5G来啦!!技术指标和三大应用场景
5G网络特点
1、高速度:4G网络6Mbps提升到1Gbps,
2、泛在网:在3G和4G时代,我们用的是宏基站,功率大,体积大,距离近信号强,离得信号弱;5G时代用微基站,使得任何角落都能连接网络信号。其包括两个层面:
一是广泛覆盖:有人的地方全覆盖;
一个是纵深覆盖:有些地方可能网络有信号比较差,就要有纵深覆盖。比如:信号不好的卫生间,地下车库等狭小深层等空间。
3.低功耗:主要采用两种技术手段来实现
① 美国高通等主导的eMTC:基于LTE协议,为了适合物与物之间的通信;eMTC基于蜂窝网络进行部署,其用户通过1.4MHz射频和基带宽带直接接入现有的LTE网络。
② 华为主导的NB-IoT:基于蜂窝网络,通过180KHz就可接入GSM网络/UMTS网络或LTE网络,部署成本降低,平滑升级。
4.低时延:3G网络时延约100毫秒,4G网络时延约20~80毫秒,5G网络时延下降到1~10毫秒。5G对于时延的终极要求是1毫秒,甚至更低。边缘计算技术将被用到5G的网络架构中。
5.万物联网:移动通信基于蜂窝通信,现一个基站只能连接400-500部手机。爱立信预测,人类未来会有500亿个连接,预测2025年,中国将有100亿个移动通信终端。接入的终端不再以手机为主,还会扩展到日常生活中的更多产品。例如:冰箱/空调/电线杆/垃圾桶等个人或者公共设施。
6.重构完全体系:传统的互联网的安全机制非常薄弱,信息不加密就直接传送。5G时代的智能互联网的首位要求是安全,没有安全保证,可以不建5G;5G建设起来后如无法重新构建安全体系,将会产生巨大的破坏力。例如:无人机驾驶 系统/汽车驾驶系统/智能健康系统被攻破控制,安全问题不是修补可以解决的,应该在基层构建就解决安全问题。
5G与4G对比
5G的关键指标: 流量密度 连接数密度 时延 移动性 能效 用户体验速率 频谱效率 峰值速率
指标名称 | 流量密度 | 连接数密度 | 时延 | 移动性 | 能效 | 用户体验速率 | 频谱效率 | 峰值速率 |
4G取值 | 0.1 Tbps/Km² | 10万/Km² | 10ms | 350Km/h | 1倍 | 10 Mbps | 1倍 | 1Gbps |
5G取值 | 10 Tbps/Km² | 100万/Km² | 1ms | 500Km/h | 100倍提升 | 0.1-1 Gbps | 3倍提升(某些场景5倍) | 20Gbps |
流量密度:单位面积内的总流量数
连接数密度:单位面积内可以支持的在线设备总和
时延:发送端到接收端接收数据之间的间隔
移动性:支持用户终端的最大移动速度
能效:每消耗单位能量可以传输的数据量
用户体验速率:单位时间内用户获得MAC层用户数据传送量
频谱效率:每小区或单位面积内,单位频谱资源提供的吞吐量
峰值速率:用户可以获得的最大业务速率
总的来说:5G具有高速率,低时延,大容量,高可靠,海量连接等特点
5G三大应用场景
eMBB 增强的移动宽带
面临的挑战:AR/VR等对高速率的传输要求高
mMTC 海量的机器语言
面临的挑战:对连接数量,耗电,待机要求高
uRLLC 超可靠低时延
面临的挑战:对时延(1ms),可靠性(99.999%)要求很高
5G关键技术
5G关键技术
5G网络技术主要分为三类:核心网、回传和前传网络、无线接入网。
核心网关键技术主要包括:网络功能虚拟化(NFV)、软件定义网络(SDN)、网络切片和多接入边缘计算(MEC)。
1 网络功能虚拟化(NFV)
NFV,就是通过IT虚拟化技术将网络功能软件化,并运行于通用硬件设备之上,以替代传统专用网络硬件设备。NFV将网络功能以虚拟机的形式运行于通用硬件设备或白盒之上,以实现配置灵活性、可扩展性和移动性,并以此希望降低网络CAPEX和OPEX。
1.动态自组织网络(SON),指可以自动协调相邻小区,自动配置,自动优化的网络,以减少网络的干 扰,提升网络运行效率。
在动态自组织网络中,任何接入网节点,都具备数据存储和数据转发功能,在动态自组网中,任何节点都具有无线信号收发功能,并且每个节点都可以与上个节点或多个相邻节点进行无线通信,整个自组网呈网状结构。
在动态自组织网络中,任何节点间(终端与终端,终端与基站,基站与基站)均通过无线通信,无需布线,并且具有分布式网络的冗余机制和重新路由功能,任何新节点的增加,仅需简单的接上电源即可,节点会自动配置,并自动确定最佳多跳传输路径。
动态自组织网络的优点:支持多跳,支持超高带宽,高可靠性,部署灵活。
2.SDN———软件定义网络 —— 面向网络架构的创新
SDN核心思想:转发和控制分离,从而实现网络流量灵活控制
SDN新角色:控制器
承上:对上层提供网络
启下:对下提供对物理网络网元的管理
3.NFV———网络功能虚拟化 —— 面向设备形态的创新
NFV核心思想:软件和专用硬件解耦,与通用硬件联姻
NFV核心技术:虚拟化,将通用服务器的cpu,内存,IO等进行切片分配给多个虚拟机使用,把防火 墙,路由器,交换机等进行软件应用运行在虚拟机里来模仿它们的功能,通过openstack来进行管理和编排。
NFV带来的网络革命:网络瘦身(专用硬件向通用硬件的转化),业务带宽随需而动。
SDNFVS使整个网络可编程,可灵活性。
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