【超强科普】15个问题带你看懂5G


导 读

中国的5G时代真的来了!通过15个问题向您展示5G。

综合文章主要回答了5G,5G三种情景,5G关键绩效指标,5G可为普通用户带来的新体验以及5G对经济社会发展的影响。

技术部分侧重于5G技术标准的进展。与4G相比,5G和5G核心网技术有哪些优势,5G是否具有TDD和FDD模式以及5G网络构建对光纤承载网络的挑战。

应用部分回答了全球5G应用的进展,5G和高清视频,汽车网络,工业互联网,医疗整合将为用户带来全新体验。

综合篇

1、什么是5G?

全球移动通信每十年都有新一代的革命性技术。

1G实现模拟语音服务;

2G完成了从模拟到数字的过渡,主要支持语音和短信等低速数据服务;

3G采用码分多址(CDMA)接入方式,实现对移动多媒体业务的支持;

4G采用多输入多输出(MIMO)和正交频分多址(OFDM)作为开辟移动互联网新时代的核心技术。

从移动互联网到移动物联网,5G从人与人之间的沟通扩展到人与事,物与物之间的沟通,并将与经济社会的各个领域深度融合,引发生产与生活方式的深刻变革。

2、5G的三大场景是什么?

2015年,国际电信联盟(ITU)为5G定义了三种应用场景:

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增强型移动宽带(eMBB)旨在实现移动互联网流量的爆炸性增长,为移动互联网用户提供更加极端的应用体验;

超可靠的低延迟通信(URLLC)针对垂直行业应用,其中工业控制,远程医疗和自动驾驶对延迟和可靠性要求极高;

大规模机器通信(mMTC)针对智能城市,智能家居以及针对传感和数据采集的环境监控等应用。

5G的五大应用场景将全面支持新模型和新格式的创新开发。

3、5G的关键性能指标是什么?

与4G相比,5G应用场景更加丰富,关键性能指标更加多样化。

中国对5G需求进行了深入研究,提出了5G花卉,包括5G关键能力指标体系,9项绩效指标。除成本效率指标外,国际电联还采用了其他8项关键绩效指标,即用户体验率和流量。密度,峰值速率,连接密度,空中接口延迟,移动性,频谱效率和能效。三个最突出的性能指标是用户体验率,空中接口延迟和连接密度。

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5G用户体验率可达100Mbps至1Gbps,是4G的10倍以上;

空中接口延迟低至1ms,是4G的1/10;

件下4G的50倍以上。

5G实现了网络性能的新飞跃,开启了万物互联的新纪元,带来了无限的想象空间。

4、5G能为普通用户带来哪些新的体验?

对于普通用户来说,可以通过4G网络享受各种移动互联网服务,但受到4G速度和延迟的限制,虚拟现实(VR),增强现实(AR)等业务体验并不好,在地铁里,在诸如体育场馆等拥挤的区域中,存在网络速度下降且图像卡住的情况。

与4G相比,5G具有超高速,超低延迟,大容量的特点,将推动移动互联网业务的新一轮创新发展。

5G支持VR/AR和4K/8K超高清视频等显示模式。通过在云服务器上进行复杂的计算和处理,降低了终端的复杂性。

随着5G的广泛应用,从可穿戴设备,智能家居。智能城市的基础设施将连接到5G网络,以实现万物互联。

基于5G网络,您无需离开家即可远程访问和组织全息视频会议。您还可以随时随地与亲人一起进行3D视频通话,并远程控制家用空调和机器人。

VR/AR用于在线教育,使偏远地区的人们能够享受到更好的教师和更多的互动式教学。

5G将为我们的日常生活带来极大的便利和更多的惊喜。

5、5G对经济社会发展有哪些影响?

5G将全面建设经济社会发展的关键信息基础设施,推动传统领域的数字化,网络化和智能化升级,带来生产方式和生活方式的新变化。

首先是扩展和升级信息消费。 5G的高带宽和低延迟将进一步增强移动互联网用户体验,将信息消费从低水平的供需平衡提升到高水平,并帮助中国的信息消费继续加速和扩大。

二是促进数字经济的高质量发展。作为通用技术,5G将结合云计算,大数据,人工智能等新一代信息技术,成为加速中国传统产业技术转型和跨境整合,促进传统产业发展的孵化器。作为工业,医疗,运输和能源。数字化,智能化,网络化发展,信息化水平提升,新产品,新模式,新格式的产生,已成为数字经济发展的强大动力。

三是创造新的社会服务方式。 5G与电子政务和智慧城市的结合,将促进政府的科学决策和社会治理的精确性。 5G可以大规模应用于教育,文化,医疗和体育等公用事业。通过结合虚拟现实和人工智能等技术,它可以提供新的服务和新模式,如远程教育,远程医疗诊断和虚拟现实体育的直播。服务的用户体验提高了公共服务的效率。

5G将建立一个新的移动网络基础设施,这不仅将推动整个信息通信制造和服务行业产业链的增长,更重要的是,加速5G技术与工业,农业,交通等垂直行业的整合和能源。全面转型升级传统产业。同时,加快新技术,新格式,新产业的培育,在新一轮科技革命和产业转型中取得主动,创造巨大的经济价值。

据估计,在2020 - 2025年期间,中国5G商业企业直接带动的经济总量将达到10.6万亿元,直接增加的经济增加值将达到3.3万亿元;总经济产出间接拉动约24.8万亿元,间接推动经济增加值达到8.4万亿元。

技术篇

6、5G技术标准进展情况?

5G国际标准由第三代合作伙伴计划(3GPP)制定,该项目由来自中国,美国,日本,韩国,欧洲和印度的七个通信标准化组织组成。它已经建立了3G,4G和5G等国际标准。

2018年6月,3GPP发布了全球统一的5G国际标准(第一版)。考虑到5G运营商的频谱,业务定位和部署速度,5G国际标准支持两种类型的架构:NSA(非独立网络)和SA(独立网络)。

在NSA架构中,无线技术采用5G标准,核心网仍采用4G标准,主要支持5G增强型移动宽带业务。

在SA架构中,无线和核心网络均采用5G标准,支持增强的移动宽带和基本的低延迟,高可靠性服务,并支持网络分片和边缘计算。

3GPP正在开发5G第二版国际标准,计划于2020年3月发布。该版本将更好地支持车辆互联网,工业互联网和其他行业的应用场景。

7、与4G相比,5G无线技术有哪些优势?

在架构方面,5G支持三种主要应用场景,并采用灵活的新系统设计,如灵活的参数和帧结构。

在关键技术方面,为了支持高速传输和更好的覆盖,5G采用LDPC(低密度奇偶校验码),Polar的新信道编码方案,以及更强大的大规模天线技术。为了支持低延迟和高可靠性,5G使用短帧,快速反馈,多层/多站数据重传等技术。

在频段方面,5G为中低频段和高频段设计了统一的技术方案。中低频段满足覆盖和容量要求,支持100MHz基本信道带宽,高频频段满足增加热点区域容量的需要,支持400MHz基本信道带宽。

8、与4G相比,5G核心网技术有哪些突破?

5G核心网采用新的业务架构,支持网络虚拟化/软件定义网络(NFV/SDN)和网络分片等技术,实现灵活部署和差异化服务。

5G采用全业务架构,通过模块化网络功能支持按需呼叫和功能重配置,通过业务描述易于实现开放,有利于第三方业务的发展。

5G采用NFV/SDN技术,通过硬件通用化和软件模块化,灵活的网络功能部署,高效的资源调度实现云网络。基于边缘计算,它支持基于应用程序的网关选择和边缘卸载。

5G采用网络切片技术,可以定制多个功能不同的逻辑网络和特色服务,灵活地为不同需求的行业用户服务。

9、5G是否有TDD和FDD模式?

TDD(时分双工)是指在相同频率的不同时间发送和接收数据。 FDD(频分双工)是在不同频率上分别发送和接收数据。 TDD仅占用一定频率,而FDD需要占用两对频率。

5G支持TDD和FDD双工模式,两者的技术方案基本相同。由于5G信道的带宽高达100MHz,因此很难找到一对频率资源。目前,全球5G频率主要是TDD模式,商用5G网络采用TDD模式。

10、5G网络建设对光纤承载网的挑战?

5G承载网面临的主要挑战是大带宽,超低延迟以及联合管理和控制等问题。

为了解决基站的大带宽数据传输问题,有必要增加网络容量。 5G低频基站所需的传输带宽为2~5Gbit/s,约为4G基站的10-15倍。中国基站接入环线的带宽需要大量的1Gbit/s和现有网络的少量10Gbit/s。它需要快速扩展或新建到50Gbit/s甚至100Gbit/s。核心和汇聚层网络带宽需要通过多个100Gbit/s构建。 200Gbit/s甚至400Gbit/s系统,满足Tbit/s容量要求。

为确保超低延迟服务,需要加强光纤网络拓扑优化。汽车网络,智能电网和工业互联网等服务对端到端低延迟性能提出了更严格的要求。 5G承载网络延迟指示器是几个我们到几十个人的超低延迟要求。有必要结合各种服务应用场景,加强网络拓扑规划和延迟索引分配,以满足超低延迟的挑战。

为了支持网络切片等服务,需要联合管理和控制。 5G提出了三种主要服务场景的网络片生命周期管理和控制要求。因此,5G承载网不仅要支持数据平面上带宽资源的软硬隔离能力,还要支持管理和控制平面中5G业务编排的联合管理和控制架构和标准。北向接口为垂直行业等新兴服务提供网络分段管理和性能监控运营服务功能。

应用篇

11、全球5G应用进展情况如何?

全球5G应用程序尚处于起步阶段,各方正在积极探索各种5G应用程序。

根据中国信息通信研究院的数据,75个国家的运营商在5G试验中进行了107次应用测试,其中应用场景与AR/VR最相关,其他三种测试是固定无线接入。高清视频传输和物联网相关应用。

在5G商业应用方面,美国电信运营商Verizon和AT&T于2018年底推出了20G商用服务。他们的服务是5G家庭宽带服务和移动热点服务,终端是5G客户端设备和家用路由器。

韩国的5G商业业务专注于企业客户。 KT Commercial的第一家企业客户是汽车零部件制造商。 LGU +与机械公司合作开发5G遥控挖掘机。 SKTelecom宣布将在首尔建设一个5G网络。支持的运输系统。

日本运营商专注于汽车网络形成驾驶,远程医疗,智能工厂和紧急救援等应用。

中国积极推动5G在工业互联网,汽车网络,智能城市等领域的应用,加速5G应用产业的发展。 2018年,第一届5G应用集合竞赛成功举行,一批5G特色应用程序孵化出来。第20届20G应用收集大赛正如火如荼地进行。

5G跨行业应用仍然面临许多挑战。工业企业参与有限,需求深度不够充分,商业模式不明确,应用生态系统需要改进,跨行业技术,产业和监管障碍。

12、5G与高清视频融合,用户带来哪些新体验?目前进展如何?

具有大带宽和低延迟的超高清视频服务被认为是5G时代的早期应用。

一方面,传统视频向4K/8K的演进使用户能够“看得清楚”,与5G的融合可以提供“阴影无需转身”的观看体验;另一方面,虚拟/增强现实强调“身体”5G的沉浸式体验可以帮助创建一个高度沉浸式和强大的交互式应用场景。

5G和视频的融合可以渗透到采集,生产和应用的各个方面。例如,5G为4K/8K和VR直播提供创新应用。 2019年,中央电视台春晚首次使用5G实现会场信号回归; 5G和VR的融合可以支持自然风光,历史遗迹和革命性的旧区。 360度全景拍摄和旅游景点直播,为景区预览,红色教育和旅游社交提供身临其境的体验。

13、5G与车联网融合,为用户带来哪些新体验?目前进展如何?

5G为车载互联网提供低延迟,高可靠性和大带宽的无线通信保障。通过“人 - 车 - 路 - 云”的全方位连接和信息交互,车辆网络不仅可以为用户提供娱乐导航和共享。旅行等信息服务也可以支持驾驶安全和未来的自动驾驶服务。

根据市场需求和技术成熟度,它目前主要用于驾驶安全和交通效率应用。例如,在车辆和车辆之间,通过诸如广播车辆的位置和运动状态的信息,可以实现诸如碰撞警告和紧急制动警告的主动安全应用;交通灯交通灯和其他路边基础设施可以实现交通灯引起的交通。交通效率改善应用,如速度指导。

随着技术的不断发展,该行业也展示了自动驾驶应用的示范。例如,在诸如矿井的恶劣操作情况下,可以通过发送诸如实时视频和车辆控制信息之类的感测信息来实现远程远程驾驶应用。

14、5G与工业互联网融合应用前景如何?

5G与工业互联网的融合逐步从生产支撑向工业生产核心业务发展,将深刻影响工业生产方式和产品形态。

5G促进了工业企业生产模式的转变。通过5G技术,促进人员,设备和环境的全方位互联以及生产设备的远程实时控制,促进工业生产的自动化,网络化和智能化发展。例如,青岛港利用5G网络实现港口装卸区域的海面潮汐,运输区域,船舶集装箱视频监控,以及起重机等设备的远程实时控制,成为世界上第一个5G智能港口。

5G将促进新工业产品形式的形成。 5G与云计算,大数据,人工智能和其他技术的结合使工业设备摆脱了电缆的限制,使生产线更容易弯曲。例如,用5G无线替换现场总线可以快速调整生产线类型,批次和批次。华为和爱立信等ICT公司已与工业公司联手开发基于5G移动机器人和材料手推车的新产品。

15、5G与医疗融合,为用户带来哪些新体验?

5G技术和医疗领域的创新整合将带来各种无线医疗场景。 5G可以支持基于视频和图像交互的医疗诊断和指导应用,如实时移动病房舍入病人图像诊断信息,远程医疗服务机器人,远程实时咨询,应急救援指导,无线手术教学和无线专家诊断等.5G支持基于视频和力反馈的远程控制应用,如远程机器人超声,远程机器人内窥镜和远程机器人手术。

基于5G远程医疗,基层偏远地区的群众无需前往北山光等大城市的大医院就诊。他们可以在家享受高质量的医疗服务,有助于缓解中国医疗资源不足和不平衡发展的问题。

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