1、什么是5G?
全球移動(dòng)通信每十年出現新一代革命性技術(shù)。
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1G實(shí)現了模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù);
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2G完成了從模擬制式向數字制式的轉變,主要支持語(yǔ)音以及短信等低速數據業(yè)務(wù);
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3G采用了碼分多址(CDMA)接入方式,實(shí)現了對移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的支持;
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4G以多輸入多輸出(MIMO)以及正交頻分多址接入(OFDM)為核心技術(shù),開(kāi)啟了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代。
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5G從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)擴展到移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,服務(wù)對象從人與人通信拓展到人與物、物與物通信,將與經(jīng)濟社會(huì )各領(lǐng)域深度融合,引發(fā)生產(chǎn)生活方式的深刻變革。
2、5G的三大場(chǎng)景是什么?
2015年國際電信聯(lián)盟(ITU)為5G定義了三大應用場(chǎng)景:
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增強移動(dòng)寬帶(eMBB)主要面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長(cháng),為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供更加極致的應用體驗;
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超高可靠低時(shí)延通信(URLLC)主要面向工業(yè)控制、遠程醫療、自動(dòng)駕駛等對時(shí)延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應用需求;
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海量機器類(lèi)通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、環(huán)境監測等以傳感和數據采集為目標的應用需求。
5G三大應用場(chǎng)景將全面支撐新模式、新業(yè)態(tài)的創(chuàng )新發(fā)展。
3、5G的關(guān)鍵性能指標是什么?
與4G相比,5G應用場(chǎng)景更加豐富,關(guān)鍵性能指標也更加多樣化。
我國對5G需求開(kāi)展了深入研究,提出了5G之花,包含9大性能指標的5G關(guān)鍵能力指標體系,除成本效率指標外,其他8個(gè)關(guān)鍵性能指標都被ITU采納,即用戶(hù)體驗速率、流量密度、峰值速率、連接數密度、空口時(shí)延、移動(dòng)性、頻譜效率和能量效率,其中最突出的三個(gè)性能指標是用戶(hù)體驗速率、空口時(shí)延和連接數密度。
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5G用戶(hù)體驗速率可達100Mbps至1Gbps,是4G的10倍以上;
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空口時(shí)延低至1ms,是4G的1/10;
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連接數密度可達到100萬(wàn)連接/平方公里,在同等頻譜資源條件下達到4G的50倍以上。
5G實(shí)現網(wǎng)絡(luò )性能新的躍升,開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)、帶來(lái)無(wú)限遐想的新時(shí)代。
4、5G能為普通用戶(hù)帶來(lái)哪些新的體驗?
對于普通用戶(hù)而言,通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )可以享受到豐富多彩的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),但受限于4G的速率和時(shí)延,虛擬現實(shí)(VR)、增強現實(shí)(AR)等業(yè)務(wù)體驗不佳,在地鐵、場(chǎng)館等人群密集地區存在網(wǎng)速下降、畫(huà)面卡頓的情況。
相比4G,5G具備超高速率、超低時(shí)延、大容量等特性,將孕育新一輪移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的創(chuàng )新發(fā)展。
5G支持VR/AR、4K/8K超高清視頻等顯示方式,通過(guò)將復雜的運算和處理放在云端服務(wù)器,降低終端復雜度。
隨著(zhù)5G的廣泛應用,從可穿戴設備、智能家居,到智慧城市的基礎設施都將接入5G網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現萬(wàn)物互聯(lián)。
基于5G網(wǎng)絡(luò ),足不出戶(hù),就可以遠程就診、組織全息視頻會(huì )議;出門(mén)在外,更可以隨時(shí)隨地與親人3D視頻通話(huà)、遠程控制家中空調和機器人等。
VR/AR應用于在線(xiàn)教育上,能夠讓邊遠地區的人民享受更好的師資、更真實(shí)互動(dòng)的授課。
5G將為我們日常生活帶來(lái)極大便利和更多的驚喜。
5、5G對經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展有哪些影響?
5G將全面構筑經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的關(guān)鍵信息基礎設施,驅動(dòng)傳統領(lǐng)域的數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化升級,帶來(lái)生產(chǎn)方式、生活方式新變革。
一是擴大升級信息消費。5G的高帶寬、低時(shí)延等特性將進(jìn)一步提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)體驗,促進(jìn)信息消費從低水平的供需平衡向高水平遷移,助力我國信息消費的持續加速和擴大升級。
二是促進(jìn)數字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。5G作為通用目的技術(shù),與云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)結合,將會(huì )成為我國傳統產(chǎn)業(yè)加速技術(shù)改造和跨界整合的孵化器,推動(dòng)工業(yè)、醫療、交通、能源等傳統產(chǎn)業(yè)的數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展,提升信息化水平,催生新產(chǎn)品、新模式和新業(yè)態(tài),成為數字經(jīng)濟發(fā)展的強勁驅動(dòng)力。
三是創(chuàng )造社會(huì )服務(wù)新方式。 5G與電子政務(wù)、智慧城市的建設相結合,將推進(jìn)政府決策科學(xué)化、社會(huì )治理精準化。5G可以大規模應用于教育、文化、醫療、體育等公共事業(yè),通過(guò)與虛擬現實(shí)、人工智能等技術(shù)結合,提供遠程教育、遠程醫療診斷、虛擬現實(shí)體育賽事直播等新服務(wù)、新模式,改善公共服務(wù)的用戶(hù)體驗,提升公共服務(wù)效率。
5G將構建起全新的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )基礎設施,不僅可以帶動(dòng)信息通信制造業(yè)和服務(wù)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈增長(cháng),更重要的是,還可以加速5G技術(shù)與工業(yè)、農業(yè)、交通、能源等垂直行業(yè)的融合,全面改造提升傳統產(chǎn)業(yè),同時(shí),加快培植新技術(shù)新業(yè)態(tài)新產(chǎn)業(yè),在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中贏(yíng)得主動(dòng),創(chuàng )造出巨大的經(jīng)濟價(jià)值。
預計2020-2025年期間,我國5G商用直接帶動(dòng)的經(jīng)濟總產(chǎn)出達10.6萬(wàn)億元,直接創(chuàng )造的經(jīng)濟增加值達3.3萬(wàn)億元;間接拉動(dòng)的經(jīng)濟總產(chǎn)出約24.8萬(wàn)億元,間接帶動(dòng)的經(jīng)濟增加值達8.4萬(wàn)億元。
6、5G技術(shù)標準進(jìn)展情況?
5G國際標準由第三代合作伙伴計劃(3GPP)制定,3GPP由來(lái)自中美日韓、歐洲、印度的7個(gè)通信標準化組織組成,它制定了3G、4G、5G等國際標準。
2018年6月,3GPP發(fā)布了全球統一的5G國際標準(第一版本)??紤]到5G運營(yíng)商擁有的頻譜、業(yè)務(wù)定位、部署節奏的不同,5G國際標準支持NSA(非獨立組網(wǎng))和SA(獨立組網(wǎng))兩類(lèi)架構。
在NSA架構中,無(wú)線(xiàn)技術(shù)采用5G標準,核心網(wǎng)仍采用4G標準,主要支持5G增強移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。
在SA架構中,無(wú)線(xiàn)和核心網(wǎng)絡(luò )均采用5G標準,支持增強移動(dòng)寬帶和基礎低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù),支持網(wǎng)絡(luò )切片、邊緣計算等功能。
3GPP正在研制5G第二版本國際標準,計劃2020年3月發(fā)布,該版本將更好地支持車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)增強應用場(chǎng)景。
7、與4G相比,5G無(wú)線(xiàn)技術(shù)有哪些優(yōu)勢?
在體系架構方面, 5G為支持三大應用場(chǎng)景,采用了靈活的全新系統設計,如靈活參數和幀結構等。
在關(guān)鍵技術(shù)方面,為了支持高速率傳輸和更優(yōu)覆蓋,5G采用LDPC(低密度奇偶校驗碼)、Polar新型信道編碼方案、性能更強的大規模天線(xiàn)技術(shù)等。為了支持低時(shí)延、高可靠特性,5G采用短幀、快速反饋、多層/多站數據重傳等技術(shù)。
在頻段方面,5G針對中低頻段和高頻段設計了統一的技術(shù)方案,中低頻段滿(mǎn)足覆蓋和容量需求,支持100MHz基礎信道帶寬,高頻段滿(mǎn)足在熱點(diǎn)區域提升容量的需求,支持400MHz基礎信道帶寬。
8、與4G相比,5G核心網(wǎng)技術(shù)有哪些突破?
5G核心網(wǎng)采用全新的服務(wù)化架構,支持網(wǎng)絡(luò )虛擬化/軟件定義網(wǎng)絡(luò )(NFV/SDN)、網(wǎng)絡(luò )切片等技術(shù),實(shí)現靈活部署和差異化業(yè)務(wù)。
5G采用全服務(wù)化架構,通過(guò)模塊化網(wǎng)絡(luò )功能,支持按需調用、功能重構,通過(guò)服務(wù)化描述,易于實(shí)現能力開(kāi)放,有利于引入第三方業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)。
5G采用NFV/SDN技術(shù),通過(guò)硬件通用化、軟件模塊化,實(shí)現云化組網(wǎng),網(wǎng)絡(luò )功能部署靈活,資源調度高效;基于邊緣計算,支持基于應用的網(wǎng)關(guān)選擇和邊緣分流。
5G采用網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù),可以定制出功能、特性服務(wù)各不相同的多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò ),靈活服務(wù)于不同需求的行業(yè)用戶(hù)。
9、5G是否有TDD和FDD模式?
TDD (時(shí)分雙工)是指在同一個(gè)頻率的不同時(shí)間分別發(fā)送和接收數據。FDD(頻分雙工)是在不同的頻率上分別發(fā)送和接收數據。TDD僅占用一段頻率,FDD需要占用成對的兩段頻率。
5G支持TDD和FDD兩種雙工模式,兩者的技術(shù)方案基本相同。由于5G信道帶寬高達百MHz,難以找到成對的頻率資源,目前全球的5G頻率主要是TDD模式,商用5G網(wǎng)絡(luò )均采用TDD模式。
10、5G網(wǎng)絡(luò )建設對光纖承載網(wǎng)的挑戰?
5G承載網(wǎng)絡(luò )面臨的主要挑戰是超大帶寬、超低時(shí)延和聯(lián)合管控三個(gè)問(wèn)題。
為解決基站超大帶寬數據傳輸問(wèn)題,需提升網(wǎng)絡(luò )容量。5G中低頻基站所需傳輸帶寬為2~5Gbit/s,是4G基 站的10-15倍左右。我國基站接入環(huán)線(xiàn)路帶寬需從現網(wǎng)的大量1Gbit/s和少量10Gbit/s,需快速擴容或新建到50Gbit/s乃至100Gbit/s;核心和匯聚層網(wǎng)絡(luò )帶寬需要通過(guò)建設多個(gè)100Gbit/s、200Gbit/s乃至400Gbit/s系統,滿(mǎn)足Tbit/s容量要求。
為保證超低時(shí)延業(yè)務(wù),需加強光纖網(wǎng)絡(luò )拓撲優(yōu)化。車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)都對端到端低時(shí)延性能提出了更嚴格的指標要求。5G承載網(wǎng)絡(luò )時(shí)延指標為幾個(gè)us到幾十個(gè)us的超低時(shí)延要求,需結合各類(lèi)業(yè)務(wù)應用場(chǎng)景,加強網(wǎng)絡(luò )拓撲規劃和時(shí)延指標分配等才能滿(mǎn)足超低時(shí)延挑戰。
為支持網(wǎng)絡(luò )切片等服務(wù),需要實(shí)施聯(lián)合管控。5G提出了三大類(lèi)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò )切片全生命周期管控需求,因此5G承載網(wǎng)絡(luò )不僅要在數據面支持帶寬資源的軟硬隔離能力,還要在管控面支持5G業(yè)務(wù)編排的聯(lián)合管控架構和標準北向接口,實(shí)現面向垂直行業(yè)等新興業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )切片管控和性能監測運營(yíng)服務(wù)能力。
11、全球5G應用進(jìn)展情況如何?
全球5G應用處于起步階段,各方正在積極探索各類(lèi)5G應用。
根據中國信息通信研究院監測,全球75個(gè)國家的運營(yíng)商在5G試驗中進(jìn)行了107項應用測試,其中應用場(chǎng)景與AR/VR相關(guān)的最多,測試較多的其他三類(lèi)應用是固定無(wú)線(xiàn)接入、高清視頻傳輸及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應用。
在5G商用應用方面,2018年底美國電信運營(yíng)商Verizon和AT&T推出5G商用服務(wù),其業(yè)務(wù)是5G家庭寬帶服務(wù)和移動(dòng)熱點(diǎn)業(yè)務(wù),終端為5G客戶(hù)端設備和家用路由器。
韓國5G商用業(yè)務(wù)重點(diǎn)放在企業(yè)客戶(hù),KT商用面向的第一個(gè)企業(yè)客戶(hù)是汽車(chē)零部件制造商,LG U+與機械公司合作開(kāi)發(fā)5G遠程控制挖掘機,SK Telecom宣布將在首爾建設一個(gè)由其5G網(wǎng)絡(luò )提供支持的交通系統。
日本運營(yíng)商重點(diǎn)研究車(chē)聯(lián)網(wǎng)編隊行駛、遠程醫療、智能工廠(chǎng)、應急救災等應用。
中國積極推動(dòng)5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域應用,加快推動(dòng)5G應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2018年成功舉辦首屆5G應用征集大賽,孵化一批5G特色應用。2019第二屆5G應用征集大賽正在火熱進(jìn)行中。
5G跨行業(yè)應用仍然面臨諸多挑戰。行業(yè)企業(yè)參與力度有限,需求的深度挖掘不足,商業(yè)模式不清晰,應用生態(tài)體系尚需完善,存在跨行業(yè)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及監管壁壘。
12、5G與高清視頻融合,用戶(hù)帶來(lái)哪些新體驗?目前進(jìn)展如何?
以大帶寬和低時(shí)延為特點(diǎn)的超高清視頻類(lèi)業(yè)務(wù)被認為是5G時(shí)代的先期落地應用。
一方面傳統視頻向4K/8K的演進(jìn)讓用戶(hù)實(shí)現了“看得清楚”,與5G的融合更可提供“不卡不頓不轉圈”的觀(guān)影體驗;另一方面虛擬/增強現實(shí)強調“身臨其境”的沉浸式體驗,5G可助力打造高度沉浸感和強交互的應用場(chǎng)景。
5G與視頻的融合可滲透到采集、制作及應用的各個(gè)環(huán)節。例如,5G為4K/8K和VR的節目直播提供創(chuàng )新應用,2019年央視春晚第一次使用5G實(shí)現了分會(huì )場(chǎng)的信號回傳;5G與VR的融合可支持在自然風(fēng)光、歷史名勝及革命老區等旅游景區中開(kāi)展360度全景拍攝及直播,為景區預覽、紅色教育、旅游社交提供沉浸式體驗。
13、5G與車(chē)聯(lián)網(wǎng)融合,為用戶(hù)帶來(lái)哪些新體驗?目前進(jìn)展如何?
5G為車(chē)聯(lián)網(wǎng)提供了低時(shí)延、高可靠、大帶寬的無(wú)線(xiàn)通信保障,借助于“人-車(chē)-路-云”的全方位連接和信息交互,車(chē)聯(lián)網(wǎng)不僅可以為用戶(hù)提供娛樂(lè )導航、共享出行等信息服務(wù),還能支持駕駛安全、以及未來(lái)的自動(dòng)駕駛服務(wù)。
基于市場(chǎng)需求和技術(shù)成熟度,當前主要實(shí)現駕駛安全和交通效率類(lèi)應用。例如,車(chē)輛與車(chē)輛之間,通過(guò)廣播車(chē)輛位置、運動(dòng)狀態(tài)等信息,可以實(shí)現十字交叉路口碰撞預警、緊急剎車(chē)預警等主動(dòng)安全應用;經(jīng)過(guò)聯(lián)網(wǎng)改造的紅綠燈等路側基礎設施,可以實(shí)現紅綠燈誘導通行、車(chē)速引導等交通效率提升應用等。
隨著(zhù)技術(shù)的不斷演進(jìn),產(chǎn)業(yè)界也開(kāi)展自動(dòng)駕駛應用的示范驗證。例如,在礦山等惡劣工況場(chǎng)景下,通過(guò)將實(shí)時(shí)視頻等感知信息回傳以及車(chē)輛控制信息下發(fā),實(shí)現遠程遙控駕駛應用。
14、5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用前景如何?
5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合逐步從生產(chǎn)輔助向工業(yè)生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)發(fā)展,將深刻影響工業(yè)生產(chǎn)模式和產(chǎn)品形態(tài)。
5G促進(jìn)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)模式的變革。通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現人員、設備及環(huán)境的全方位互聯(lián)及生產(chǎn)設備的遠程實(shí)時(shí)控制,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )化及智能化發(fā)展。例如,青島港利用5G網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現港口裝卸區、運輸區的海面潮汐、船舶集裝箱的視頻監控,以及吊車(chē)等設備的遠程實(shí)時(shí)控制,成為全球首個(gè)5G智慧港口。
5G將促進(jìn)形成新的工業(yè)產(chǎn)品形態(tài)。5G與云計算、大數據、人工智能等技術(shù)的結合,使工業(yè)設備擺脫線(xiàn)纜的限制,更易于實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)的柔性化。例如,以5G無(wú)線(xiàn)替代現場(chǎng)總線(xiàn),可實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)種類(lèi)、批次、批量的快速調整。華為、愛(ài)立信等ICT企業(yè)與工業(yè)企業(yè)聯(lián)合,研發(fā)基于5G的移動(dòng)機器人和物料小車(chē)等新型產(chǎn)品。
15、5G與醫療融合,為用戶(hù)帶來(lái)哪些新體驗?
5G技術(shù)與醫療領(lǐng)域的創(chuàng )新融合將催生出多種無(wú)線(xiàn)醫療場(chǎng)景。5G可支持基于視頻與圖像交互的醫療診斷與指導類(lèi)應用,如實(shí)時(shí)調閱患者影像診斷信息的移動(dòng)查房、采用醫療服務(wù)機器人的遠程查房、遠程實(shí)時(shí)會(huì )診、應急救援指導、無(wú)線(xiàn)手術(shù)示教和無(wú)線(xiàn)專(zhuān)科診斷等。5G可支持基于視頻與力反饋的遠程操控類(lèi)應用,如遠程機器人超聲檢查、遠程機器人內窺鏡檢查和遠程機器人手術(shù)。
基于5G的遠程醫療,使得廣大基層偏遠地區的群眾不需要專(zhuān)門(mén)去北上廣等大城市大醫院看病,在家就可以享受優(yōu)質(zhì)的醫療服務(wù),有助于緩解我國醫療資源發(fā)展不充分不平衡等難題。