多的是，每一种技术的变化都会给我们带来完全不同的生活方式。

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。所以2019年已经被称为中国的5G元年。而在2020正式被提出的“新基建”这一概念，更是让5G变成最火的风口。

那什么是5G呢？我们这里不做技术型和细节性的说教，首先我们大部分都不是通信专业出来，其次原理也不会影响我们的使用体验，我们先来看看目前社会上对5G的一些错误的看法。

最初是的一种观点，就是认为5G就是4G+1G，正如小岳岳的成名曲里面唱的：啊，五环，你比四环多一环……那么5G就是比4G多了1G，速度更快、流量更多而已；但是作为普通用户的我们，觉得4G好像也够用了啊，无论是玩游戏还是看刷抖音，无论是网络直播还是视频会议，感觉4G的网络已经足够了，还有必要搞什么5G么？

所以就有了一种论调，就是5G的玩家只是运营商和设备商们的狂欢，和普通用户关系不大，我们只需要打着酱油看就行了。

5G到底代表什么呢？。

所谓的5G，并不是一种单纯的技术，更不是一个设备，它是一个简称：即“第五代通信技术”；我们知道，凡是用上了“代”这个词，都有着翻天覆地的变化。比如我们说以蒸汽机为代表的第一代工业革命和以电气化为标准的第二代工业革命。

5G是一个整体体系的大集合，它融合了通信技术，信息技术，制造业、基础建设等等诸多体系的革命性变更，有人会问，你说得这么玄乎，是不是真的啊，5G不就是速度更快的网络么，何至于提升到如此高度。

我给大家打个比喻，比如现在，北京的主路，是双向四车道的，突然有一天，北京宣布，我们发明了一种新技术，可以把北京城市道路可以扩大十倍，到达双向四十车道……不但发明了这种技术，我们还决定在几年内，进行实施，把北京的城市道路都改成双向四十车道。那么大家可以想想，这仅仅是道路的单纯放大么，十倍的道路放大会带来什么？它将影响整个工业体系、城市规划和布局以及社会行为习惯的全面变更。在双向四十车道的道路如何施工、如何管理。道路两边，建筑的布局功能会发生什么变化？城市功能区又将有变化？我们的出行方式会发生什么变化，城市能够容纳人口以及各种自然和社会的承载力都会发生什么样的变化等等，想想都感觉让人很敬畏。而且我们还可以继续延伸思维：在这么宽广的道路上难道跑的还是现在这样的四五米轴距，限乘几十人的公交车么？陆地交通会升级成什么样的模式？所以不仅仅是快一点那么简单。

所以，5G是整个工业系统的革命，是全产业链的革命，也是现在国家重点提到的所谓工业4.0时代的核心和产物。值得庆幸的时候，这个革命将从我们国家开始：因为中国拥有41个工业大类,191个中类,525个小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,从而形成了一个举世无双、行业齐全的工业体系。全部工业门类是什么意思？就是全世界如果就剩下了中国一个国家，我们也有也可以撑起整个人类文明。所以对于我们的对手来说，你能提出标准不可怕，具备技术也不可怕，可怕是不但具备了标准和技术，我们还拥有把这些东西实现的能力。

正如我们前面说过的，5G是第五代通信计算，我们从1G开始看起，发现每次变革，首先是解决上一代技术的痛点，比如1G解决了通信必须是有线而无法移动的问题，2G解决了短报文收发，到了3G时代，手机才真正的有了上网功能，到了4G时代，解决的是网络速度慢的问题，所以在4G时代我们可以在网络上收发短视频，开网络会议，以及移动支付等等功能。可见，每一代通信技术的发展，实际上都在解决上一代所遗留下来的一些痛点和问题。

那么5G，解决是4G时代的什么问题？我们来看看4G时代通信的几大痛点。

首先第一条，就是通信时延的问题。根据移动的统计数据，移动4G的平均时延是90ms（毫秒），有的同学可能不知道90毫秒代表什么意思，人类从头脑下达命令到执行，只需要千分之一秒，也就是1毫秒，如果膝跳反射这种，可能只需要几千分之一秒，那么90毫秒玩游戏可能无感，但是如果要从事一些更精密的工作，比如自动驾驶，比如远程手术，这个延时是完全不能接受的。

另外，我们觉得4G够用的感觉，是因为我们在4G网速之下，对于下载数据已经比较满意了，但是4G的网络原理与ADSL是意义，也就是上下行速度是不一样的，4G的下行速度可以到达30-50兆波特，而上行的速度只有下行的五分之一，这样带来的问题就是，想进行高清直播一类应用的时候，现场拍下来的高清视频，无法实时推送和传输，所以我们在看直播的时候，总会有一定的卡顿和延时。

4G的问题，还诸如范围密度不足的问题，每平方公里4G网络能够连接的终端不过十万这个级别，如果只是手机用户，那自然是绰绰有余，但是如果要连接是物联网的传感器，就远远不够了。

当然还有些其他的问题，比如流量密度不够，移动性比较差等等。

其实如果要在移动网络上实现物联网应用，最最严重的问题，就是4G网络，无法应对庞大的小数据包导致的信令风暴。可能还有同学记得，移动早期还和微信打了个口水官司，原因就是因为微信应用导致网络上爆发出的极其庞大的信令风暴。从通信原理出发，移动终端并非时时刻刻与基站连接，而是通过心跳周期进行轮询，而微信的发展导致网络出现大量的小数据包形成的信令风暴，大大加重移动网络的负担。后来虽然通过移动网络和微信双方的升级，缓解了这个问题，但是并没有从根本上解决。如果到了物联网阶段，庞大的传感器应用，会让这种信令风暴呈现百倍的爆发，按现在4G网络的技术，是完全接不住的。

而在5G时代，针对这些痛点，进行了专门的优化和设计，我们可以看见右下角朵所谓的“5G之花”，就做了4G与5G的性能对比。

ITU（也就是国际电信联盟）定义了5G时代的三大应用场景，也就是说，必须要满足这三大特性的网络，才能真正的称之为5G通信网络。这三大应用场景分别是增强型移动互联网（即eMBB），可以达到20G波特峰值速度的移动互联网，这个速度是目前4G的50倍以上；第二就是海量连接物联网（即mMTC），可以支持每平方公里百万级别的连接。第三个就是超低时延高可靠，可以把时延降到1毫秒，这样远程操作可以达到几乎没有时延的效果。

在5G时代，如果我们是消费者，那么我们可能会见证5G技术对我们生活的改变，比如高清视频与多镜头的VR直播，到时候体育赛事直播的现场，可能有几百个不同位置角度的摄像头，把高清信号同时传递过来，我们可以选择专业导播给我们切过来的镜头这种传统的观看模式，也可以自由选择从任意角度去观看。以及包括AR互动，VR游戏等等娱乐方式，都会从科幻电影直接走到我们的生活中。

另外对于我们这样的IT工作来说，未来随时随地的高速互联，让云电脑会更加的普及，我们未来出差可能不需要背着沉重的笔记本，通过任意设备连接到云中心，直接获取高性能的云电脑桌面，就像是访问本地计算机一样。

如果我们站着生产者的角度，5G也会给我们带来巨大的红利，在任何行业，更高更快的网络都是刚需，先不说像移动联通、华为中兴这种直接获利的厂商，我们GIS企业也会在里面获得一波巨大的红利，比如基站的选址、优化，网络设施的管理，信号覆盖的分析与可视化，基于物联网设备的LBS应用等等。

我们现在已经初步进入了大云物移智的时代，也就是所谓的大数据、云计算、物联网、移动互联和人工智能，而我们可以发现这些应用实际上都是比较高层的，它们必须建立在完善的基础设施上，5G就是这些高层应用所依托的主要的基础设施之一。