5G技術(shù)即將到來,5G網(wǎng)絡(luò)的基本特點和應(yīng)用你了解了多少?

時間:2021-12-15

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導(dǎo)語:5G性能的目標是高數(shù)據(jù)速率,減少延遲,節(jié)省能源,降低成本,提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

  5G是第五代的蜂窩移動通信(英文:5th generation mobile networks或5thgeneration wireless systems),5G性能的目標是高數(shù)據(jù)速率,減少延遲,節(jié)省能源,降低成本,提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

  國際標準化組織3GPP定義了5G的三大場景。其中,eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù),mMTC指大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),URLLC指如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務(wù)。

  通過3GPP的三大場景定義可以看出,5G不僅應(yīng)具備高速度,還應(yīng)滿足低時延這樣更高的要求,盡管高速度依然是它的一個組成部分。從1G到4G,移動通信的核心是人與人之間的通信,個人的通信是移動通信的核心業(yè)務(wù)。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、無人駕駛等業(yè)務(wù)被引入,通信從人與人之間通信,開始轉(zhuǎn)向人與物的通信,直至機器與機器之間的通信。

  5G的基本特點

  (1)高速度

  網(wǎng)絡(luò)速度提升,用戶體驗與感受才會有較大提高,網(wǎng)絡(luò)才能面對VR/超高清業(yè)務(wù)時不受限制,對網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)才能被廣泛推廣和使用,意味著用戶可以每秒鐘下載一部高清電影,也可能支持VR視頻。

  (2)泛在網(wǎng)

  隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要無所不包,廣泛存在。只有這樣才能支持更加豐富的業(yè)務(wù),才能在復(fù)雜的場景上使用。泛在網(wǎng)在廣泛覆蓋和縱深覆蓋兩個層面提供影響力。

  廣泛是指我們社會生活的各個地方,需要廣覆蓋,如果覆蓋5G,可以大量部署傳感器,進行環(huán)境、空氣質(zhì)量甚至地貌變化、地震的監(jiān)測,將非常有價值。

  縱深是指雖然已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)部署,但是需要進入更高品質(zhì)的深度覆蓋。5G的到來,可把以前網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)不好的衛(wèi)生間、地下停車庫等都用很好的5G網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋。

  一定程度上,泛在網(wǎng)比高速度還重要,只是建一個少數(shù)地方覆蓋、速度很高的網(wǎng)絡(luò),并不能保證5G的服務(wù)與體驗,而泛在網(wǎng)才是5G體驗的一個根本保證。

  (3)低功耗

  5G要支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,就必須要有功耗的要求。這些年,可穿戴產(chǎn)品有一定發(fā)展,但是遇到很多瓶頸,最大的瓶頸是體驗較差?,F(xiàn)今,所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都需要通信與能源,雖然通信可以通過多種手段實現(xiàn),但是能源的供應(yīng)只能靠電池。通信過程若消耗大量的能量,就很難讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品被用戶廣泛接受。如果能把功耗降下來,將能大大改善用戶體驗,促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及。

  (4)低時延

  5G的一個新場景是無人駕駛、工業(yè)自動化的高可靠連接。人與人之間進行信息交流,140毫秒的時延是可以接受的,但是如果這個時延用于無人駕駛、工業(yè)自動化就很難滿足要求。5G對于時延的最低要求是1毫秒,甚至更低。

  無人駕駛汽車,需要中央控制中心和汽車進行互聯(lián),車與車之間也應(yīng)進行互聯(lián),在高速度行動中,一個制動,需要瞬間把信息送到車上做出反應(yīng),100毫秒左右的時間,車就會沖出幾十米,這就需要在最短的時延中,把信息送到車上,進行制動與車控反應(yīng)。

  無人駕駛飛機更是如此。如數(shù)百架無人駕駛編隊飛行,極小的偏差就會導(dǎo)致碰撞和事故,這就需要在極小的時延中,把信息傳遞給飛行中的無人駕駛飛機。工業(yè)自動化過程中,一個機械臂的操作,如果要做到極精細化,保證工作的高品質(zhì)與精準性,也是需要極小的時延,最及時地做出反應(yīng)。這些特征,在傳統(tǒng)的人與人通信,甚至人與機器通信時,要求都不那么高,因為人的反應(yīng)是較慢的,也不需要機器那么高的效率與精細化。而無論是無人駕駛飛機、無人駕駛汽車還是工業(yè)自動化,都是高速度運行,還需要在高速中保證及時信息傳遞和及時反應(yīng),這就對時延提出了極高要求。

  (5)萬物互聯(lián)

  傳統(tǒng)通信中,終端是非常有限的,固定電話時代,電話是以人群為定義的。而手機時代,終端數(shù)量有了巨大爆發(fā),手機是按個人應(yīng)用來定義的。到了5G時代,終端不是按人來定義,因為每人可能擁有數(shù)個,每個家庭可能擁有數(shù)個終端。

  (6)重構(gòu)安全

  傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)要解決的是信息速度、無障礙的傳輸,自由、開放、共享是互聯(lián)網(wǎng)的基本精神,但是在5G基礎(chǔ)上建立的是智能互聯(lián)網(wǎng)。智能互聯(lián)網(wǎng)不僅是要實現(xiàn)信息傳輸,還要建立起一個社會和生活的新機制與新體系。智能互聯(lián)網(wǎng)的基本精神是安全、管理、高效、方便。在5G的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中,在底層就應(yīng)該解決安全問題,從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初,就應(yīng)該加入安全機制,信息應(yīng)該加密,網(wǎng)絡(luò)并不應(yīng)該是開放的,對于特殊的服務(wù)需要建立起專門的安全機制。

  5G三大應(yīng)用場景

  5G主要有三大應(yīng)用場景:

  一是增強移動寬帶,其峰值速率將是4G網(wǎng)絡(luò)的10倍以上;

  二是海量機器通信,將實現(xiàn)從消費到生產(chǎn)的全環(huán)節(jié)、從人到物的全場景覆蓋,即"萬物互聯(lián)";

  三是超高可靠低時延通信,通信響應(yīng)速度將降至毫秒級,如自動駕駛汽車探測到障礙后的響應(yīng)速度將比人的反應(yīng)更快,將助推自動駕駛汽車從實驗室開到路上。

  5G即將登場,雖然5G還存在技術(shù)和應(yīng)用等方面亟待的問題,工信部已向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通三大運營商發(fā)放了5G系統(tǒng)中低頻段試驗頻率使用許可。2019年,5G進入試商用階段,5G已強勢降臨。


5G
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