本文將會帶來5g技術簡介,現在大家都關注的世界5g技術是指什么?
什么是5g
5g是第五代移動網絡或第五代無線系統。
從名稱可以看出,5g是4G的下一代演進。4G是我們使用的主流移動通信技術標準。
5g是全球通信技術標準。國際電信聯盟(ITU)發布了該協議。國際電聯是聯合國的一個附屬機構,專門負責與信息和通信技術有關的事務,包括制定全球電信標準和促進全球電信發展。
國際電信聯盟
5g只是新一代技術標準的“昵稱”。它也有自己的“大名(法定名稱)”,稱為imt-2020。國際電聯在2015年10月于瑞士日內瓦舉行的2015年無線電通信全體會議上正式確定了該名稱。
5g也有自己的官方標志,如下所示:
事實上,早在2013年左右,歐盟、日韓、美國和中國就開始了5g標準的研究。
imt-2020(5g)推廣小組由工業和信息化部、國家發改委和科技部于2013年2月共同推動成立,涵蓋國內移動通信領域的產學研主力軍。是推動國內5g技術研究和國際交流合作的主要平臺。
imt-2020(5g)推進組的機構設置
在啟動5g標準研究之初,ITU征求了來自世界各地的5g索引要求和每個人對5g的需求。換言之,我希望收集您對5g的意見和期望:我們的5g需要做些什么,可以實現哪些具體指標,等等。
中國提出的是我們以后經常看到的“5g之花”:
本5g花朵詳細描述了我們對5g關鍵指標和功能的期望。例如,峰值速率可以達到幾十Gbps,端到端延遲可以達到1ms(毫秒),頻譜利用率應該很高,能耗應該很低,等等。
其他國家也對5g提出了自己的看法和期望。例如,韓國提出了“機車模型”:
最后,國際電聯根據各國意見確定了5g的目標,可以稱之為“蜘蛛網模式”:
該模式采用了中國“5g之花”的大部分指標。綜上所述,如下圖所示:
如果仔細觀察上述技術指標,您會發現這些指標與我們通常認為的網絡指標有很大不同。
作為手機用戶,我們對移動通信網絡的要求主要集中在網絡速度上。如果手機的上網速度足夠快,我們會非常滿意。
上表中的連接密度、延遲等指標遠遠超過普通手機用戶的要求。
是的,在5g索引設計之初,它不僅僅是用于移動互聯網服務。其主要服務對象是物聯網。
5g的三種應用場景
2015年9月,ITU正式確認了三種5g應用場景,即emmb、urllc和mmtc。
EmbB是增強型移動寬帶。
顧名思義,這個場景是人們現在使用的移動寬帶(移動互聯網接入)的升級版,主要服務于消費者互聯網的需求。在這種情況下,重點是網絡的帶寬(速率)。在上述5g索引中,如果速率達到10Gbps以上,則服務于embB場景。
這主要服務于物聯網場景。如車聯網、無人機、工業互聯網等。
在這種情況下,對網絡延遲的要求很高。例如,如果車輛互聯網的延時很長,并且網絡無法在很短的時間內響應數據,則可能會發生嚴重的交通事故,甚至危及人身安全。這種場景對網絡可靠性也有很高的要求。與移動互聯網接入不同,如果網絡不穩定,用戶最多會不滿意。
Mmtc是大眾機器型通信,大眾物聯網通信。
這也是一個典型的物聯網場景。例如,單位面積內有大量的終端,如智能井蓋、智能路燈、智能水表、電表等。網絡需要支持這些終端的同時接入,這是指mmtc場景。
在這三種應用場景中,只有一種主要用于人聯網,另外兩種主要用于物聯網。這給了5g一個定性:其物聯網屬性強于人聯網屬性。
應該注意的是,這三種應用場景并不涉及三種不同的網絡。只有一個網絡和一個技術標準,即5g。
三種應用場景是指5g將使用網絡切片等方式,使網絡同時為不同的用戶提供服務。換句話說,5g不是各種技術標準(如3G,包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA)的集合,而是一個真正集成了各種關鍵技術的綜合網絡。
許多人將mmtc和urllc理解為NBIOT和EMTC等獨立技術,這是錯誤的。情景不等于技術。這三種場景使用相同的硬件和軟件。
5g與物聯網
5g向物聯網的發展是時代決定的。
人類通信技術的發展實際上是一個供給方不斷趕上需求方的過程。
從古代飛鴿送書、送戰火到現代電報電話,再到以1g、2G、3G、4G為代表的現代移動通信,我們都在努力滿足人們的基本通信需求。
如何更快、更準確地傳輸信息以及如何傳輸更豐富的信息是通信技術發展的主要思想。
我們感到自豪的是,在幾代記者的努力下,我們取得了顯著的進步和成就。
特別是隨著現代移動通信技術的飛速發展,從1g到4G,人類的基本通信需求早已得到滿足。便捷的移動互聯網接入給人們的工作和生活帶來了翻天覆地的變化,也徹底改變了我們的消費模式。
雖然我們滿足了人類的通信需求,構建了美好的數字生活,但服裝、食品、住房和交通并不是人類發展的全部,消費互聯網也不是互聯網的全部。我們還有城市、農業、工業、能源、科研、教育、物流等許多行業。
這些行業也有數字化、網絡化和智能化的需求,即工業互聯網和政企互聯網。
消費者互聯網與工業互聯網、政企互聯網一起,是真正的互聯網。
隨著互聯網普及率的不斷提高,人口紅利即將結束,消費互聯網的發展接近飽和。
工業互聯網和政企互聯網是一個更廣闊的市場。消費互聯網的發展階段可以稱為互聯網1.0時代。
從消費互聯網到工業互聯網,是互聯網2.0時代。我們已經從數字生活提升到數字經濟的更高層面。我們需要建設數字城市、數字產業和數字農業。。
以手機和移動通信為代表的消費互聯網實際上可以稱為“人際網絡”。在工業互聯網領域,我們需要的是“物聯網”。人聯網的連接對象是人,物聯網的連接對象當然是物。
物聯網并不是一個新概念。許多年前,物聯網的最初應用出現了。
越南戰爭期間,為了攻擊越南胡志明小道的補給線,美軍曾在小道上投放大量傳感器。一旦有人經過,傳感器就會發出信號,美軍立即轟炸了可疑地點。這種無線傳感器網絡是物聯網的早期模型。
后來,在1995年,比爾·蓋茨在他的書《通向未來的道路》中正式提出了物聯網的概念。
雖然有人一直在推動物聯網,推動動物互聯網的實施,但事實上,物聯網的發展速度非常緩慢。既沒有突出的產品,也沒有用戶認可。
原因很多,但主要原因是物聯網技術本身還不成熟,行業內沒有統一的標準。
在過去的二十年中,我們使用的物聯網技術主要是WLAN物聯網技術。從名字上我們可以看出WLAN就是無線局域網,無線局域網。這是一個覆蓋范圍小的物聯網網絡。
WLAN物聯網,以Wi-Fi、藍牙、ZigBee、Z-Wave等技術為代表。
除了覆蓋范圍小之外,這些技術在功耗控制和待機時間等關鍵特性方面也存在瓶頸。
正是這些不足導致WLAN物聯網不能真正滿足工業應用的要求,也不能被市場和用戶所接受。
隨著移動通信技術的飛速發展,人們開始考慮將蜂窩技術引入物聯網領域。(換句話說,通信行業已經開始關注物聯網的“大蛋糕”。)
起初,通信行業將2GGSM技術用于物聯網,并制定了ecGSM技術。由于GSM技術本身的局限性,ecGSM還不成熟。
后來,負責開發3GWCDMA標準的國際標準組織3GPP(第三代合作伙伴計劃)在繼續開發4GLTE標準時考慮到了物聯網。
2008年,在LTE的第一版R8(第8版)中,除了cat。3,貓。4,貓。5和其他滿足寬帶多媒體應用的終端級別,還有cat終端級別。1上行鏈路峰值速率僅為5mbit/s,可用于物聯網等“低速”應用。
注:這里的cat不是cat,而是category的縮寫,意思是“category,classification”。貓X表示UE類別,即用戶設備。貓X用于測量用戶終端設備的無線性能。換句話說,它用于劃分終端費率(級別)。
不同類別的比率
后來,3GPP在cat的基礎上發展和演變。1,并發射了cat.m1和cat.nb-1。這兩個物聯網技術標準是我們現在經常看到的EMTC和Nb物聯網。
簡而言之,EMTC和Nb物聯網都是源自4GLTE的蜂窩式物聯網技術。這種蜂窩式物聯網技術也稱為lpwan技術(低功耗廣域網)。它們具有覆蓋距離長、功耗低、安全性和可靠性高等特點。
這些物聯網新技術的出現,極大地豐富了物聯網的應用場景,滿足了越來越多行業用戶的需求,為物聯網的爆炸式發展提供了契機。
如上所述,人類在消費互聯網和滿足人與人之間的交流需求方面取得了巨大進步。目前,我們專注于工業互聯網和政府與企業的互聯網。
5g的進展與現狀
如前所述,ITU已經確認了5g的官方名稱、技術指標和應用場景。
但是,ITU主要負責標準的項目制定和成果評估,不負責具體的技術研究。真正的標準研究和制定工作由ITU移交給了3GPP組織。
3GPP成立于1998年,旨在研究和制定最成功的3G標準WCDMA,隨后推出4GLTE標準。現在,負責5g標準的研究是很自然的事情。
接到任務后,3GPP開始研究具體技術的標準。
5g標準的制定分為兩個階段。
第一階段(第一階段)的標準發布了3GPP第15版(簡稱R15),重點是embB的測定。換句話說,首先要滿足人際網絡的要求。
2018年6月,該階段已如期完成。相關標準已正式發布。
在第二階段(第2階段),將發布3GPP版本16(R16),即最終完整版本5g,包括urllc和mmtc的技術標準。目前,本階段完成時間為2020年。
換句話說,目前的5g標準只完成了一半,真正重要的部分要到2020年才能完成。(因此5g被稱為imt-2020,而不是imt-2018或imt-2019。)
包括韓國在內的許多國家推出的5g網絡并不是真正意義上的5g網絡的完整版本。未來二期標準確認后需要進一步升級改造。
目前,我國尚未頒發5g官方許可證,而是試運營許可證。因此,運營商無權全面建設和商用5g網絡。即使你有錢買一部5g手機(目前的價格超過10000元),你也無法購買5gSIM卡或處理5g套餐。
操作員只打開少量內部用戶友好測試。如果你能找到地方,你可以先體驗。
目前,運營商主要在5g網絡建設中建設試點網絡。一方面沒有牌照,另一方面5g建設需要大量資金。目前,當用戶需求不是很明確時,他們不敢也不會大規模開工建設。
簡而言之,對于大多數用戶來說,他們唯一能做的就是耐心等待。