5G的到来我们究竟在期待什么?

李倩 发表于 2018-10-16 17:50:13 收藏 已收藏
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5G的到来我们究竟在期待什么?

李倩 发表于 2018-10-16 17:50:13

随着时代的发展,人与人之间的沟通,正在向人与物、物与物之间扩展,最终达成“万物互联”。但是,如何实现智能家居、智慧城市、智慧交通......这样的社会生活大变革,5G(第五代移动通讯系统)通信技术无疑是其关键载体。

今年6月,国际5G标准正式出炉,美国、韩国、日本等地区将陆续实现5G商用,我国5G发牌时间也初步确定,大家都在讨论5G的到来,那么,我们究竟在期待什么?

从1G到4G,变的不只是速度

众所周知,移动网络的速率飞速提升,从2G时代的每秒10Kbit,发展到4G时代的每秒1Gbit,足足增长了10万倍。

1986年,1G(第一代移动通讯系统)在美国芝加哥诞生,采用模拟讯号传输。即将电磁波进行频率调制后,把语音信号转换到载波电磁波上,载有信息的电磁波发布到空间后,由接收设备接收,并从载波电磁波上还原语音信息,完成一次通话。

20世纪90年代开始的2G是数字技术的革命。2G时代的手机可以上网了,其数据传输速度虽然很慢,但文字信息的传输由此开始了,这成为当今移动互联网发展的基础。

(来源:网络)

3G依然采用数字数据传输,但通过开辟新的电磁波频谱、制定新的通信标准,使得3G的传输速度可达每秒384Kbit,是2G时代的140倍。由于采用更宽的频带,传输的稳定性也大大提高。3G被视为是开启移动通讯新纪元的重要关键。

2013年12月,工信部宣布向中国移动、中国电信、中国联通颁发4G牌照。至此,移动互联网进入了一个新的时代。4G网络上网速度可以媲美20M家庭宽带,因此4G网络具备非常流畅的速度,观看高清电影、大数据传输速度都非常快。

(来源:全球物联网观察)

如果说,我们用2G看小说、3G看图片、4G看视频,那么5G能做什么?5G改变的可能是社会......

三大特点,创造未来多场景

5G凭借其高速率、大容量、低延时的特点,能够满足人们对网络连接超大流量、超多设备连接数、超高移动性的需求。

高速率

5G网络已成功在28GHz(千兆赫)波段下达到了1Gbps。未来5G网络的传输速率最高可达10Gbps,将会是4G网络的50-100倍。这意味着用户可以每秒钟下载一部高清电影,也可支持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。

大容量

5G网络的容量相比于现在将提升数十倍,得益于高频谱资源的引入以及大规模MIMO技术的支持。这意味着基站可以同时为更多终端提供服务。在用户密度极高的信号重灾区,即使上万人集中通讯,5G也可以满足每个人对高速网络的需求,不会出现有信号却上不了网的情况。

低时延

5G对于时延的最低要求是1毫秒,甚至更低。例如,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。而5G技术应用其中,实现在最短的时延中,把信息送到车上,进行制动与车控反应。

速率高、延迟低,同时也使5G网络环境下的安全性变得尤为重要。5G在终端接入身份认证、终端安全、网络切片以及物联网、车联网等方面的安全问题都与之前4G需求不同,因而面对的挑战也更加复杂。而且,5G是一个特别开放的网络,它可以和任何人任何物做朋友,所以它面临各种恶意软件的攻击。未雨绸缪,提前布局5G的安全问题也是重中之重。

关键技术,实现智能互联

5G作为新一代的移动通信技术,它的网络结构、网络能力和要求,都有大量技术被整合在其中。

毫米波

5G技术首次将毫米波(频率大于24GHz以上频段)应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量,这将重塑移动体验。

毫米波也存在一些不足,例如,穿透力差,毫米波频段传输的信号甚至无法穿透墙体,此外,它还面临着波形和能量消耗等问题。  

小基站

因毫米波的不足,其频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输并非易事,而小基站则解决了这一问题。

由于体积的大幅缩小,运营商可以在250米左右部署一个小基站,以此排列,在每个城市部署数千个小基站以形成密集网络,每个基站可以从其它基站接收信号,并且向任何位置的用户发送数据。

大规模MIMO

从2×2提高到了目前4×4 MIMO。更多的天线也意味着占用更多的空间,要在空间有限的设备中容纳进更多天线显然不现实,只能在基站端叠加更多MIMO。目前看来,5G NR 可以在基站端使用最多256根天线,而通过天线的二维排布,可以实现3D波束成型,从而提高信道容量和覆盖。

5G产业链这些主要玩家

从手机厂商到5G设备商,全产业链都在准备迎接5G时代的到来。

芯片技术

目前,高通、华为、英特尔、三星等都已推出相关的5G芯片。

高通骁龙X50 5G调制解调器芯片组已经在2017年10月完成全球首次5G连接。今年8月,高通正式宣布推出7纳米制程工艺的系统级芯片平台,该平台可与骁龙X50 5G调制解调器搭配。

华为巴龙5G01是全球首款投入商用的、基于3GPP标准的5G芯片,支持全球主流5G频段,包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频)。

(华为在5G领域占有主导地位,原因在于它擅长两种业务:一是,针对无线标准申请专利;二是,出售满足无线标准的芯片设计。)

英特尔也发布了XMM8060系列调制解调器,支持5G,并向下兼容2G/3G/4G网络。

三星推出了5G基带芯片Exynos Modem 5100,采用10nm LPP工艺打造,支持Sub 6GHz中低频(我国将采用)以及mmWave(毫米波)高频,向下兼容2G/3G/4G,包括但不限于GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、HSPA、4G LTE等。

此外,联发科也推出他们的5G基带产品Helio M70,预计明年开始商用。紫光展锐将在2019年推出5G芯片,实现5G芯片的商用。

设备商

在5G网络大规模铺设、使用之前,移动运营商首先需把网络基础设施升级为5G设备。目前主要的5G设备商,有中国的华为和中兴、瑞典的爱立信以及芬兰的诺基亚。

据悉,诺基亚已经和日本NTT DoCoMo公司签订了5G基站订单,也和中国移动签署了5G基站网络方面的合作;爱立信也拿下了美国第一大移动运营商Verizon的5G设备合同,同时也跟德国第一大电信有5G方面的合作,并且跟韩国SK电讯也有合作。

(来源:通信圈)

运营商

我国工信部原定于在10月1日之前“向三大运营商正式确定5G系统频率”,目前又被延后。近日,三大运营商的5G时间表公布,可见他们对于争夺5G优质频谱的激烈程度。

三大运营商按照IMT-2020(5G)推进组的计划,基本确定2018年进行重点城市的5G试点,2019年预商用,2020年正式商用。

中国移动表示,将建设世界上规模最大的5G试验网,并联合全球20家终端产业合作伙伴共同启动“5G终端先行者计划”。

中国联通在6月26日的国际合作伙伴会议上表示,今年将在16个城市开展5G规模实验,并进行业务应用和典型示范。

中国电信在6月26日的2018上海世界移动大会上发布《中国电信5G技术白皮书》宣布,其5G网络将优先选择SA方案组网,通过核心网互操作实现4G和5G网络的协同。

(在近日举行的北京通信展商,有设备商预计,中国移动5G将获得2.6GHz频段共计160M频谱,并获得4800-4900MHz频段;中国电信5G获得3400-3500MHz频段;中国联通5G获得3500-3600MHz频段。)

5G凭借容量更大、速度更快、时延更低等优势将把人类信息交互的速率再次提升几十倍甚至上百倍。与此同时,5G技术也会带来巨大的经济效益,相关报告预测,截至2035年,5G技术将为全球带来高达12.3万亿美元的经济效益。

那么,5G究竟什么时候来?10月5日,答案似乎出现了。美国最大通讯运营商AT&T发表公告称:将于2018年年底推出全球首个5G移动网络。首批实现5G网络商用服务的12个城市也将在2018年底实现。

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