5G在高校智慧校園中應(yīng)用研究

譚登國

【摘要】 ? ?近幾年來，我國科技處于一個高速的發(fā)展階段。在科技飛速發(fā)展的背景之下，涌現(xiàn)出一批又一批先進(jìn)的技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用就是科技高速發(fā)展之下的產(chǎn)物。在短短的幾年內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)來到了5G時代。今天就5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在建設(shè)智慧校園中的應(yīng)運(yùn)展開討論。并根據(jù)5G技術(shù)在智慧校園辦公系統(tǒng)、師生的衛(wèi)生與健康檢測系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)與校園追蹤系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。讓讀者對于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。

【關(guān)鍵詞】 ? ?5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ? ? 智慧校園的建設(shè) ? ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

一、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀

其實(shí)早在2013年發(fā)達(dá)國家就開始著手研究5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)了，那時候國內(nèi)剛開始使用3G網(wǎng)絡(luò)。我國經(jīng)歷了3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨后又進(jìn)入4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一直持續(xù)至今。我國從2017年開始接觸5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但是由于技術(shù)上的限制，至今為止在國內(nèi)還有實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的普及，仍然是以4G網(wǎng)絡(luò)為主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由此可見，我國與發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距。

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的簡述

所謂5G就是繼2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后出現(xiàn)的第五代移動通信技術(shù)，簡稱為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的本質(zhì)與2G、3G、4G移動網(wǎng)絡(luò)都一樣，都是數(shù)字蜂窩技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的告訴發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也抓住了時代發(fā)展的潮流，在最近的幾年內(nèi)不斷的更新?lián)Q代。在短短的幾年內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)從功能單一的2G移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到功能齊全的現(xiàn)代化5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度可謂之快。

1.2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)

根據(jù)我國的實(shí)際情況來看，我國使用4G移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)持續(xù)了比較長的一段時間。其實(shí)4G移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以滿足人們的日常需求了。5G時代的到來確實(shí)是時代發(fā)展之下的產(chǎn)物。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與4G相比，具有很大的優(yōu)勢。從數(shù)據(jù)傳輸速率方面來講，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)遠(yuǎn)超4G網(wǎng)絡(luò)，比4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)快將近100倍。另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著較低的時延，使用起來更加的流暢。最重要的一點(diǎn)是，由于5G具有超高的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且在使用的時候時延也比較低，所以未來的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將不僅僅用于手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)會成為各行各業(yè)的網(wǎng)絡(luò)提供商，與有線網(wǎng)絡(luò)競爭。

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與有線網(wǎng)絡(luò)的競爭不是空穴來風(fēng)，是有科學(xué)依據(jù)的。在當(dāng)今科技高速的發(fā)展之下，5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率在將來很有可能達(dá)到Gbit/s的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)的傳輸?？罩薪涌跁r延水平需要1ms左右，這樣就可以達(dá)到自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)要求。超大的網(wǎng)絡(luò)容量，同時提供多個端口供設(shè)備的鏈接，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)通信的需求。5G移動網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)相比還有一個有點(diǎn)就是5G網(wǎng)絡(luò)的便攜性，5G網(wǎng)絡(luò)是可以隨身攜帶的。而有線網(wǎng)絡(luò)則不同，有線網(wǎng)絡(luò)的使用具有空間的局限性，所以在未來5G網(wǎng)絡(luò)擁有著良好的發(fā)展前景。

二、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的智慧校園

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)沒有普及的時代，學(xué)校的運(yùn)營管理模式一直采用的是傳統(tǒng)的校園管理模式。傳統(tǒng)的校園管理模式無非就是利用人工來進(jìn)行日常的管理工作。這種傳統(tǒng)的管理模式太過于單一、呆板了，而且由于管理方法的不當(dāng)，校園的工作效率也是較為低下，隨著時代的發(fā)展已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)中的需求了。

當(dāng)今是科技高速發(fā)展的時代。我國自改革開放之后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入到了一個全新的模式。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，在經(jīng)濟(jì)全球化的背景之下，我國成功的走出了國門，并在21世紀(jì)初成功的加入了世界貿(mào)易組織?；谶@樣的背景之下，各種高端的科學(xué)技術(shù)在我國涌現(xiàn)出來。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是當(dāng)今高端科學(xué)技術(shù)之一，如今網(wǎng)路技術(shù)已經(jīng)滲透到了各個行業(yè)。智慧校園正是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展之際抓住了時代發(fā)展的潮流，成功的將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引領(lǐng)到校園的管理之中。

人們對于智慧校園這個名詞可能比較陌生，很多人沒有聽說過智慧校園這種說法。智慧校園，目前人類將其定義為：以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能化的校園環(huán)境。智慧校園是集校園工作、學(xué)習(xí)、生活于一體的管理模式。在這個一體化的管理模式之下，將教學(xué)、科研、管理和校園生活融為一體。早在4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時代，學(xué)校已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到了日常的校園工作中。4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能夠滿足學(xué)校的大部分需求了，在4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，已經(jīng)給在校師生帶來了很大的便利。

時代總是在發(fā)展的，人類對于高端科學(xué)技術(shù)的追求也是永無止境的。在校園中，對于教學(xué)工作者來說，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以滿足教師的大部分教學(xué)工作了。但是網(wǎng)絡(luò)速率的提升，會在一定程度上優(yōu)化教師的上課方式，很有可能還會創(chuàng)新出新型的上課模式，這在一定程度上可以提升教師的授課質(zhì)量。對于高校的大學(xué)生來講，4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時代激發(fā)了許多大學(xué)生的興趣，使得大學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)開有著濃厚的興趣，但是由于自身原因和國內(nèi)技術(shù)的局限性限制了當(dāng)代大學(xué)生的許多創(chuàng)新方法。

5G時代的到來，無疑是給予了有為青年希望，在5G時代的背景之下可以滿足朝氣蓬勃的年輕人創(chuàng)新、便捷、高效率、遠(yuǎn)距離的追求，為當(dāng)代奮發(fā)向上的大學(xué)生提供了一個可以創(chuàng)新的機(jī)會。當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園中普及時，就是年輕人去追求5G、玩轉(zhuǎn)5G、深入了解5G的時代。

三、5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

3.1 5G網(wǎng)絡(luò)可以優(yōu)化校園的辦公系統(tǒng)

4G網(wǎng)絡(luò)時代，校園已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對于學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)化管理。在校園的日常工作中，尤其是在學(xué)生服務(wù)這一模塊，已經(jīng)大部分實(shí)現(xiàn)了線上辦公。利用4G網(wǎng)絡(luò)在日常的維護(hù)工作中一般不會出現(xiàn)問題。但是在高校中，每逢查詢選課或是查詢成績的時段，學(xué)校的教務(wù)系統(tǒng)由于同時訪問任務(wù)過多會出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，嚴(yán)重的時候還會出現(xiàn)教務(wù)系統(tǒng)崩潰的情況，以至于學(xué)生不能登錄學(xué)校的教務(wù)系統(tǒng)。這就是4G網(wǎng)絡(luò)的弊端所在，能滿足日常的維護(hù)工作。這種情況不僅僅出現(xiàn)在校園之中，在人口密集的地方，也會由于同時多人上網(wǎng)造成網(wǎng)絡(luò)卡頓、網(wǎng)絡(luò)速率過慢的情況發(fā)生。

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)可以彌補(bǔ)4G移動網(wǎng)絡(luò)的缺陷。截止到目前為止，5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)速是4G網(wǎng)速的100倍。隨著時間的推移，時代也在發(fā)展，在不久的將來，在技術(shù)人員的不斷開發(fā)下，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以達(dá)到更快的速率。在5G網(wǎng)絡(luò)這個強(qiáng)有力的支撐之下，智慧校園的建設(shè)一定會大有改觀，一定可以解決校園在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的難題，在一定程度上優(yōu)化了校園的辦公系統(tǒng)。

3.2 5G網(wǎng)路技術(shù)可以監(jiān)測師生的衛(wèi)生與健康

任何事情都有雙面性，高端的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也不例外。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)流行的時代，熬夜已經(jīng)成為當(dāng)代人們的一種生活方式。俗話說“身體是革命的本錢”，教師與學(xué)生的健康問題也是當(dāng)下需要關(guān)注的問題。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的背景之下，可以在一定程度上監(jiān)測學(xué)校師生的健康問題。說到這里你可能不信，人工技術(shù)雖然是一種高端的智能化技術(shù)，但是人工智能可以監(jiān)測人類的身體健康是不是有點(diǎn)夸大其詞呢。

事實(shí)上，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)真的可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)校師生的健康監(jiān)測工作。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以對學(xué)校的生活環(huán)境進(jìn)行實(shí)時的定時的智能化監(jiān)測，能夠更好的預(yù)防疾病的發(fā)生和感染。實(shí)施個體化服務(wù)工作，建立個人的健康檔案。在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，利用傳感器等高端科技儀器對食堂、教室、圖書館、學(xué)校的每一個角落進(jìn)行無死角的探測，能夠在一定上排除安全隱患。

除此之外，還可以借助傳感器對學(xué)校的教室、圖書館等學(xué)習(xí)區(qū)智能化的調(diào)節(jié)溫度、濕度、含氧量以及有害氣體的監(jiān)測等等。由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更加的多樣化與智能化，還可以對學(xué)生的睡眠、運(yùn)動、情緒等進(jìn)行記錄。將記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄W(xué)校的衛(wèi)生中心，針對數(shù)據(jù)不合格的學(xué)生進(jìn)行個體化的交流，給出相關(guān)的建議。利用5G網(wǎng)絡(luò)時代的物聯(lián)網(wǎng)，可以保證學(xué)校師生的健康與安全。

3.3 5G網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)智慧校園中的優(yōu)勢

5G網(wǎng)絡(luò)除了可以優(yōu)化學(xué)校的辦公系統(tǒng)和對學(xué)校的師生健康與安全起到監(jiān)測作用之外，還可以根據(jù)自身的優(yōu)勢所在更好的建設(shè)智慧校園。

3.3.1超高的網(wǎng)絡(luò)速率

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)走過了2G、3G、4G的網(wǎng)絡(luò)時代，從2G到4G的更迭沒有多大的變化。4G網(wǎng)絡(luò)雖然可以滿足人類的日常需要，也沒有太快的網(wǎng)絡(luò)速率，如果多人同時使用網(wǎng)絡(luò)的話，還會造成網(wǎng)絡(luò)的卡頓、網(wǎng)速過慢的情況發(fā)生。5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)不同于以前的更新?lián)Q代，5G時代的到來可以說是具有時代性的更迭。從數(shù)據(jù)傳輸速率方面來講，4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率在理想狀態(tài)下可以達(dá)到100MB bps，也就是說4G網(wǎng)絡(luò)在理想狀態(tài)下可以達(dá)到12.5MB的傳輸速率，但是在實(shí)際的運(yùn)行中，由于種種環(huán)境的影響，4G網(wǎng)絡(luò)不可能實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)下的網(wǎng)速，實(shí)際上4G網(wǎng)速不會達(dá)到12.5MB。但是5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)速率能達(dá)到多少呢？5G的網(wǎng)絡(luò)速率的理論峰值可以達(dá)到20G bps，但是在實(shí)際的運(yùn)行中是不會達(dá)到這么快的運(yùn)行速率的。一般情況下5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速率可以達(dá)到1G bps。5G網(wǎng)絡(luò)的日常運(yùn)行速率可以達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)錄像速率的100倍。如此高效的速率，可以說是“前無古人”式的更新?lián)Q代，在如此快的速率下，對于教學(xué)資料的下載和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等方面帶來的快速體驗是空前的，這將大大的提升教學(xué)的效率。

3.3.2超低的時延

5G網(wǎng)絡(luò)的時延要求是毫秒級別的，理想狀態(tài)下的峰值可以達(dá)到10m左右。相比較于4G網(wǎng)絡(luò)而言，5G網(wǎng)絡(luò)的時延縮短至十分之一。時延的縮短，不僅可以優(yōu)化智慧校園的辦公效率，還會對現(xiàn)在的無人駕駛提供堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。

3.3.3 3DMIMO技術(shù)

3DMIMO技術(shù)對于很多人來講比較陌生，沒有聽說過這種技術(shù)。3DMIMO技術(shù)采用的大規(guī)模陣列天線，采用傳統(tǒng)的波束賦形算法為基礎(chǔ)，并結(jié)合了SDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)多場景覆蓋。3DMIMO技術(shù)中新天線和新技術(shù)的引入對于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中天線技術(shù)的應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)了成功給的突破，可以實(shí)現(xiàn)高樓覆蓋、熱點(diǎn)宏覆蓋。體育場覆蓋等多種場景的室外宏覆蓋。

四、結(jié)語

在當(dāng)今各種高端科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展可謂是抓住了時代發(fā)展的潮流。在我國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展之中，從2G技術(shù)問世到5G時代的到來，用了不到20年的時間。5G時代的到來，可以說是具有時代意義的更新?lián)Q代。無論從哪個角度來講，5G時代對于人類的發(fā)展都發(fā)揮著不可替代的作用。如今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透到了我國各大領(lǐng)域之中，近幾年來，在教育事業(yè)中也有所體現(xiàn)。4G的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)基本可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校的管理工作。那么5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普及之后，一定可以為智慧校園的建設(shè)貢獻(xiàn)出非凡的績效。5G的應(yīng)用將大大的改變?nèi)祟惖纳罘绞胶途W(wǎng)絡(luò)體驗，會影響到眾多行業(yè)的個性化發(fā)展。那么教育行業(yè)也不例外，抓住5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇，智慧校園的建設(shè)將會更加的智慧。

參考文獻(xiàn)

[1]許婧添.從5G技術(shù)發(fā)展角度看數(shù)字媒體藝術(shù)發(fā)展的趨勢[J].傳媒論壇，2019，2（22）：133+135

[2]吳艷潔.5G助力下藝術(shù)院校智慧校園建設(shè)與應(yīng)用場景研究[J].現(xiàn)代信息科技，2019（21）：128-130

[3]魏秋彥.互聯(lián)網(wǎng)+時代高職院校智慧校園建設(shè)和現(xiàn)實(shí)分析[J].才智，2019（24）：36