5G来啦！！技术指标和三大应用场景

Posted 2021-09-11 老张学coding

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。