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【SCRY区块链知识讲堂】第15讲：再谈5G和区块链，它们到底有怎样的融合应用？
2019-12-10 scryDDD 来源：区块链网络
当前，新一轮科技革命和产业变革持续深入，5G作为作为新型通信技术，将从线上到线下、从消费到生产、从平台到生态，推动我国数字经济发展。全球各个国家5G陆续进入商用阶段，5G将以全新的网络架构，提供理论上至少10倍于4G的峰值速率、毫秒级的超低时延以及千亿节点的连接能力，开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。
近年来，区块链以其分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等新型计算机技术，去中心化、全网记录、低成本、高效率、 安全可靠等技术特点，在全球范围内掀起了一技术浪潮。
区块链与5G都是新型技术，二者结合的巨大潜力和价值已日益凸显。5G作为通信基础设施，如同“信息高速公路”一样，为庞大 数据量和信息量的传递提供了可能性，同时，它也带来了更为高效和 可靠的传输速度。区块链作为去中心化、隐私保护的技术工具，协助5G解决可靠、安全、隐私、信任等问题，提升网络信息安全和服务效率，创新商业模式。5G 和区块链有效地融合，将促进整个社会生产方式的改进和生产力的发展。
一、5G、区块链概述1、5G技术特征5G相比于4G，最显著的特征就是更高的速率、更低的时延、更多的连接数、更快的移动速率、更高的安全性以及更灵活的业务部署能力。通过表1，大家能更直观的感受到。![]() 这里有一个需要说明的部分：表1 中4G的峰值速率“1Gbps”,这已经是千兆宽带的速率，大家可能会发现平时用4G，网速根本没有这么快。这是为什么呢？在2013年中国移动4G商用时，我们用到的标准是LTE，有些手机背面，可能还会有这样的一行字“TD-LTE数字移动电话机”，这就是我国最早使用的LTE标准的一个分支——TD-LTE，峰值速率为100Mbps，也就是我们平时家用百兆宽带的网速；在2015年，工信部给联通和电信发放了LTE-FDD牌照，我国标准下，峰值速率为150Mbps，快了很多。可以看到，不管是TD-LTE还是LTE-FDD，网速都没有达到国际电信联盟ITU所定义的4G指标。所以网上总有文章说当时的4G，也就是3.9G罢了。
到后来，大家的手机上，4G有时会变成4G+，这就是LTE的迭代，叫LTE-Advanced，简称LTE-A，我们看下面这张表2，LTE-A标准的理论网速，终于真正的达到了1Gbps。![]() 大家的手机中，也会看到“载波聚合”这样的设置项，不过大家实际使用时的网络速率依然没有达到1Gbps，当然，说的是体验速率，也就可以解释了（我才不会告诉你是因为我国运营商还没支持最高1Gbps的载波聚合）。
2、5G 支持三大类典型应用场景1）增强型移动宽带（eMBB），主要追求人与人的极致通信体验，对应于3D和超高清视频等大流量移动宽带业务；2）高可靠低时延（uRLLC），主要面向如自动驾驶、移动医疗等对时延和可靠性要求极高的应用；3）海量物联（mMTC），主要体现物与物的通信需求，应用于智慧城市、智能家居、可穿戴设备等以传感和数据采集为目标的场景。 ![]()
3、在三大类典型应用场景下，5G具有6大基本特点1）高速度相对于4G,5G最直观的感受就是超高的速率。5G的峰值速率要求达到20Gbps，随着新技术的使用，这个速度还有提升的空间。5G让在线观看VR视频成为可能，8K也理所当然的替代了4K，成为了新的标准。用户下载一部8GB的高清的电影，只需要短短3秒钟！
2）低时延无人驾驶、工业自动化等属于5G低时延高可靠连接的应用场景。传统的人与人通信，甚至人与机器通信时，对时延要求不高。因为人的反应是比较慢的，一般在300ms左右，而经过特殊训练的人，也仅可以达到150-180ms。而无人自动驾驶，包括飞机和汽车，以及工业自动化，都是高速运行的。需要在高速运行中保证及时的信息传递和及时反应，这对时延的要求是极高的。
5G拥有1ms的超低时延，甚至可以更低。以自动驾驶为例，在现有4G网络时延条件下，时速100公里的汽车，从发现障碍到启动判别系统所需要移动1.4米，这可是生与死的距离。5G网络条件下，同样时速的汽车的距离将缩短到2.8厘米，有望达到汽车ABS的水平。（注：目前我国5G已经正式商用，但有人发现测试结果中的时延，并没有接近宣传中的1ms。这是因为现在我们所使用的5G组网方式是非独立组网NSA，这时候的核心网依然是4G核心网，所以测出来的时延会和4G网络下相近，甚至在某些时候更高。） ![]()
3）超大联接数量5G条件下，每平方公里的联接数将达到百万个，这将是指数级增长。5G网络将拥有多达千亿的智能节点，我们生活中的所有东西都会被联接，包括我们的牙刷、眼镜、手表、球鞋，工厂里的转运箱、叉车、机械手。这种联接能力对工业应用以及社会生活具有极大价值。
4）超密集异构网络5G 网络结构复杂，若需要做到每平方公里支持 100 万个以上的设备，则5G组网设备将非常密集，需要大量的小基站来进行支撑
5）软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）SDN 架构的核心特点是开放性、灵活性和可编程性。NFV 作为一种新型的网络架构与构建技术，其倡导的控制与数据分离、软件化、 虚拟化思想，为突破现有网络的困境带来了希望。SDN 和 NFV 解耦 5G 网络的软件与硬件，分离控制面与用户面，提升控制面集中化能力，为 5G 网络的智能化（自修复、自优化等）提供重要基础。
6）新型网络架构未来 5G 网络架构将包括接入云、控制云和转发云三个领域。
4、5G市场前景5G 渐行渐近，其灵活、高效、融合、开放的特性能将能够满足不同业务的快速部署需求，基于垂直行业的物与物连接将成为新的市场蓝海。据GSMA预计，到2019年年底，全球将有29个市场开通5G服务，连接数达到1000万个。伴随着应用的推广及全社会高度的关注，5G在应用和消费者的推动下，五年左右的时间全球用户将会达到十亿级别。相关预测也显示，到2035年5G将在全球创造超过12万亿美元的经济产出。
5、区块链技术特征区块链的本质是一种数字分布式账本，它由一系列算法、技术、工具集构成的架构组合而成，以分布式、不可篡改和可信的方式保证所记录交易的完整性、不可反驳和不可抵赖性。
去中心化避免了区块链被操控的风险，保证了安全性；因为基于共识算法的运作规则，节点之间无需信任也可以放心进行交易；加密算法的使用，保证了区块链原始数据的不可篡改，因此，区块链数据的稳定性和可靠性极高；开放性的区块链，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发应用，整个系统信息高度透明。
6、区块链现状及前景随着区块链数字货币市场回归理性，区块链技术逐渐受到大众关注，无论是互联网巨头还是区块链企业纷纷将目光锁定至区块链专利这一领域，在区块链最终争夺战中，区块链专利是不可或缺的一场战役。![]() 截止到2018年12月31日，全球共6136 件区块链专利，其中中国区块链专利数量为4109 件占世界主要国家区块链专利数量的67％，位居全球第一。
在电子招投标方面，使用区块链技术打造四位一体的可信电子招投标系统，实现招标方、投标方、评标专家和监管审计的协同，流程合规、多方协同、成本缩减和可信透明。在精准扶贫方面，搭建去中心化的流程，实现扶贫数据的不可篡改，以及对于扶贫资金的追本溯源。在农业溯源方面，提供定位、告警、到溯源、再到轨迹回放等一系列服务。
Gartner预测，到2030年，全球区块链的市场价值将超过3万亿美元。
二、5G和区块链相互赋能 5G 与区块链相互促进、相互影响，5G 网络的高速、低延时、高可靠特性提高区块链性能，其创造的万物互联将产生更多的可上链数据；而在区块链的去中心化工作模式对 5G 网络的稳定性带来挑战的同时，也可对 5G 网络安全性提供保障，并提升数据价值。 ![]()
1、5G和区块链相互影响1）5G 将大幅度提升区块链网络的性能和稳定性5G 拥有更快的数据传输速度，可以以高达每秒10Gb的速率传输数据，借助5G网络，区块链系统的交易速度将会更快，区块链中各类应用的稳定性也将得到质的提升。
2）5G 创造的万物互联为区块链带来更多可上链数据5G技术超大联接数量的特性，能够给物联网带来更广的覆盖。这意味着区块链将拥有比以往更多的数据，在数据就是新时代“数字石油”的今天，这些数据将极大的推动技术的全球化。
区块链能给5G带来什么呢？ ![]()
3）区块链为 5G 应用场景提供数据保护能力5G 时代网络速度大幅度提升，数据量也随之急速增长，此外，更多计算和存储将由智能终端和边缘计算节点来承担，这对数据的保护能力提出了更高的要求。区块链的去中心化、交易信息隐私保护、历史记录防篡改、可追溯等技术特性，天然适用于对数据保护要求严格的场景。
4）区块链促使 5G 实现真正的点对点的价值流通5G 重点布局分布式的应用场景，比如车联网、远程视频、智慧城市等。区块链可以做到在分布式部署的架构下，无需中心机构做确权，而由去中心化的节点在链上确权和分发。这就促使点对点的价值交换成为可能，而不需要通过中心化的中转和支付交换费用，大大提升了终端交易的效率，降低交易成本。
三、“5G+区块链”典型融合应用 综合前面的介绍，我们知道，5G 作为新一代移动通信技术，具有高可靠、低延时、大带宽三大特性，区块链作为新一代互联网技术，具有去中心化、可追溯、开放性、防篡改等特点。
1、金融保险保险领域主要面临两个方面的问题，一方面是缺少有效勘察定损的技术手段，另一方面是传统的“社会信任”模式已经难以适应社会和经济发展的需要。5G 和区块链技术融合可以解决这两个主要问题。
在勘察定损方面，大力发展5G终端设备，在终端设备上配备5G高清图像传输及机器视觉智能分析功能，再结合区块链技术，使数据在5G网络环境下进行实时可信传递，帮助实现智能终端的可信互动。此外，区块链技术的可追溯能力让保险业务流程更加透明，有利于增强保险公司和客户之间的相互信任。 ![]()
2、产品溯源一直以来，产品溯源都是区块链应用中的一个典型案例。可传统的溯源系统，是利用传感器采集信息，然后人工做格式化处理，并填写到溯源系统。这样的操作，得到的信息不完整，也不一定真实。而且因为技术限制，效率还会被打上折扣。而到了5G时代，图片，甚至视频等溯源信息得到了支持。
以农业产品为例，溯源监控节点可完全覆盖产品的生长过程、用药情况，或者是栽培过程、肥料使用方法、光照等诸多信息，同时采集产品打包、流通、消费等各个关键节点的数据，并通过5G高带宽广连接的特点，被实时完整地记录下来。
多方参与，通过5G，高效的把采集到的数据上传到溯源区块链中，向消费者提供产品完整、真实、不可篡改的溯源数据服务。 ![]()
3、智慧政务由于区块链提供了不可篡改、不可删除、可追溯等特性，可以为政府的智慧政务提供可信的数据互通能力。在叠加了5G技术之后，可以大大提升数据互通互信的效率，同时更多的新业务将会为政务服务提供更加丰富的体验。
例如，为了消除腐败和选票欺诈的发生，可以考虑将5G和区块链技术应用在电子投票系统中。 ![]() 4、车联网近年来，以特斯拉为代表的结合互联网、自动驾驶等新功能的公司掀起了全球电动汽车的热潮，传统车企也不得不逐步迈向互联网时代。但是，目前车联网仍然存在一些问题，主要包括，车联网系统的数据量庞大、车联网系统存在安全隐患、车联网缺乏可靠“大脑”无法实时处理大量数据等。
借助 5G 技术的蓬勃发展，车联网面临的困境也 将一步步得以解决。利用 5G 低时延、高可靠、海量连接的能力，联网车辆不仅可以帮助实现车辆间位置、速度、行驶方向和行驶意图的 实时沟通，更可以利用路边设施辅助联网车辆对环境进行感知。但是，5G仍然无法解决系统安全隐患的问题，此时需要结合区块链技术。区块链将车、人、服务商都引入链中，通过其不可更改特性，保障了数据信息安全，链中的用户能够分享由区块链带来保护的数据信息，从而提高驾驶的安全和服务商管理的效率。![]()
5、智能制造据统计，工业系统通信的时延需要达到毫秒级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制。5G 具有低时延、高可靠，海量连接的特性，可以将生产时延降到毫秒级别以上。此外，区块链也可以帮助提高工作效 率。区块链特有的点到点通信和去中心化协作机制，可以使得智能制 造中的各种请求不必从中心系统一层层向外传递请求，从而提高工作效率。 ![]() 注：转载请注明出处和本文链接
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参考来源：1、中国联通研究院、中兴通讯股份有限公司《“5G+区块链”融合发展与应用白皮书》2、链塔智库《2019中国区块链产业年鉴》
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编译者/作者：scryDDD
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