5G技術(shù)與前幾代蜂窩連接技術(shù)之間存在的部分主要區(qū)別

來到今天，我們將說明5G技術(shù)與前幾代蜂窩連接技術(shù)之間存在的部分主要區(qū)別。另外，本章還將介紹幾個(gè)商業(yè)類別的5G先行者的部分用例，說明網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在整個(gè) 5G 背景下發(fā)揮的作用。

發(fā)現(xiàn) 5G 的不同之處

所有前代蜂窩連接標(biāo)準(zhǔn)幾乎無一例外，都把重心放在消費(fèi)類通信服務(wù)的進(jìn)步上，例如：升級 Web 瀏覽功能、提高數(shù)據(jù)傳送速度、增加視頻流功能、完善無線連接等。5G 的受眾遠(yuǎn)不止消費(fèi)者；5G 還將要解決企業(yè)、城市、公用事業(yè)設(shè)施組織等的需求。

5G 無線連接將意味著更高的上下載速度、低延時(shí)及更大的容量。5G 將向無縫連接邁出一大步，數(shù)據(jù)下載速度將從 4G 的 2 Gbps 峰值速度一躍升至 5G 的 10 Gbps 峰值速度。對于每個(gè)企業(yè)、消費(fèi)者和娛樂實(shí)體，所有這一切將轉(zhuǎn)化成為更短的延時(shí)、更優(yōu)的連接性能、更高的移動性能及更快的速度。

雖然每個(gè)應(yīng)用都有自己獨(dú)特的屬性組合，但大部分 5G 用例都可歸入以下三個(gè)類別之一：增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、大規(guī)模機(jī)械類通信（MTC）及超可靠低延時(shí)通信（URLLC），具體如圖 2-1所示。在下面幾節(jié)，我們將詳細(xì)介紹這幾類用例。

圖 2-1：5G 的未來。

（一）增強(qiáng)型移動寬帶

借助 FR1 和 FR2 頻譜資源，5G 將推升移動計(jì)算性能，實(shí)現(xiàn)高速度的云連接體驗(yàn)和實(shí)時(shí)響應(yīng)。增強(qiáng)型移動寬帶技術(shù)（eMBB）將為稠密的城鎮(zhèn)環(huán)境、高移動性環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境帶來極高吞吐量。用戶能在幾秒內(nèi)而非幾分鐘內(nèi)，就可為 3D 視頻、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）等應(yīng)用下載高達(dá)幾個(gè)吉字節(jié)的數(shù)據(jù)。

（二）大規(guī)模機(jī)械類通信

如其名稱所示，大規(guī)模機(jī)器類通信將主要用于機(jī)器對機(jī)器（M2M）的通信，可以隨地連接任何東西，同時(shí)只需要極少的人工干預(yù)，甚至完全不需要人工干預(yù)。其應(yīng)用通常是低成本、低功率的傳感器和設(shè)備，這些設(shè)備能夠提供良好的端到端覆蓋率，還能將數(shù)據(jù)傳回云。

（三）超可靠低延時(shí)通信

超可靠低延時(shí)通信技術(shù)（URLLC）的用例需要具備處理、關(guān)聯(lián)和協(xié)同多面輸入的能力，以提供快速響應(yīng)。用例包括自動駕駛汽車、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、公用事業(yè)組織、應(yīng)急響應(yīng)組織、安保組織等。這些服務(wù)將能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的智能化自動決策，因此需要穩(wěn)健的覆蓋率、可靠的連接、安全性及可持續(xù)性。

以上兩類應(yīng)用適合大部分情況，但凡事都有例外。例如，物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器類通信應(yīng)用既可能劃分到大規(guī)模機(jī)器類通信類別，也可能劃分到關(guān)鍵性機(jī)器類通信的類別，具體取決于延時(shí)需要。

認(rèn)識 5G 市場

自從 5G 的 3GPPs Release 15 標(biāo)準(zhǔn)獲得批準(zhǔn)，電信制造業(yè)已開始生產(chǎn)新的設(shè)備。有些行業(yè)從一開始就受到 5G 技術(shù)的影響。例如，2019 年就有超過 18 款 5G 智能手機(jī)上市。美國職業(yè)橄欖球聯(lián)盟與一家主要承運(yùn)商結(jié)盟，開始在聯(lián)盟球場安裝 5G。另外，韓國也計(jì)劃在年底之前，實(shí)現(xiàn) 5G 手機(jī)用戶達(dá)到全部用戶的 6%（約為 400 萬人）。甚至歐洲也跳上了 5G 的列車，歐洲 5G 的實(shí)施速度遠(yuǎn)超之前的 4G。

余下幾節(jié)將探討不同行業(yè)的部分用例，讓您更好地理解 5G 的部署方式。

（一）汽車行業(yè)

5G 通信和連接是發(fā)展汽車行業(yè)的一個(gè)新領(lǐng)域——自動駕駛汽車——的關(guān)鍵。5G 技術(shù)將是移動生態(tài)系統(tǒng)和車聯(lián)萬物通信徹底轉(zhuǎn)型的核心。

有了 5G，交通運(yùn)輸行業(yè)將減少擁堵、提升安全功能等級、減少排放物以及完善整體駕駛體驗(yàn)的流暢性。5G 通信帶來的防撞功能不僅保護(hù)生命，還能節(jié)省數(shù)億計(jì)的維修成本、保險(xiǎn)費(fèi)用及法律費(fèi)用。

汽車行業(yè)將能利用全面互聯(lián)的駕駛體驗(yàn)和功能，吸引新的車輛買家。用戶將可獲得實(shí)時(shí)交通信息來優(yōu)化駕駛體驗(yàn)，有些功能可以幫助用戶找到距離最近的免費(fèi)停車場，還有些功能可以啟用預(yù)防性維護(hù)，幫助用戶節(jié)約時(shí)間與金錢等。

除了駕駛員和車主之外，其他人也能從中獲益。乘客也將獲得下一代信息娛樂服務(wù)的好處。作為乘客，您可以觀看電影、接撥重要的電話或?qū)崟r(shí)播放最新要聞，這一切都因?yàn)?5G 連接而成為可能。

（二）制造行業(yè)

制造業(yè)面臨著提高工廠效率、保持競爭力、提高質(zhì)量、提高安全性、加強(qiáng)安全防護(hù)和保持利潤能力等持續(xù)壓力。這些需求促使企業(yè)實(shí)施精益化生產(chǎn)實(shí)踐和自動化作業(yè)。不過，有了 5G，我們可以做更多工作，減輕這林林總總的壓力。進(jìn)入工業(yè) 4.0 時(shí)代。

工業(yè) 3.0 是將計(jì)算機(jī)引入制造領(lǐng)域。在工業(yè) 4.0 時(shí)代，計(jì)算機(jī)彼此連接和通信，不需要人為干預(yù)。

當(dāng)各行各業(yè)切斷以太網(wǎng)接線，徹底進(jìn)入無線連接時(shí)，他們都將獲得巨大收益。在制造業(yè)，無線連接能夠帶來靈活生產(chǎn)，讓智能化工廠快速切換生產(chǎn)線，縮短前置時(shí)間。但是，向工業(yè) 4.0 的過渡要依靠許多新的 5G 技術(shù)，具體如圖 2-2所示。

例如，在 2018 年美洲移動世界大會上，諾基亞公司和威瑞森公司分別展示了 Wi-Fi 控制的自動導(dǎo)引搬運(yùn)車與 5G 控制的自動導(dǎo)引搬運(yùn)車,以及二者之間的產(chǎn)能區(qū)別。這兩種搬運(yùn)車都在工廠內(nèi)搬運(yùn)貨盤、紙盒及產(chǎn)品，由于 5G 的高速度和低延時(shí)，5G 搬運(yùn)車能夠快速地對路上障礙做出反應(yīng)。

圖 2-2：工業(yè) 4.0

安保控制需求正在促使工業(yè)企業(yè)探索專用的 5G 無線網(wǎng)絡(luò)。由于企業(yè)內(nèi)部 5G 的出現(xiàn)，各行各業(yè)將能自行定義安保實(shí)施方式，而不必依靠移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。另外，內(nèi)部 5G 還將保證專屬敏感信息停留在企業(yè)內(nèi)部。

專用網(wǎng)絡(luò)將成為 5G 的一個(gè)重要組成部分。港務(wù)局、醫(yī)院和制造園區(qū)都對專用網(wǎng)絡(luò)抱有興趣。今天，美國的移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商已開始與企業(yè)展開合作，利用 CBRS 頻帶（即：民用頻帶射頻服務(wù)頻帶）搭建 LET 專用網(wǎng)絡(luò)。在 4G 和 5G，其中部分專用網(wǎng)絡(luò)可以完全由移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來搭建和運(yùn)營，運(yùn)營商在運(yùn)營時(shí)，可以使用自己的特許頻譜，并且把這種專用網(wǎng)絡(luò)作為面向私人企業(yè)客戶推出的一項(xiàng)服務(wù)。

另外，企業(yè)主也可以利用非特許頻譜，借助第三方供應(yīng)商來搭建專用網(wǎng)絡(luò)——這一情況已在 LTE CBRS 頻帶出現(xiàn)。

（三）醫(yī)療行業(yè)

5G 不僅能夠拯救交通運(yùn)輸行業(yè)的生命，還能拯救醫(yī)療行業(yè)的生命，并且給醫(yī)療行業(yè)帶來轉(zhuǎn)型。在 5G 醫(yī)療用例中，超可靠低延時(shí)機(jī)器類通信將是重要的組成部分。隨著可穿戴傳感器、視頻會議及虛擬巡診越來越普及，醫(yī)療行業(yè)即將開啟一個(gè)新時(shí)代。

5G 將幫助醫(yī)療行業(yè)滿足日益增長的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。高速 5G 網(wǎng)絡(luò)將幫助醫(yī)療行業(yè)快速、可靠地傳輸大型數(shù)據(jù)文件（例如：MRI 圖像）。

遠(yuǎn)程醫(yī)療（指遠(yuǎn)程咨詢醫(yī)療專業(yè)人士）需要的是能夠支持實(shí)時(shí)高質(zhì)量視頻的網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)上，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)意味著較低的移動性和有線連接。不過，有了 5G，醫(yī)療系統(tǒng)能夠利用移動網(wǎng)絡(luò)，提高移動性和擴(kuò)大受眾范圍。

通過利用 5G 設(shè)備，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠協(xié)助醫(yī)護(hù)人員監(jiān)控患者，還能收集數(shù)據(jù)，以完善個(gè)性化、預(yù)防性護(hù)理。另外，這些設(shè)備還能提高患者對于自身治療的參與度。

實(shí)現(xiàn)以上用例的關(guān)鍵：網(wǎng)絡(luò)切片

那么，我們?nèi)绾谓y(tǒng)一運(yùn)用本章提到的所有用例？

5G 移動網(wǎng)絡(luò)擁有眾多靈活的組成部分，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。5G 需要服務(wù)眾多客戶，并且這些客戶的需要和用例不盡相同。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)作為一項(xiàng)重要的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，將促成搭建一種新型虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)能夠根據(jù)特定的用例，遞送相應(yīng)的多套資源。

所謂“網(wǎng)絡(luò)切片”，是一種能夠根據(jù)特定的服務(wù)和通信流，創(chuàng)建多個(gè)定制且優(yōu)化的虛擬網(wǎng)絡(luò)的能力。無論是公用 5G 網(wǎng)絡(luò)還是專用 5G 網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)切片能力都代表一種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化能力，可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)滿足用戶的需要并支持不同的用例。

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片都將根據(jù)特定服務(wù)和通信流的資源需求和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫枨筮M(jìn)行優(yōu)化。速度、容量、連接性能和覆蓋率等功能將按照每個(gè)用例的需求進(jìn)行分配，但各功能組件也可在不同網(wǎng)絡(luò)切片之間進(jìn)行共享。隨著時(shí)間的推移，網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)將能讓運(yùn)營商提高可編程性，并且將被用于大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)等大型用例情境。