5G技术的应用展望

亿欧网 中字

5G,即第五代移动通信网络,相对于前四代(即1G、2G、3G、4G)移动通信网络,5G拥有更高的传输速率,更低的时间延迟。同时,5G不仅满足了人与人的通信需求,还加入了物联网上的应用。5G被视为物联网发展的基础。

前四代移动通信网络只是满足了人和人的通信需求,以增加传输速度和提高通话质量为主要脉络进行发展的。1G通过模拟信号仅实现了语音通话功能;2G用数字信号替代模拟信号进行数据传输,提高了通话质量。同时,2G被认为是现代移动通信的开端;3G相比于2G不仅提高了传输速度,也增加了移动宽带多媒体业务,可以处理图像、音乐和视频流等数据;4G是集3G和WLAN于一体,能够快速高质量地传输视频等数据,可以说已经满足了所有用户的人与人的无线通信需求。

5G并不是独立的、全新的无线接入技术,而是对现有(包括2G、3G、4G和WiFi)的技术演进。依据5G的特点以及国际标准规划,将5G分为三大应用场景:eMMB(即enhanced Mobile BroadBand,增强型移动带宽)、mMTC(即Massive Machine Type Communication,海量机器类通信)和uRLLC(即Ultra-Reliable Low Latency Connection,超可靠低时延通信),通过定义可以看出,三大应用场景分别为了保证大量的数据传输、多设备连接以及传输稳定、无延迟,下边分别讲述三大应用场景都可以应用在哪些领域。

1、  eMMB——增强移动带宽,保证大量数据传输

增强型移动带宽主要表现在网络容量的提升,支持不同的设备同时进行大量的数据传输,带宽增强也意味着传输速率增加。超大的网络吞吐量以及更快的速率使得用户能够获得更好的用户体验。该应用场景包括AR/VR、社交网络、远程教育培训、无线家庭娱乐等一些需要超高清视频数据传输的领域。

AR/VR

最典型的应用场景就是AR/VR,该应用对带宽的需求是巨大的,需要大量的数据传输、存储和计算功能,超高体验的游戏和建模、实时渲染和下载以及需要高达100Mbps至9.4Gbps的大带宽,当前主要用在游戏、广告等领域。

社交网络

移动视频业务不断发展,一些领先的社交网络推出直播视频。为了保证实时的互动性,1对多的用户交流,需要超大带宽以及超高速进行视频数据传输,流媒体录像设备从手机摄像头发展到了360°全景直播。

无线家庭娱乐

无线家庭娱乐(如家庭监控,流媒体和云游戏)同样受益于5G。带宽越高,视频流质量越好,5G有望提供响应式和沉浸式的4K游戏体验,使大部分家庭的数据速率高于75 Mbps,延迟低于10毫秒。

2、  mMTC——海量机器类通信,大量设备接入,数据传输

海量机器类通信主要体现在物联网领域。其实,物联网的设备很简单,需要传输的数据信息量也不大。海量的物联网设备数据传输是5G相对于前几代通信技术的一个全新的应用领域。应用场景大致分为以下几种:智慧农业(土地、农作物以及天气数据)、智慧城市(实体基础设施设备连接)、智能制造(机器人控制、零部件监测)、智能家居等,在这些应用场景中,我们可以看到5G变革性的影响。

智慧农业

智慧农业需要海量的数据传输,如土壤温湿度数据、农作物生长数据、空气二氧化碳、氧气浓度数据等,5G有望实现大量的传感器数据传输,实时监测作物生长情况。

智慧城市

智慧城市涉及各个方面,包括智能电网、智慧楼宇、智能交通等,将变电站、电能表、楼宇安防、交通信号灯等设备数据传输至数据平台,实现海量设备的通信要求。

智能家居

智能家居将电视、音箱、冰箱以及窗帘等家庭智能硬件进行数据传输,通过智能家居的控制中心和枢纽,实现家庭硬件设备智能化。

3、  uRLLC——超可靠、低时延,传输速度快、稳定可靠

相对于4G网络,由于采用了“自包含集成子帧”、可伸缩传输时间间隔等新技术,传输延迟显著降低,最低可低至1ms,同时可靠性远远强于4G,因此该应用场景可以用在那些对网络时延很敏感以及对数据传输可靠性很高的领域,比如车辆网(自动驾驶)、远程医疗诊断(实时传输、超低时延)、无人机(巡检和安防)以及智慧能源(馈线自动化系统)等。

自动驾驶

驱动汽车产业变革的关键技术——自动驾驶、远程控制等,需要安全、可靠、低延迟和高带宽的连接,这些连接特性在高速公路和密集城市中至关重要,只有5G才能满足这样严格的要求。

远程医疗诊断

具备力反馈的远程医疗诊断需要低延迟的网络环境才能满足要求。像无线内窥镜和超声波这样的远程诊断依赖于设备终端和患者之间的交互作用。远程诊断是一类特别的应用,尤其依赖5G网络的低延迟和高QoS保障特性。

智慧能源

智慧能源——馈线自动化(FA)系统对可再生能源具有特别重要的价值,需要超低时延的通信网络支撑。通过为能源供应商提供智能分布式馈线系统所需的专用网络切片,能够进行智能分析并实时响应异常信息,从而实现更快速准确的电网控制。

以上只是大概说明了当前5G的三大场景可应用的领域,但5G未来的潜力不只限于这些。随着时间的推移,还会出现更多的应用场景。在现阶段,只有eMMB完成了国际的标准制定,其余均处于标准商讨阶段,预计2019年底,实现5G标准的全面冻结。5G的发展支撑着物联网的发展,物联网的需求促进着5G技术的进步,如何将5G技术应用于更多的物联网领域,也许才是真正需要关注的重点。

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