5G在高校智慧校園中應用研究

譚登國

【摘要】 ? ?近幾年來，我國科技處于一個高速的發展階段。在科技飛速發展的背景之下，涌現出一批又一批先進的技術。網絡技術的應用就是科技高速發展之下的產物。在短短的幾年內，網絡技術已經來到了5G時代。今天就5G網絡技術在建設智慧校園中的應運展開討論。并根據5G技術在智慧校園辦公系統、師生的衛生與健康檢測系統、物聯網與校園追蹤系統的實際應用中進行系統的闡述。讓讀者對于5G網絡技術有一個系統的認識。

【關鍵詞】 ? ?5G網絡技術 ? ? 智慧校園的建設 ? ?物聯網技術

一、5G網絡技術的現狀

其實早在2013年發達國家就開始著手研究5G網絡技術了，那時候國內剛開始使用3G網絡。我國經歷了3G網絡技術隨后又進入4G網絡技術，一直持續至今。我國從2017年開始接觸5G網絡技術，但是由于技術上的限制，至今為止在國內還有實現5G網絡的普及，仍然是以4G網絡為主的網絡技術。由此可見，我國與發達國家還存在一定的差距。

1.1 5G網絡技術的簡述

所謂5G就是繼2G、3G、4G網絡技術之后出現的第五代移動通信技術，簡稱為5G網絡技術。5G網絡技術的本質與2G、3G、4G移動網絡都一樣，都是數字蜂窩技術。隨著科學技術的告訴發展，網絡技術也抓住了時代發展的潮流，在最近的幾年內不斷的更新換代。在短短的幾年內，網絡技術已經從功能單一的2G移動網絡發展到功能齊全的現代化5G網絡技術，網絡技術的發展速度可謂之快。

1.2 5G網絡技術的特點

根據我國的實際情況來看，我國使用4G移動網絡已經持續了比較長的一段時間。其實4G移動網絡已經可以滿足人們的日常需求了。5G時代的到來確實是時代發展之下的產物。5G網絡技術與4G相比，具有很大的優勢。從數據傳輸速率方面來講，5G網絡技術遠超4G網絡，比4G蜂窩網絡快將近100倍。另一方面，5G網絡技術有著較低的時延，使用起來更加的流暢。最重要的一點是，由于5G具有超高的數據傳輸速率，而且在使用的時候時延也比較低，所以未來的5G網絡技術將不僅僅用于手機移動網絡，有機會成為各行各業的網絡提供商，與有線網絡競爭。

5G網絡技術與有線網絡的競爭不是空穴來風，是有科學依據的。在當今科技高速的發展之下，5G網絡的數據傳輸速率在將來很有可能達到Gbit/s的標準，以滿足虛擬現實等大數據的傳輸。空中接口時延水平需要1ms左右，這樣就可以達到自動駕駛的網絡要求。超大的網絡容量，同時提供多個端口供設備的鏈接，可以滿足物聯網通信的需求。5G移動網絡與有線網絡相比還有一個有點就是5G網絡的便攜性，5G網絡是可以隨身攜帶的。而有線網絡則不同，有線網絡的使用具有空間的局限性，所以在未來5G網絡擁有著良好的發展前景。

二、5G網絡技術下的智慧校園

在網絡技術沒有普及的時代，學校的運營管理模式一直采用的是傳統的校園管理模式。傳統的校園管理模式無非就是利用人工來進行日常的管理工作。這種傳統的管理模式太過于單一、呆板了，而且由于管理方法的不當，校園的工作效率也是較為低下，隨著時代的發展已經不能滿足現實中的需求了。

當今是科技高速發展的時代。我國自改革開放之后，經濟發展已經進入到了一個全新的模式。尤其是進入21世紀以來，在經濟全球化的背景之下，我國成功的走出了國門，并在21世紀初成功的加入了世界貿易組織。基于這樣的背景之下，各種高端的科學技術在我國涌現出來。網絡技術就是當今高端科學技術之一，如今網路技術已經滲透到了各個行業。智慧校園正是在網絡技術發展之際抓住了時代發展的潮流，成功的將網絡技術引領到校園的管理之中。

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：以物聯網為基礎的智能化的校園環境。智慧校園是集校園工作、學習、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、科研、管理和校園生活融為一體。早在4G網絡技術時代，學校已經將網絡技術引入到了日常的校園工作中。4G網絡已經能夠滿足學校的大部分需求了，在4G網絡技術的支持下，已經給在校師生帶來了很大的便利。

時代總是在發展的，人類對于高端科學技術的追求也是永無止境的。在校園中，對于教學工作者來說，4G網絡已經可以滿足教師的大部分教學工作了。但是網絡速率的提升，會在一定程度上優化教師的上課方式，很有可能還會創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量。對于高校的大學生來講，4G網絡技術時代激發了許多大學生的興趣，使得大學生對于網絡技術的發開有著濃厚的興趣，但是由于自身原因和國內技術的局限性限制了當代大學生的許多創新方法。

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新、便捷、高效率、遠距離的追求，為當代奮發向上的大學生提供了一個可以創新的機會。當5G網絡技術在校園中普及時，就是年輕人去追求5G、玩轉5G、深入了解5G的時代。

三、5G網絡技術在智慧校園中的應用

3.1 5G網絡可以優化校園的辦公系統

4G網絡時代，校園已經實現了對于學校的網絡化管理。在校園的日常工作中，尤其是在學生服務這一模塊，已經大部分實現了線上辦公。利用4G網絡在日常的維護工作中一般不會出現問題。但是在高校中，每逢查詢選課或是查詢成績的時段，學校的教務系統由于同時訪問任務過多會出現卡頓的現象，嚴重的時候還會出現教務系統崩潰的情況，以至于學生不能登錄學校的教務系統。這就是4G網絡的弊端所在，能滿足日常的維護工作。這種情況不僅僅出現在校園之中，在人口密集的地方，也會由于同時多人上網造成網絡卡頓、網絡速率過慢的情況發生。

5G網絡技術的出現可以彌補4G移動網絡的缺陷。截止到目前為止，5G網絡的網速是4G網速的100倍。隨著時間的推移，時代也在發展，在不久的將來，在技術人員的不斷開發下，5G網絡技術可以達到更快的速率。在5G網絡這個強有力的支撐之下，智慧校園的建設一定會大有改觀，一定可以解決校園在網絡技術方面的難題，在一定程度上優化了校園的辦公系統。

3.2 5G網路技術可以監測師生的衛生與健康

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

事實上，5G網絡技術真的可以實現對學校師生的健康監測工作。利用網絡技術可以對學校的生活環境進行實時的定時的智能化監測，能夠更好的預防疾病的發生和感染。實施個體化服務工作，建立個人的健康檔案。在5G網絡技術的支持下，利用傳感器等高端科技儀器對食堂、教室、圖書館、學校的每一個角落進行無死角的探測，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校的教室、圖書館等學習區智能化的調節溫度、濕度、含氧量以及有害氣體的監測等等。由于5G網絡技術的更加的多樣化與智能化，還可以對學生的睡眠、運動、情緒等進行記錄。將記錄的數據傳輸到學校的衛生中心，針對數據不合格的學生進行個體化的交流，給出相關的建議。利用5G網絡時代的物聯網，可以保證學校師生的健康與安全。

3.3 5G網絡在建設智慧校園中的優勢

5G網絡除了可以優化學校的辦公系統和對學校的師生健康與安全起到監測作用之外，還可以根據自身的優勢所在更好的建設智慧校園。

3.3.1超高的網絡速率

網絡技術走過了2G、3G、4G的網絡時代，從2G到4G的更迭沒有多大的變化。4G網絡雖然可以滿足人類的日常需要，也沒有太快的網絡速率，如果多人同時使用網絡的話，還會造成網絡的卡頓、網速過慢的情況發生。5G網絡的出現不同于以前的更新換代，5G時代的到來可以說是具有時代性的更迭。從數據傳輸速率方面來講，4G網絡的傳輸速率在理想狀態下可以達到100MB bps，也就是說4G網絡在理想狀態下可以達到12.5MB的傳輸速率，但是在實際的運行中，由于種種環境的影響，4G網絡不可能實現理想狀態下的網速，實際上4G網速不會達到12.5MB。但是5G網絡的網絡速率能達到多少呢？5G的網絡速率的理論峰值可以達到20G bps，但是在實際的運行中是不會達到這么快的運行速率的。一般情況下5G網絡的運行速率可以達到1G bps。5G網絡的日常運行速率可以達到4G網絡錄像速率的100倍。如此高效的速率，可以說是“前無古人”式的更新換代，在如此快的速率下，對于教學資料的下載和網絡教學等方面帶來的快速體驗是空前的，這將大大的提升教學的效率。

3.3.2超低的時延

5G網絡的時延要求是毫秒級別的，理想狀態下的峰值可以達到10m左右。相比較于4G網絡而言，5G網絡的時延縮短至十分之一。時延的縮短，不僅可以優化智慧校園的辦公效率，還會對現在的無人駕駛提供堅實的理論基礎。

3.3.3 3DMIMO技術

3DMIMO技術對于很多人來講比較陌生，沒有聽說過這種技術。3DMIMO技術采用的大規模陣列天線，采用傳統的波束賦形算法為基礎，并結合了SDMA技術實現多場景覆蓋。3DMIMO技術中新天線和新技術的引入對于現有網絡中天線技術的應用場景實現了成功給的突破，可以實現高樓覆蓋、熱點宏覆蓋。體育場覆蓋等多種場景的室外宏覆蓋。

四、結語

在當今各種高端科學技術高速發展的背景之下，網絡技術的發展可謂是抓住了時代發展的潮流。在我國的網絡技術的發展之中，從2G技術問世到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換代。無論從哪個角度來講，5G時代對于人類的發展都發揮著不可替代的作用。如今網絡技術已經滲透到了我國各大領域之中，近幾年來，在教育事業中也有所體現。4G的網絡技術已經基本可以實現學校的管理工作。那么5G網絡技術普及之后，一定可以為智慧校園的建設貢獻出非凡的績效。5G的應用將大大的改變人類的生活方式和網絡體驗，會影響到眾多行業的個性化發展。那么教育行業也不例外，抓住5G網絡技術發展的機遇，智慧校園的建設將會更加的智慧。

參考文獻

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