5G来了，你GET多少？5G发展与应用场景
发布时间：2022-12-10 12:41:26 所属栏目：通讯 来源：
导读： 第一代移动通信技术主要是语音时代。第二代移动通信技术则主要关注开始提供诸如SMS（短信息服务）以及数据支持等额外的服务。到了3G移动通信时代，各类新兴的移动通信服务不断走向市场，从而逐步演进成为了无线
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第一代移动通信技术主要是语音时代。第二代移动通信技术则主要关注开始提供诸如SMS（短信息服务）以及数据支持等额外的服务。到了3G移动通信时代，各类新兴的移动通信服务不断走向市场，从而逐步演进成为了无线移动宽带通信系统。到了现在的4G移动通信阶段，移动数据的流量已经超越语音通话，人们对移动宽带的使用已经超过了传统服务，4G LTE网络集成移动蜂窝网络技术提供先进的数据支持。 移动通信演进 5G能为我们带来什么？ 4G网络已经很快了，为什么还要上5G？班长认为4G时代造就了移动互联网的繁荣，靠着近十年来智慧型手机爆发性成长之赐，人们对于频宽的需求与时俱进，抖音、快手短视频社交也发达而崛起。人们对于无线网络的速度需求只会越来越大，因此一旦5G逐渐普及，许多需要更快下载速度的服务与应用也会迅速流行。 4G带来了流量应用的快速发展 目前我们对于5G的想像与要求，不外乎就是迅速、低时延(Delay)、安全性这几项，同时许多大厂与标准联盟，也希望5G能够带来更好的转变，让虚拟现实技术、物联网、无人驾驶等现在已经发展的技术变得更为可靠，毕竟你应该不会希望自己的自驾车从网络上抓取数据时，网络的延迟过于严重，目前4G技术在点对点的连接延迟约为50毫秒，无法达到即时控制与命令，但目前的5G技术规格点对点的联机延迟约为一毫秒，在这样的条件下，即时透过网络传输命令更有可能实现。 拿自动驾驶距离，一辆汽车如果以120KM/H的时速形式，使用4G网络进行制动指令传输，时延为50ms，增加的制动距离为1.67M，此时事故已经可能发生了；而5G传输时延达到1MS，增加的制动距离为3.3CM，所以5G网络提供的低时延，将助力自动驾驶技术的飞速发展。 345G自动驾驶对比 总结:5G意味着什么？意味着更快的上传下载速度、炫酷的VR娱乐体验、城市物联、无人驾驶、远程医疗。5G不仅仅是网速那么简单，它能颠覆时代！ 5G产业标准 5G产业的目标是让它成为全球统一的标准。 5G三大应用场景 3GPP发布三项5G发展目标，分别为整体系统容量提升、大规模互联、超可靠与低延迟。为了达成上述目标，5G技术发展将区分成三大主轴，分别是提供更高带宽的eMBB，同时也包含了专为大规模物联网应用而发展的mMTC，以及能满足各种实时通讯需求，且可靠度更高的URLLC。由于三种应用场景锁定的情境皆不相同，未来电信商的营运模式与发展的产业生态链，势必也将有所不同。 5G三大应用场景 根据未来移动通信论坛发布的《5G白皮书》5g应用场景，从信息交互对象不同的角度划分，未来5G应用将涵盖三大类场景：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延（uRLLC）。其中，eMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。mMTC和eMTC则是物联网的应用场景，但各自侧重点不同：mMTC主要是人与物之间的信息交互，eMTC主要体现物与物之间的通信需求 eMBB( Enhance Mobile Broadband)，增强移动宽带，是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升。连续广域覆盖，为用户提供随时随地的通信服务，要求用户体验速率100Mbps，用户移动速度可以达到500km/h；热点高容量地区，如商业广场，CBD等人群密集区域，速率要求更高。mMTC，即海量机器类通信（massive Machine Type of Communication，大规模物联网） 提供低功耗、低沉本、支持海量连接服务。目前已见雏形的有智能电表、水表，智能单车、智能家居、智能路灯服务。uRLLC低延时高可靠场景，用于对时延要求很高，可靠性要求很高的场景，如车联网。高速度 相对于4G，5G要解决的第一个问题就是高速度。网络速度提升，用户体验与感受才会有较大提高，网络才能面对VR/超高清业务时不受限制，对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用。因此，5G第一个特点就定义了速度的提升。 其实和每一代通信技术一样，确切说5G的速度到底是多少是很难的，一方面峰值速度和用户的实际体验速度不一样，不同的技术不同的时期速率也会不同。对于5G的基站峰值要求不低于20Gb/s，当然这个速度是峰值速度，不是每一个用户的体验。随着新技术使用，这个速度还有提升的空间。 这样一个速度，意味着用户可以每秒钟下载一部高清电影，也可能支持VR视频。这样的高速度给未来对速度有很高要求的业务提供了机会和可能。 深度与广度连接 随着业务的发展，网络业务需要无所不包，广泛存在。只有这样才能支持更加丰富的业务，才能在复杂的场景上使用。泛在网有两个层面的含义。一是广泛覆盖，一是纵深覆盖。 广泛是指我们社会生活的各个地方，需要广覆盖，以前高山峡谷就不一定需要网络覆盖，因为生活的人很少，但是如果能覆盖5G，可以大量部署传感器，进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测，这就非常有价值。5G可以为更多这类应用提供网络。 纵深是指我们生活中，虽然已经有网络部署，但是需要进入更高品质的深度覆盖。我们今天家中已经有了4G网络，但是家中的卫生间可能网络质量不是太好，地下停车库基本没信号，现在是可以接受的状态。5G的到来，可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。 5G特点 一定程度上，深度与广度覆盖比高速度还重要，只是建一个少数地方覆盖、速度很高的网络，并不能保证5G的服务与体验，而深度与广度覆盖才是5G体验的一个根本保证。 低功耗 5G要支持大规模物联网应用，就必须要有功耗的要求。这些年，可穿戴产品有一定发展，但是遇到很多瓶颈，最大的瓶颈是体验较差。以智能手表为例，每天充电，甚至不到一天就需要充电。所有物联网产品都需要通信与能源，虽然今天通信可以通过多种手段实现，但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量，就很难让物联网产品被用户广泛接受。 如果能把功耗降下来，让大部分物联网产品一周充一次电，甚或一个月充一次电，就能大大改善用户体验，促进物联网产品的快速普及。eMTC基于LTE协议演进而来，为了更加适合物与物之间的通信，也为了更低的成本，对LTE协议进行了裁剪和优化。eMTC基于蜂窝网络进行部署，其用户设备通过支持1.4MHz的射频和基带带宽，可以直接接入现有的LTE网络。eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。而NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。 NB-IoT其实基于GSM网络和UMTS网络就可以进行部署，它不需要和5G的核心技术那样需重新建设网络，但是，虽然它部署在GSM和UMTS的网络上，还是一个重新建设的网络，而它的能力是大大降低功耗，也是为了满足5G对于低功耗物联网应用场景的需要，和eMTC一样，是5G网络体系的一个组成部分。低时延 5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流，140毫秒的时延是可以接受的，但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就无法接受。5G对于时延的最低要求是1毫秒，甚至更低。这就对网络提出严酷的要求。而5G是这些新领域应用的必然要求。无人驾驶汽车，需要中央控制中心和汽车进行互联，车与车之间也应进行互联，在高速度行动中，一个制动，需要瞬间把信息送到车上做出反应，100毫秒左右的时间，车就会冲出几十米，这就需要在最短的时延中，把信息送到车上，进行制动与车控反应。 无人驾驶 无人驾驶飞机更是如此。如数百架无人驾驶编队飞行，极小的偏差就会导致碰撞和事故，这就需要在极小的时延中，把信息传递给飞行中的无人驾驶飞机。工业自动化过程中，一个机械臂的操作，如果要做到极精细化，保证工作的高品质与精准性，也是需要极小的时延，最及时地做出反应。这些特征，在传统的人与人通信，甚至人与机器通信时，要求都不那么高，因为人的反应是较慢的，也不需要机器那么高的效率与精细化。而无论是无人驾驶飞机、无人驾驶汽车还是工业自动化，都是高速度运行，还需要在高速中保证及时信息传递和及时反应，这就对时延提出了极高要求。 要满足低时延的要求，需要在5G网络建构中找到各种办法，减少时延。边缘计算这样的技术也会被采用到5G的网络架构中。 5G关键指标 万物互联 传统通信中，终端是非常有限的，固定电话时代，电话是以人群为定义的。而手机时代，终端数量有了巨大爆发，手机是按个人应用来定义的。到了5G时代，终端不是按人来定义，因为每人可能拥有数个，每个家庭可能拥有数个终端。 2018年，中国移动终端用户已经达到14亿，这其中以手机为主。而通信业对5G的愿景是每一平方公里，可以支撑100万个移动终端。未来接入到网络中的终端，不仅是我们今天的手机，还会有更多千奇百怪的产品。可以说，我们生活中每一个产品都有可能通过5G接入网络。我们的眼镜、手机、衣服、腰带、鞋子都有可能接入网络，成为智能产品。家中的门窗、门锁、空气净化器、新风机、加湿器、空调、冰箱、洗衣机都可能进入智能时代，也通过5G接入网络，我们的家庭成为智慧家庭。 5G网络 而社会生活中大量以前不可能联网的设备也会进行联网工作，更加智能。汽车、井盖、电线杆、垃圾桶这些公共设施，以前管理起来非常难，也很难做到智能化。而5G可以让这些设备都成为智能设备。 重构安全 安全问题似乎并不是3GPP讨论的基本问题，但是它也应该成为5G的一个基本特点。 传统的互联网要解决的是信息速度、无障碍的传输，自由、开放、共享是互联网的基本精神，但是在5G基础上建立的是智能互联网。智能互联网不仅是要实现信息传输，还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。安全是5G之后的智能互联网第一位的要求。假设5G建设起来却无法重新构建安全体系，那么会产生巨大的破坏力。 5G对未来的定义 如果我们的无人驾驶系统很容易攻破，就会像电影上展现的那样，道路上汽车被黑客控制，智能健康系统被攻破，大量用户的健康信息被泄露，智慧家庭被攻破，家中安全根本无保障。这种情况不应该出现，出了问题也不是修修补补可以解决的。 在5G的网络构建中，在底层就应该解决安全问题，从网络建设之初，就应该加入安全机制，信息应该加密，网络并不应该是开放的，对于特殊的服务需要建立起专门的安全机制。网络不是完全中立、公平的。举一个简单的例子：网络保证上，普通用户上网，可能只有一套系统保证其网络畅通，用户可能会面临拥堵。但是智能交通体系，需要多套系统保证其安全运行，保证其网络品质，在网络出现拥堵时，必须保证智能交通体系的网络畅通。而这个体系也不是一般终端可以接入实现管理与控制的。 （编辑：应用网_常德站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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