5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  我是移动通信行业的一个老兵了,根正苗红通信专业出身,十几年的通信生涯,从2G,3G,4G一路走来,见证了移动通信高速发展的阶段。

  5G作为当下最热门的技术专题,将赋能同样热门的云计算,大数据,人工智能,无人驾驶等技术,带来新的机会和发展,给我们的社会生活带来深远影响。今天我们就来聊一聊5G技术的基础。

  糊涂的G

  现在大家已经知道了5G指的是第5代移动通信技术,这里的字母G呢,指的是英文Generation,“代”的意思,也就是说我们将要使用的这个技术是第5代的移动通信技术。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  前排有同学举手了,他说这不是新技术啊,我家的已经早就用上5G了,你看我现在连接无线路由器的热点名称后缀就是5G。

  你的这个无线路由器信号确实是5G,但此5G,非彼5G也。(子午物联ziwuiot.com)在通讯领域G通常指的是一个数量级,Giga(吉),也叫千兆,具体是109,10亿。在不同的场合代表不同含义的时候,这个G后面就会带不同的单位。

  划重点!!!

  ✔ 像前面说到的5G的Wifi,完整的表示应该是工作在5GHz(赫兹)频段的无线局域网。无线通信通过电磁波来传输信息,用于传输信息的电磁波具有不同的频率,就像不同的车子在不同的车道行驶。频率的单位用赫兹(Hz)表示,也用频段代表一个频率范围,目前WiFi使用的频段主要是2.4GHz范围,但WiFi还有另外一个可用频段是在5GHz范围。有些支持两个频段的无线路由器,既可以工作在2.4GHz,也可以工作在5GHz。

  ✔ 大家现在说到5G第一反应就是下载速率快,达到Gbps级别,这个小写的b表示bit(比特)。网络中的数据传输用二进制表示,一位二进制数(0或1)就是一个比特,bps是比特每秒,代表了单位时间内的数据吞吐量。Gbps说明每秒钟可以传输10亿个比特。我们家里的百兆光纤指的就是下载速率可以达到100Mbps (1M=1百万)。有些时候数据传输速率也称为带宽,所以会有百兆带宽接入,千兆带宽接入的说法。

  ✔ 下载速率快了,大家又担心流量不够用了,毕竟我的手机流量套餐才2G,用多了运营商会不会把我的房子都收走了?这里的2G套餐指的是2GB流量,GB是衡量数据量的一个单位,大写的B表示Byte(字节),一个字节有8个比特。1GB就是10亿个字节,大概是300首MP3,或者是一部高清影片的数据量。平常说的500G硬盘指的就是硬盘的数据存储量可以达到500GB。

  大家可以看到这个G在通信中经常出现,而且经常省略后面的单位,造成大家的混淆,所以根据不同的场合,大家要能理解它代表的不同含义。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  好了,遛了个大弯儿,让我们回到5G。那么5G到底是怎么来的呢?

  5G驾到

  在LTE发展风头正劲的时候,国际电联ITU在2015年正式确定了5G的官方名称“IMT-2020”,预计在2020年实现商用。在此之前,各方早已已经开始了5G的研究。

  我国早在2013年2月就由工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立了IMT-2020(5G)推进组,聚合移动通信领域产学研用力量,推动第五代移动通信技术研究,开展国际交流与合作,贡献了1/3的5G标准必要专利。2017年2月9日,国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方Logo,连名称都不用另起了,简单直接。

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  2018年6月,3GPP组织第一个关于5G的标准版本正式发布,2019年6月6日,中国发放了4张5G商用牌照,进入5G元年。

  5G指标

  到了5G,移动技术已经不满足于人与人的通信(增长乏力),除了提供增强的个人移动宽带体验之外,5G还将驱动移动通信与各行各业的结合,促进行业数字化,构建万物互联的未来世界。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  那么,国际电信联盟ITU是如何定义5G的呢?来看看硬核指标:

  1. 1、20Gbps的峰值速率
  2. 2、0.1~1Gbps的用户体验速率
  3. 3、每平方公里100万连接数
  4. 4、1毫秒的端到端时延
  5. 5、每平方公里数十Tbps的流量密度
  6. 6、每小时500Km以上的移动性
5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  同时,5G还需要大幅提高网络部署和运营的效率,相比4G,(子午物联ziwuiot.com)频谱效率提升5~15倍,能效和成本效率提升百倍以上,真是既要马儿跑,又要马儿少吃草。

  5G应用场景

  来感受一下@北邮何同学测试的5G速度。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  平均下载速率在700Mbps左右,差不多是4G的十倍。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  连歌名都没看清就下载完了。

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  在线看超高清的电影,进度条随便拖。

5G不只是多1G,这些术语不能懵圈

  哇塞,5G这是要上天吗。当然,并不是所有时候5G都需要同时提供这么多方面的高性能。ITU定义了5G三大场景。

  eMBB(enhance Mobile Broadband 增强移动宽带)

  mMTC(massive Machine Type Communication 海量机器类型通信)

  uRLLC(Ultra Reliable & Low Latency Communication 超高可靠低时延通信)

  举个栗子

  ✔ 在增强型移动宽带场景下,可以几秒种下载一部高清3D电影,实时在线看8K分辨率的视频,联机游戏不卡顿爽到爆。

  ✔ 海量机器类型通信场景主要是物联网应用,你身边所有物品都可以连接到网络互相通信,每平方公里100万连接数就是为此准备的。

  ✔ 在一些特殊关键的场合,像自动驾驶,远程医疗,人命关天的事,对网络的可靠性和时延要求极高,就需要满足超高可靠低时延的性能。

  这就是5G中经常提到的高速率,低时延,大连接。

  5G关键技术

  5G这么逆天,到底都采用了什么黑科技呢?

  毫米波mmWave,小波带来大带宽,让5G的道路无比宽阔。(子午物联ziwuiot.com)但毫米波的传输特性迫使网络不得不超密集组网,用更密集的基站分布来完成无线信号覆盖。密集的基站带来了更多的干扰,通过大规模MIMO实现波束赋形让信号精确制导。加上非正交多址NOAM,设备到设备D2D传输,都是无线技术的升级创新。

  但我认为,5G最大的变革还在于网络架构,要实现三大场景性能各异的需求,基于服务的架构SBA隆重登场,这要通过网络切片技术才能实现,于是网络功能虚拟化NFV,软件定义网络SDN将在5G网络中大行其道。多接入边缘计算MEC通过将计算存储能力与业务服务能力向网络边缘迁移, 使5G严苛的性能指标得以保证。这些都是实现5G的关键技术。而在讲到5G的组网的时候更是言必提NR,CU/DU,5GC,SA,NSA。

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