5G時代的來臨，意味著程序員面臨怎樣的挑戰？

.5G時代已經來臨

隨著中美5G主導權之戰的持續發酵，5G時代正式拉開了序幕。最近，5G妖股頻現，有的甚至在四個月內暴漲了九倍，令人咂舌，而“5G”迅速成為了人盡皆知的熱詞，廣大網民茶餘飯後的談資。

其實無論2G到3G，還是3G到4G，每次網絡的革新換代總是給網速帶來極大的提升，5G也不例外，根據高通之前在舊金山的網絡測速的數據表明，5G的網絡下載速度可以達到每秒1.4Gbps，這意味著一部電影或一款遊戲可以在短短几秒鐘內下載完成。

除此之外，5G另一個主要特徵是“低延遲”，低延遲不僅意味著上下行速度更快，響應時間也將大幅縮短，5G的理想延遲為1ms，等同於實時反應，非常適合於工業自動化、無人汽車等延遲要求嚴格的領域。當然，和朋友開黑時網絡卡頓再也不能成為送人頭的藉口了。

5G還有一個非常重要的特點就是“高容量”，在人口非常密集的熱點地區，特別是上下班高峰期，經常會出現打不開網頁的情況。

其實這與基站的承載能力有關，4G基站只有十幾根天線，支持的連接數有限，而5G基站多達上百根，這些天線可以通過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列，這就意味著基站可以同時從更多用戶發送和接收信號，從而將移動網絡的容量提升數十倍或更大。

5G即將燃爆的領域

由於5G具備高速率、低延遲、高容量的特性，隨著技術體系的完善與成熟，將會加速萬物在線、物物互聯的進程。預計2024年，聯網設備的數量將超過220億臺，所以物聯網的爆發指日可待。但是物聯網所涉及的範圍非常廣泛，下面我們來說一下物聯網的細分領域。

車聯網

車聯網是由車輛位置、速度和路線等信息構成的巨大交互網絡。現在道路上行駛的車輛都是一個個獨立的點，車、路、人之間沒有很好的互動，全程靠駕駛員來判斷，而車聯網呢，可以使車和車、車和路以及車和人建立良好的互動，以實現智能化的交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制的一體化網絡。

由於5G的時延比人類大腦低得多，經過專業訓練的人的反應速度至少也要100ms，而5G可以將其減至個位數，所以它的出現可以更好的為車聯網、自動駕駛技術服務，大幅降低安全風險係數。

車聯網是物聯網技術在交通系統領域的典型應用，5G技術是其強有力的助推器。在沒有堵車、醉駕、疲勞駕駛、女性乘車等安全問題的未來，這將是極大的福利。

智能家居

智能家居通過物聯網技術將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網絡家電等）連接到一起，為家庭自動化提供全方位的信息交互功能，甚至為各種能源費用節約資金。

而高容量的5G能承載更多聯網的終端，真正實現家中一切盡在掌控，若有AI技術的支撐，便可使用戶擁有帝王般的體驗，想象一下在下班回家的路上，AI管家老王早已為你調節好了空調溫度、煮上了粥、掃完了地、泡上了一壺好茶併為你打開了最愛的電視頻道，如此貼心的服務，如果還在單身的你，已經大可不必再去尋找靈魂的伴侶了。

無人機

早在2018年，中國電信便成功實現了國內首個無人機360度全景4K高清視頻的5G實時傳輸。5G搭配無人機可以充分發揮其機動性、飛行軌跡靈活的特點，可以實現大範圍的地毯式搜救和受災人群的快速定位，打通空中急救通道。除此之外，還可以實現自動化無人巡檢、物流運輸、農田噴灑、激光測繪、移動的面部識別安防等應用，另外，與VR眼鏡搭配的無人機也將別有一番風味。

智慧農業

農業是我國第一產業，它涉及到耕地、播種、施肥、殺蟲、收割、存儲、育種等環節，過去農民總是憑藉個人經驗進行種植，效率非常低下。而5G的出現，更多的感知端設備加入到網絡中來，可以利用它們採集生產、管理、經營等各類信息到系統中，為大數據奠定基礎，再結合雲計算、數據挖掘等多重信息技術，達到自動調控農業終端，實現真正的農業自動化、智能化。

虛擬現實與增強現實

虛擬現實即VR，通過佩戴VR眼鏡，可以虛擬出一個真實的環境，從而獲得沉浸式的體驗，它適用於教育、娛樂、航空航天、室內設計等領域。而增強現實(AR)與虛擬現實不同的是增強現實可以在現實世界疊加虛擬的物體，比如在牆上掛一臺虛擬電視、冰箱掛上虛擬日曆、廚房灶臺旁放置烹飪教學的窗口，除此之外，孩子們可以在草坪上與卡通人物玩耍、在桌面或地板上玩《我的世界》等等，在社交方面甚至可以與千里之外的朋友面對面交流。

但是無論VR還是AR，都存在因延遲導致用戶眩暈的問題，所以很多頭戴設備會連接多條導線來降低延遲。除延遲問題外，用戶對沉浸感的要求也在逐步提升，因此頭戴設備不得不整天上傳下載大量的數據，現有的無線網絡已經無法滿足需求，但是5G的出現可能會徹底拯救VR與AR，這也是眾多相關從業者所翹首以盼的。

雲遊戲

面對層出不窮的遊戲，玩家對遊戲的要求也在提高，酷炫的特效、細膩的紋理相伴而來的也是價格昂貴的高配置硬件，我們需要高性能顯卡、大內存、超強的CPU才能支撐起逼真的3D遊戲，當然鈔票也伴隨著我們的快樂渺無蹤跡。此外，一款好玩的遊戲要高達幾個G，網絡稍弱一點可能就此錯過了歡樂的開黑時光。

但是5G給我們帶來了新的可能，它高速率、低延遲的特性完全可以做到將遊戲運行在雲端，遊戲數據實時傳輸，玩家不必下載，甚至只需要一塊能上網有屏幕的終端即可，這就是雲遊戲的概念。當然，雲操作系統也可以使用同樣的原理來極簡設備的零部件，提升續航能力。仔細想想好像這就是我們平時所使用的“遠程桌面”功能。

程序員需關注的技能

迴歸到本質，面對這麼多細分領域的崛起，作為程序員應該關注哪些技術呢？因為5G的出現會導致聯網終端數量大幅上漲，海量連接湧入系統，會產生龐大的數據量，所以大數據是5G時代的最大受益，通過對大數據的挖掘，能造就無限的可能。

機器學習

大數據是機器學習的基礎，它可以對數據進行過濾、整理以及深度分析，通過不斷的自我算法改進來發掘出有用的信息。其處理的數據越多，越能體現其優勢，以前用機器學習解決不了的問題，可以利用大數據去很好的解決，性能也會有大幅提升，主要應用場景有語音識別、圖像識別、天氣預測等等。常見的開源項目有：tensorflow、scikit-learn、predictionio、golearn等。

雲計算

面對海量的數據，要對其進行統計分析，並非單臺機器的運算能力所能企及的，所以必須採用分佈式架構，集結多臺機器進行運算，將運算能力最大化，雲計算的特色就在於對海量的數據進行分佈式數據挖掘。常見的雲計算相關開源項目有Hadoop、Eucalyptus、Enomaly ECP、Nimbus等。

邊緣計算

因為海量的數據連接，網絡邊緣側會產生龐大的數據，雖然雲計算有能力處理這些數據，但及時性、安全性以及成本會存在很大問題。因此邊緣計算應運而生，它實現了資源和服務向邊緣位置下沉，可以就近處理海量數據，大量設備可以實現高效協同工作，從而降低交互時延、減輕網絡負擔。邊緣計算開源項目有Akraino Edge Stack、OpenEdge等。

網絡安全

在兩會期間，周鴻禕表示5G時代下，線上線下的邊界正在消失，網絡空間的攻擊將會穿透虛擬空間，直接映射到物理世界的安全。當前中國面臨的網絡攻擊威脅，只有通過統一大數據來感知網絡中未知的攻擊才能解決。

在萬物聯網的時代，網絡安全不容小覷，黑客極有可能通過防線，攻擊中控設備來控制家中一切可上網的終端，甚至可能會對用戶造成人身傷害，所以網絡安全不僅是現在更是未來非常重要的課題。

其它

頭戴設備的爆發極有可能會顛覆人們的娛樂方式，如電影《頭號玩家》中所描述的那樣，玩家沉浸於逼真的虛擬環境、擁有真實的體感觸感，這將會把玩家帶提升到一個新的娛樂高度。所以除了大數據相關的技術之外，3D建模、手勢操控、體感技術、全息投影、圖像識別、SLAM、LBS基站定位技術可能都是未來的熱門技術。

由於5G的殺手級應用還未浮出水面，所以5G產業如何發展還是一個未知數，未來可能會有更多蓄勢待發的新技術出現，我們應該時刻準備迎接新的知識，擁抱變化、適應變化、才不會被時代浪潮衝向邊緣。