5G:开启万物互联新篇章

2019-12-11 10:01:05 人民交通 2019年21期

最近,网络上一部日本总务省的短片《5G联结的世界》吸引了众多的视线。短片中优质的VR实时直播、无人驾驶、无人机自动化农业、自助商店、实时翻译、远程医疗服务、3D成像“真人”远程视频聊天等各种新技术被广泛应用,其描绘的5G时代离我们似乎并不遥远。

“要谈5G技术是如何运用于轨道交通领域?就必须先了解通信技术本身。所谓5G,也称第五代移动通信,是我国未来发展建设的重要移动通信网络。”

从1G到4G,移动通信的核心是人与人之间的通信,个人的通信是移动通信的核心业务。但是5G的通信不仅仅是人与人之间的通信,随着物联网、工业自动化、无人驾驶等业务的引入,通信从人与人之间通信,开始转向人与物、物与物、机器与机器之间的通信。

国际标准化组织3GPP定义了5G的三大场景。“其中,eMBB指3D/超高清視频等大流量移动宽带业务,mMTC指大规模物联网业务,URLLC指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。” 从这三大场景来看,5G技术具备了更高的性能。

其中,我们大部分人理解的5G,其实只是eMBB场景,它面向移动互联网流量的增长,也就是大家熟悉的5G手机应该具备的快速下载,观看高数据速率的超清视频的功能,但这只是5G市场中的冰山一角。

5G的主要特点

高速率

相对于4G,5G要解决的第一个问题就是高数据传输速率。速率的提升,用户体验与感受才会有较大提高,网络才能面对VR/超高清业务时不受限制,对数据传输速率要求很高的业务才能被广泛推广和使用。因此,5G第一个特点就定义了数据速率的提升,每秒钟下载一部1GB高清电影的5G加速度给未来对数据速率有很高要求的业务提供了机会和可能。

低功耗

5G要支持大规模物联网应用,就必须要有功耗的要求。这些年,可穿戴产品有一定发展,但是遇到很多瓶颈,最大的瓶颈就是体验较差。以智能手表为例,每天充电,甚至半天就需要充电。所有物联网产品都需要通信与能源,虽然今天通信可以通过多种手段实现,但是移动终端的能源供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量,就很难让物联网产品被用户广泛接受。

如果能把功耗降下来,让大部分物联网产品一周充一次电,甚或一个月充一次电,就能大大改善用户体验,促进物联网产品的快速普及。

高可靠低时延

5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流,140毫秒的时延是可以接受的,但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就无法接受。5G对于时延的最低要求是1毫秒,甚至更低,这就对网络提出严酷的要求。而5G是这些新领域应用的必然要求。

无人驾驶汽车,需要中央控制中心和汽车进行互联,车与车之间也应进行互联,在高速度行动中,一个制动,需要瞬间把信息送到车上做出反应,100毫秒左右的时间,车就会冲出几十米,这就需要以最短的时延,把安全控制类信息送到车上,进行制动与车控反应。

为满足高可靠低时延的要求,边缘计算技术被5G网络构架所采用。

所谓边缘计算,是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起,产生更快的网络服务响应,满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。

超大网络数量终端

除以上三个主要特点之外,5G技术还具备了超大网络数量终端的优势。传统通信中,终端是非常有限的,固定电话时代,电话是以人群为定义的。而手机时代,终端数量有了巨大爆发,手机是按个人应用来定义的。到了5G时代,终端不是按人来定义,因为每人、每个家庭可能拥有数个终端。

2018年,中国移动终端用户已经达到14亿,这其中以手机为主。而通信业对5G的愿景是每平方公里,可以支撑100万个移动终端。未来接入到网络中的终端,不仅是我们今天的手机,还会有更多千奇百怪的产品。5G的来临加速了“智慧城市”和“智慧生活”的愿景,其特性让“改变社会”成为可能。

从2013年4G开始商用到2019年5G试商用阶段,短短6年时间,人类移动互联史中4G的书页即将翻过,一个极富想象力和值得高度期待的时代随之来临,5G网络将开启万物互联的新篇章!