唐成永

摘 要 隨著我國通信網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展3G與4G技術(shù)的推廣與應(yīng)用日新月異，后4G時代已經(jīng)悄然而來。中國最早的5G通信技術(shù)概念出現(xiàn)在2012年8月15日在北京召開的“中國國際通信大會”上。5G通信技術(shù)并沒有統(tǒng)一的制式標準，但相關(guān)應(yīng)用研究已經(jīng)逐步展開。2016年韓國三星公司宣布已研發(fā)出5G通信技術(shù)，名為Nomadic Local Area Wjreless Access（簡稱NoLA）。本篇文章主要簡闡述5G通信技術(shù)的概念，并結(jié)合目前中國市場通信領(lǐng)域相關(guān)情況就技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景進行探析。

關(guān)鍵詞 5G網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；5G應(yīng)用

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0129-02

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概念和架構(gòu)

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，實際就是無線互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。5G NR首發(fā)版本在2017年12月21日的國際電信標準組織3GPP RAN第78次全體會議上正式發(fā)布，這是全球第一個可以商用部署的5G標準。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)層面采用IPV6協(xié)議，5G是一個完整的無線通信系統(tǒng)，沒有任何限制，目前從業(yè)者將5G稱為真正世界級無線通訊網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生，使智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質(zhì)（UHD）節(jié)目成為可行。

1.2 5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)

5G作為世界級的無線通訊網(wǎng)絡(luò)在繼承4G的基礎(chǔ)，新型的網(wǎng)絡(luò)加構(gòu)必須擁有更高的速率、更大的吞吐量、更高可靠性和更低延時等特點，支持網(wǎng)絡(luò)管理的自動化、網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化和網(wǎng)絡(luò)控制的集中化。所以筆者建議其架構(gòu)應(yīng)該采用全IP方式以及納米核心的蜂窩SDN新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種架構(gòu)能夠進行網(wǎng)關(guān)的無縫切換，并且應(yīng)當設(shè)置多種接口來支持不同應(yīng)用技術(shù)層的需要。實現(xiàn)控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)融合、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間無線資源協(xié)調(diào)管理、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)能力開放等，使得5G網(wǎng)絡(luò)具有可編程性、靈活性和可擴展性，最終可以用戶為中心的服務(wù)目標[1]。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中納米核心網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵技術(shù)。

2 5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)作為目前世界上最先進的通信系統(tǒng)，得到了網(wǎng)絡(luò)從業(yè)的一致喜愛和青睞，也必將受廣大應(yīng)用人群所接受和追捧。從根本上說5G的關(guān)鍵技術(shù)納米技術(shù)、云計算技術(shù)、全IP平臺技術(shù)，每項關(guān)鍵技術(shù)都可以實現(xiàn)一個或幾個方面上的提高，比4G 網(wǎng)絡(luò)的功能強大，更完善。

2.1 納米技術(shù)

1974年的東京制造業(yè)國際會議上，納米核心技術(shù)被提出，它將是下一次工業(yè)革命中的重要部分，通信行業(yè)將因為5G迅速轉(zhuǎn)向至下一代的通信標準。納米范圍一般為0.1～lOOnm。在5G通信中，移動終端將被植入納米技術(shù)的芯片，原來只有在科幻電影中才能見識的納米芯片植入技術(shù)將走進現(xiàn)實生活。被植入納米技術(shù)的終端將以智能的方式給用戶提供完美的計算和通信。給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂帶來巨大的變化，納米技術(shù)將給用戶帶來前所未有的智能、感應(yīng)、計算、通信能力[2]。

2.2 云計算技術(shù)

云計算技術(shù)是一種通過互聯(lián)網(wǎng)訪問，可以定制的網(wǎng)絡(luò)資源共享庫。其資源共享庫包含網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲、應(yīng)用等服務(wù)內(nèi)容。其技術(shù)得宜于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，云技術(shù)提供動態(tài)的、易擴展和虛擬化的資源。是一種應(yīng)用在中央控制服務(wù)器上的技術(shù)，主要功能是實現(xiàn)在服務(wù)器上儲存數(shù)據(jù)和執(zhí)行應(yīng)用。不需要在任何一個終端上儲存數(shù)據(jù)和安裝應(yīng)用程序軟件，直接由聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行讀取和應(yīng)用[2]。云計算已經(jīng)大量應(yīng)用于納米核心技術(shù)，主要表現(xiàn)在云端儲存技術(shù)中，用戶通過賬戶管理云端儲存服務(wù)器中文件（例如：百度云盤、360云服務(wù)、網(wǎng)易云、騰訊云服務(wù)平臺等），其技術(shù)發(fā)展有極大的潛力。由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于納米終端的理論存取速度能夠達到3.6G/秒，未來5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可達10G，所以云計算技術(shù)將得到更加深遠的發(fā)展。

2.3 全IP平臺技術(shù)

全IP網(wǎng)絡(luò)[3]的構(gòu)建思想來源于3GPP（第三代合作伙伴計劃）組織2001年的R4標準，全IP網(wǎng)絡(luò)的目標是要使通信網(wǎng)絡(luò)從接入側(cè)到核心側(cè)全線IP化，以使通信網(wǎng)絡(luò)傳輸超速率?，F(xiàn)代無線通信的需要網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全IP化，這項技術(shù)將為移動通信網(wǎng)絡(luò)帶來新的技術(shù)革新方案、改進方案和持續(xù)可擴展方案，使運營商在產(chǎn)品的性價比方面更具有競爭性。[4]

3 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)工信部此前發(fā)布的《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》明確提出，2020年啟動5G商用服務(wù)。根據(jù)工信部等部門提出的5G推進工作部署以及三大運營商的5G商用計劃，我國將于2017年展開5G網(wǎng)絡(luò)第二階段測試，2018年進行大規(guī)模試驗組網(wǎng)，并在此基礎(chǔ)上于2019年啟動5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，最快2020年正式推出商用服務(wù)。據(jù)新華社之前報道，全國人大代表、中國信息通信研究院院長劉多表示，中國第一版5G國際標準將于2018年6月完成。我國5G研發(fā)試驗第三階段將在2018年底前完成，重點是系統(tǒng)驗證。

2G將人類帶進移動通信時代、3G使智能手機終端迅速普及、4G使移動互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展，那么5G將為VR/AR、AI、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等尖端技術(shù)應(yīng)用帶來充足的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

3.1 通訊服務(wù)業(yè)

從2G時代的十幾KB，到3G時代的兩三百KB，再到4G時代的7、8M，5G時代的“G速”，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速傳輸和高安全可靠性。其必首先應(yīng)用于通訊服務(wù)行業(yè)，用戶使用快捷的 5G 網(wǎng)絡(luò)能夠更快瀏覽網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；更快的下載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交互；使用更加全面智能的應(yīng)用程序等。當然5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在通訊服務(wù)方面還具有潛在的提升系統(tǒng)性能、增強用戶體驗、減輕基站壓力、提高頻譜利用率的前景。

3.2 國家電力傳輸

根據(jù)5G微信公眾平臺3月12日文章報道，國家電網(wǎng)分布式光伏云網(wǎng)在河北省淶水縣南郭下村光伏電站正式實現(xiàn)5G通信鏈路的全面打通。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對光伏云網(wǎng)帶來了數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量上的大幅提升。也標志著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力傳輸上的正式應(yīng)用。

3.3 萬物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域[4]

現(xiàn)代智能家居需要使用較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，并且對網(wǎng)絡(luò)的安全性能提出了更高的要求，4G網(wǎng)絡(luò)在一定層度上能夠滿足需求，但隨著智能家居領(lǐng)域的發(fā)展、智慧城市、未來城市等的建設(shè)，搭配上5G網(wǎng)絡(luò)，你可以在公司里，遙控家中冰箱的溫度，可以遙控洗衣機自動洗衣服、甩干，如果你家里有攝像頭，用5G網(wǎng)絡(luò)打開監(jiān)控設(shè)備，可以隨時觀看到家里的情況，延遲率或許只有兩三 秒鐘。

3.4 教育領(lǐng)域

在網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的年代，教育教學(xué)場景也發(fā)展著深刻變革，越來越多的學(xué)校在信息化教學(xué)建設(shè)上選擇虛擬現(xiàn)實技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，戴上頭盔就“穿越”到虛擬教學(xué)環(huán)境中已經(jīng)實現(xiàn)，在虛擬環(huán)境中完成復(fù)雜的教育教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)實，再配上5G時代的超級網(wǎng)速，交互式的虛擬現(xiàn)實，5G網(wǎng)絡(luò)開啟了AR、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)將徹底改革教育教學(xué)方式[4]。

3.5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車

智能網(wǎng)聯(lián)汽車，ICVS（Intelligent Connected Vehicles），是指智能車與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的有機聯(lián)合。這項技術(shù)搭載了先進的車載傳感器、GPRS系統(tǒng)控制器和執(zhí)行器等裝置，通過搖感衛(wèi)星系統(tǒng)，融合現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終實現(xiàn)人工智能化，并最終汽車智能自動化。而這項技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用要求網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和安全性方面極為可靠，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為首選，助力智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展。

3.6 其他領(lǐng)域應(yīng)用

未來不管是商用、民用還是軍事領(lǐng)域，都可以享受5G迅速發(fā)展帶來的福利，5G將進一步應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域，能夠極大地促進眾多領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展和生產(chǎn)效率提高。在未來5G將實現(xiàn)了人連人，人連物、物連物，智能家居、智慧城市、智能制造、智能汽車、智能機器人、智能配送等等。

4 結(jié)論

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在未來發(fā)展的過程中，中國可以和世界共同體一起發(fā)展，更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和信息的同步，促進全球經(jīng)濟一體化建設(shè)。將來5G會在教育、經(jīng)濟、軍事、醫(yī)療、建筑等各個領(lǐng)域帶來前所未有的創(chuàng)新發(fā)展，基于改變原有的生產(chǎn)方式。整個世界都將變得更加智能、擁有更加完善的移動網(wǎng)絡(luò)，可以預(yù)見，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，足以支撐起許多新科技的商業(yè)化運用，所以我們可以毫不猶豫的說，5G時代即將到來，而5G時代將有可能再度改變?nèi)藗兊纳罘绞剑诖宋覀儗⑹媚恳源?/p>

參考文獻

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