這些技術(shù)的引用，預(yù)示著5G時代即將來臨。

一、5G與以前的通信有啥不同

就在俄羅斯世界杯開幕前夕，2018年6月13日，3GPP全會(移動通信網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定機構(gòu))批準(zhǔn)了第五代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(5G NR)獨立組網(wǎng)功能凍結(jié)，至此宣告5G技術(shù)具備獨立部署的能力，同時帶來了全新的端到端新架構(gòu)，賦能企業(yè)級客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展，為運營商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴帶來新的商業(yè)模式，開啟一個全連接的新時代。

讓我們先回想移動通信領(lǐng)域一路走來的歷程：

第一代是模擬技術(shù)，還記得磚頭機大哥大嗎?

第二代實現(xiàn)了數(shù)字化語音通信，速度只有幾十K。

第三代是人們熟知的3G技術(shù)，以多媒體通信為特征，速度是幾兆，人們開始用手機上網(wǎng)了，但是看視頻還不太舒服;

第四代是規(guī)模推廣的4G技術(shù)，其通信速率大大提高，到了百兆級別，標(biāo)志著進(jìn)入無線寬帶時代。

第五代就是我們翹首以待的5G。ITU-R(國際電聯(lián)無線電通信組)在2015年6月定義了未來5G的三大類應(yīng)用場景，分別是：增強型移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)eMBB、海量連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)mMTC、超高可靠性與超低時延業(yè)務(wù)uRLLC。

和4G相比，5G的提升是全方位的，這三類應(yīng)用場景，就是意味著更高帶寬、更低時延、更海量的接入能力。

那么5G引入了哪些關(guān)鍵技術(shù)呢?

首先，在核心網(wǎng)方面，5G應(yīng)該說很好地采用了NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)和SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))的理念，大部分是基于軟件和硬件分離的架構(gòu)。在大家看起來都是服務(wù)器，在上面虛擬出很多不同的功能單元，從網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)計來看，也更好地實現(xiàn)了控制和數(shù)據(jù)平面的分離。

其次，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，進(jìn)一步向扁平化發(fā)展，過去2G、3G的四層，到4G已經(jīng)變成三層，到5G更加簡潔，變成兩層，而且很多應(yīng)用了移動邊緣計算。核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)重點落實像網(wǎng)絡(luò)切片、移動邊緣計算，確保端到端用戶的安全。

另外，5G技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢還體現(xiàn)在毫米波、小基站、大規(guī)模天線、波束成形這幾大技術(shù)上。

考慮到5G的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分為非獨立組網(wǎng)和獨立組網(wǎng)兩種模式。所謂獨立組網(wǎng)就是采用5G新的空口接入到5G新的核心網(wǎng)，端到端都是完整5G的標(biāo)準(zhǔn)。非獨立方式更多體現(xiàn)在核心網(wǎng)部分，也就是說，有些運營企業(yè)在初級階段仍然用4G核心網(wǎng)接入5G新的接口作為過渡以減少初期投資。

二、5G與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

5G上述的三大場景，最重要的不是帶寬的提升，而是物聯(lián)網(wǎng)。其中后兩種場景(uRLLC和mMTC)主要就面向物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。其中mMTC是針對未來海量低功耗、低帶寬、低成本和時延要求不高的場景所設(shè)計。

萬物互聯(lián)的場景下，機器類通信、大規(guī)模通信、關(guān)鍵性任務(wù)的通信對網(wǎng)絡(luò)的速率、穩(wěn)定性、時延等提出更高的要求，包括自動駕駛、AR、VR、觸覺互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用對 5G的需求十分迫切。面向未來，人們對移動互聯(lián)網(wǎng)大流量應(yīng)用的需求及萬物互聯(lián)的需求十分巨大，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)性能無法滿足這些需求，供給與需求間的缺口將推動著現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)升級，最終推動5G時代的到來。

物聯(lián)網(wǎng)將是5G發(fā)展的主要動力，業(yè)內(nèi)認(rèn)為5G是為萬物互聯(lián)設(shè)計的。 到2021年，將有280億部移動設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)，其中IoT設(shè)備將達(dá)到160億部。未來十年，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的服務(wù)對象將擴(kuò)展至各行業(yè)用戶，M2M終端數(shù)量將大幅激增，應(yīng)用無所不在。從需求層次來看，物聯(lián)網(wǎng)首先是滿足對物品的識別及信息讀取的需求，其次是通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳輸和共享，隨后是聯(lián)網(wǎng)物體隨著量級增長帶來的系統(tǒng)管理和信息數(shù)據(jù)分析，最后改變企業(yè)的商業(yè)模式及人們的生活模式，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。未來的物聯(lián)網(wǎng)市場將朝向細(xì)分化、差異化和定制化方向改變，未來的增長極可能超出預(yù)期;如果說物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)至2020年將達(dá)到500億，那么有可能這僅僅是一個起點，未來物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)規(guī)模將近十萬億。

物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)指數(shù)曲線

未來5G將可以廣泛應(yīng)用于生活的各個方面。目前4G通信技術(shù)上不能滿足的場景，例如自動駕駛汽車、無人機飛行、5G VR/AR、移動醫(yī)療、遠(yuǎn)程操作復(fù)雜的自動化設(shè)備等都將是5G大顯身手的地方。

在自動駕駛場景下，假設(shè)按120公里時速下的汽車，如果在4G通信時延下汽車將已經(jīng)行駛1米，這個距離足以導(dǎo)致事故的發(fā)生，但是換在5G通信條件下，汽車僅行駛了幾厘米。

AR/VR方面，目前的體驗還比較差，隨著5G的來臨，其高帶寬、低時延的特性將幫助高端VR設(shè)備擺脫數(shù)據(jù)傳輸線的束縛，5G引入的邊沿計算技術(shù)結(jié)合高帶寬的特點，不但提升了內(nèi)容的渲染質(zhì)量，而且大大降低頭顯的硬件成本。

我們再來詳細(xì)看看5G在智能制造環(huán)境下的應(yīng)用場景：在智能制造自動化控制系統(tǒng)中，低時延的應(yīng)用尤為廣泛，比如對環(huán)境敏感高精度的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、化學(xué)危險品生產(chǎn)環(huán)節(jié)等。智能制造閉環(huán)控制系統(tǒng)中傳感器(如壓力、溫度等)獲取到的信息需要通過極低時延的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，最終數(shù)據(jù)需要傳遞到系統(tǒng)的執(zhí)行器件(如：機械臂、電子閥門、加熱器等)完成高精度生產(chǎn)作業(yè)的控制，并且在整個過程需要網(wǎng)絡(luò)極高可靠性，來確保生產(chǎn)過程的安全高效。

此外，工廠中自動化控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的工作范圍可以是或者幾百平方公里到幾萬平方公里，甚至可能是分布式部署。根據(jù)生產(chǎn)場景的不同，制造工廠的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)以萬計傳感器和執(zhí)行器，需要通信網(wǎng)絡(luò)的海量連接能力作為支撐。

自動化控制是制造工廠中最基礎(chǔ)的應(yīng)用，核心是閉環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的控制周期內(nèi)每個傳感器進(jìn)行連續(xù)測量，測量數(shù)據(jù)傳輸給控制器以設(shè)定執(zhí)行器。典型的閉環(huán)控制過程周期低至ms級別，所以系統(tǒng)通信的時延需要達(dá)到ms級別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制，同時對可靠性也有極高的要求。

三、現(xiàn)在的M-IoT與未來 5G的mMTC的關(guān)系

2016年起，公網(wǎng)窄帶物聯(lián)網(wǎng)的逐步引起大家的關(guān)注。NB逐漸成了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的代名詞。那么未來的NB-IoT/eMTC與5G是怎樣的一個關(guān)系呢?

GSMA發(fā)布報告《5G未來中的移動物聯(lián)網(wǎng)》，指出以NB-IoT/eMTC為代表移動物聯(lián)網(wǎng)(M-IoT)是未來5G物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的組成部分。5G革命性不僅僅在于它涵蓋更多應(yīng)用場景和更復(fù)雜的技術(shù)，還在于其有更強的包容性，因此5G的核心之一是能夠支持、兼容多種接入技術(shù)，如衛(wèi)星、WiFi、固網(wǎng)和3GPP其他技術(shù)實現(xiàn)互操作，這也為NB-IoT、eMTC成為5G組成部分創(chuàng)造了條件。

因此，為滿足物聯(lián)網(wǎng)低成本的需求，先以NB-IoT/eMTC促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈成熟、降低成本，再通過NB-IoT/eMTC的演進(jìn)逐漸平滑過渡到5G mMTC上應(yīng)該是未來的選擇。

四、電信運營商積極推動5G助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

5G是物聯(lián)網(wǎng)“IoT”的核心技術(shù)，通信速度比當(dāng)前手機所使用通信技術(shù)高出10-100倍，可傳送高清視頻等大容量數(shù)據(jù)，即使同時連接多臺設(shè)備，速度也不會下降。全球各大電信運營商均積極跟進(jìn)5G技術(shù)發(fā)展，在日本，NTT DoCoMo、KDDI、軟銀這三大移動通信運營商正致力于5G的商業(yè)化運營;在中國，電信、移動和聯(lián)通三大運營商更是積極部署5G，力求取得先發(fā)優(yōu)勢。

2017年中國電信就已經(jīng)公布了其5G發(fā)展路標(biāo)，即將在2020年實現(xiàn)重點城市、重點區(qū)域的規(guī)模部署，在雄安啟動建設(shè)5G創(chuàng)新示范網(wǎng)，并發(fā)布了《中國電信5G創(chuàng)新示范網(wǎng)白皮書》通過小規(guī)模外場試驗到預(yù)商用、商用階段，中國電信做出了三年的規(guī)劃期，力促2020年實現(xiàn)5G規(guī)模商用。

中國電信5G區(qū)域部署呈現(xiàn)“6+6”布局，5G試點城市暫定為“6+6”模式，其中包括之前已經(jīng)確定的雄安、深圳、上海、蘇州、成都、蘭州六個城市，根據(jù)國家相關(guān)部委要求繼續(xù)擴(kuò)大試點范圍，再增設(shè)6個城市。在5G終端層面，中國電信5G終端將具備沉浸式體驗、多場景、多制式、多形態(tài)等特征。其中，顯示、芯片工藝、CPU/GPU與AI等都將是關(guān)鍵技術(shù)，包括芯片工藝在內(nèi)，5G終端的開發(fā)與創(chuàng)新與業(yè)界各方攜手深度合作。

中國電信在5G應(yīng)用研發(fā)方面聚焦于探索新的商業(yè)模式，將5G的技術(shù)特性與云(霧)計算、物聯(lián)網(wǎng)等相結(jié)合，實現(xiàn)與垂直行業(yè)的跨界融合。在帶動標(biāo)準(zhǔn)制定上，中國電信共主導(dǎo)5G國際標(biāo)準(zhǔn)立項30余項，獲得技術(shù)專利保護(hù)100余項，牽頭國家重大專項7項。中國電信在外場試驗上布局支持5G商用場景的5G試驗網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行組網(wǎng)測試。測試的內(nèi)容包括5G信號的覆蓋能力、強度、基站間的切換、4G和5G核心網(wǎng)之間的互操作等等。同時，針對不同城市的發(fā)展規(guī)劃，配備不同的測試業(yè)務(wù)。

無錫電信在去年的物聯(lián)網(wǎng)大會召開前夕開通了4T4R設(shè)備，用于提升物聯(lián)網(wǎng)展館周邊區(qū)域用戶感知;今年，又在場館周邊站址上部署了64T64R規(guī)格的“大規(guī)模天線”(Massive MIMO天線)，信號接收(RSRP)提升6dB，覆蓋區(qū)域平均用戶數(shù)增加301%，體驗速率提升260%，忙時流量增長340%，用戶感知獲得顯著提升。

通過64T64R多天線技術(shù)的部署，無錫電信已經(jīng)正式開啟5G化時代的征程，規(guī)模試點部署，為用戶提供極致的速率體驗。面向2020年5G網(wǎng)絡(luò)商用，無錫電信一方面繼續(xù)深耕4G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋，同時引入更多5G新技術(shù)，持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗，為5G到來提前準(zhǔn)備。

中國移動是5G部署較早的運營商，從2017年開始，中國移動已經(jīng)先后在廣州、杭州、蘇州、武漢、上海等5個城市開展了場外測試。終端層面上，中國移動聯(lián)合了全球20家終端企業(yè)合作伙伴共同啟動了“5G終端先行者計劃”。中國聯(lián)通在5G技術(shù)部署領(lǐng)域雖有所滯后，但后續(xù)快速趕上，在上海建立了5G外場實驗基地，完成了5G高、低頻區(qū)域連片部署。2018年1月，中國聯(lián)通向工信部遞交申請，計劃在北京、天津、上海、深圳、杭州、南京和雄安等7個城市進(jìn)行5G試驗，4月26日又宣布增加新的9個城市。

結(jié)語

5G網(wǎng)絡(luò)速度和接入能力更加強大，將跳出移動互聯(lián)網(wǎng)真正實現(xiàn)讓萬物相連，讓城市生活包括交通、安防、教育、旅游等各個方面都將變得更加智慧，人工智能，自動駕駛，遠(yuǎn)程手術(shù)，智慧城市，萬物互聯(lián)，都會因5G而普及。5G帶來的不僅僅是網(wǎng)速的改變，更是思維方式和商業(yè)模式的變革。加快5G推進(jìn)步伐，讓我們在不斷創(chuàng)新中迎接萬物互聯(lián)時代的到來!