5G新动能:数字经济时代的加速器
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一、5G的三大应用场景

纵观移动通信技术的发展历程,5G的网络能力较前几代移动网络有了飞跃式的提升。在全球范围内,5G技术已取得阶段性的成果,逐步从试验向商用阶段迈进。如今,大量的5G技术已经在公司电网控制、信息采集、移动应用等业务中落到实处,一个又一个典型应用开始从设想走向实际应用场景。

目前,国际标准化组织“3GPP”已经为5G定义了三大应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超可靠低时延通信(URLLC)、大规模机器通信(mMTC)。这三大应用场景分别指向不同的领域,涵盖了社会生产和生活的方方面面。

(一)增强移动宽带

增强移动宽带是指在现有移动宽带业务场景的基础上,对用户体验等性能的进一步提升。增强移动宽带是最贴近人们日常生活的应用场景,主要提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验,适用于在人口密集区为更多用户提供更快的数据传输速度,支持高清视频在视频媒体、影音娱乐领域的应用以及虚拟和增强现实技术在游戏场景中的应用。

相关分析数据显示,到2021年,全球IP视频流量将占据全网流量的82%。5G时代,高清视频将成为消耗移动通信网络流量的主要业务。而对于目前使用的4G网络来说,其数据传输与下载速度已经远不能满足当前用户的需求。例如,对于高清视频、VR/AR等应用场景来说,现有网络的传输速率均不能为用户带来流畅的体验,因而拥有更快传输速率的网络顺势而生。

在未来几年,用户数据流量将呈现持续爆发式增长,在增强移动宽带应用场景下,用户体验速率可提升至1Gbit/s,峰值速率甚至能达到10Gbit/s。用户可以轻松享受在线高清视频、视频直播与VR/AR视频等体验。

(二)超可靠低时延通信

超可靠低时延通信是指诸如无人驾驶、工业自动化等需要高可靠、低时延连接的业务,主要面向的是工业互联网、智能制造、自动驾驶、智慧能源等领域,为传统制造业的转型升级和高质量发展提供强有力支撑。

与4G相比,5G网络的时延大大降低。4G网络端到端的传输时延为30毫秒至50毫秒,而5G网络的传输时延却可以低至1毫秒。人类眨一下眼尚且需要100毫秒,而5G网络的低时延足以保障高稳定、高可靠性的通信能力。这种低时延的特性让无人驾驶、工业机器人能够及时做出反应并精确执行命令,而无须担心卡顿、延时。

5G之所以能够实现超低时延,是因为它彻底实现了控制面和用户面分离,将用户面下沉,并引入移动边缘计算(MEC),让云服务更加接近用户(见图3-1)。

图3-1 5G实现超低时延的原因

例如,在自动驾驶领域,时延和可靠性显得尤为重要,在紧急刹车、车对车、车对人、车对基础设施等多路通信同时进行的场景下,汽车控制系统需要瞬间进行大量的数据处理并迅速做出决策,而5G网络的低时延和高可靠性能为其提供有效的技术保障。

(三)大规模机器通信

大规模机器通信能够满足海量物联网的通信需求,是当下物联网的进化版本,主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集、实时解析为目标的物联网领域。

与4G相比,5G网络的连接容量更大,通过多用户共享接入、超密集异构网络等技术,5G每平方千米最大连接数将是4G的10倍。在5G网络覆盖下,每平方千米可支持100万台设备同时高速上网(见图3-2)。5G强大的连接能力使人们进入万物互联的新时代,在大规模机器通信这一应用场景下,数据的传输速率较低、时延容忍度高、终端成本更低且待机时间超长。布局的终端成本会更低,同时要求具备长续航和可靠性强等特点。

图3-2 4G、5G连接数比较

近年来智能家居行业快速兴起,大量物联网应用如家庭门锁、空气净化器、空调、冰箱、洗衣机等都拥有了网络连接能力,人们对其可以进行远程管理,而5G的大规模机器通信场景会为其带来更多的新体验。基于5G网络的强大连接能力,人们可以把各种家庭电器都接入智能管理平台。在智能管理平台中,这些电器将不再是单独工作,而是通过5G网络协同工作,人们的生活将更加轻松、便捷和智能化。

凭借强大的连接能力,5G可以促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合。得益于5G超高的容量,人与人之间的通信将拓展到人与物、物与物之间。这样一来,互联通信的概念进一步扩大,从而实现真正的万物互联。