通信时代的发展与5G未来的发展方向以及面临的业务挑战

一, 网络时代的发展

      如今我们生活在这个网络时代,来先了解一下通过新时代的发展历程:
       
       1G:语音时代(1980年)
       2G:短信时代(1990年)
       3G: 社交应用 (2000年)
       4G:在线,互动,游戏 (2010年)
       5G: 虚拟现实,零时延感知 (2020年)
       
   可以很明显的看出,我们通信时代的发展周期大约是每十年一个周期,现在已经是5G时代了

二,5G技术指标和应用场景

1.技术指标

指标 流量密度 连接密度 时延 移动性 能效 用户体验效率 频谱效率 峰值速率
4G 0.1Tbps/Km^2 10万/Km^2 10ms 350Km/h 1倍 10Mbps 1倍 1Gbps
5G 10Tbps/Km^2 100 万/Km^2 1ms 500km/h 100倍提升 10Mbps 10Mbps 20Gbps

2.应用场景

  • VR/AR
    - VR :虚拟现实(在航天,娱乐,影视,军事,教育,医学等方面应用比较多)
    - AR: 增强现实 (是在真实的物理场景上模拟)
    - MR:混合现实

  • 远程医疗
    - 远程B超
    - 远程手术

  • 智慧城市

三,5G的关键技术

1.超密集组网

   在此情景下,组网流量密度高,速率也要高,5G需要满足热点高容量。

超密集组网实现的形式 :大量增加小基站,以空间换性能。
基站有大基站与小基站两种:
在这里插入图片描述
宏基站: 即为铁塔站,一般覆盖范围数千里。

小基站: 一般覆盖范围在10m–200m之间。
优势:距离用户近,提升信号质量和高速率,体积小,成本低,安装比较容易,适合深度覆盖,功率小,干扰小,更小的范围更容易实现频率复用,提升容量。
应用场景:应用在宏基站的盲区,来提升网络的覆盖面积,还有宏基站的热点区域,热点区域用户量比较大,用户体验效率因资源不足而下降,小基站可以有效地提信号覆盖。

2.动态自组织网络 (SON)

 用于满足低时延高可靠场景,部署灵活,支持多0跳高可靠性,支持超高宽带主要功能
   三大特点就是自配置,自优化,自愈。

3.软件定义网络 (SDN)

   - 物理上分离控制平面和转发平面
   - 控制集中管理多台转发设备
   - 服务和程序部署在控制器上

4.网络功能虚拟化(NFV)

通用硬件实现网络功能,软硬件解耦,虚拟化。

SDN与NFV的区别 :SDN是面向网络架构的创新,NFV是面向设备形态的创新。

四,5G面临的挑战

1,频谱资源挑战

        50hz以下的频段已经非常拥挤    解决方法:高频段和超高频段。

2,新业务挑战

   EMBB:指的是3D超高视频等大流量移动宽带业务AR/VR等传输速率高。
   Wmtc:指的是大规模物联网业务对连接数量耗电/待机要求高。
   Urllc :指的是如无人驾驶,工业自动化等需要低时延,高可靠连接的业务。对时延,可靠性要求很高。

3,新使用场景挑战

移动热点:大量热点带来的超密集组网挑战。
物联网络:物联新业务超人的活动范围。
低空/高空覆盖:无人机,飞机航线覆盖。

4,终端设备挑战

  物联网终端爆发式增长
  终端多模研发,工艺,电池寿命的挑战

5,安全挑战

1,三大场景安全挑战:

      eMBB: 安全处理性能、二次元认证、已知漏洞
      eMTC:轻量化安全,海量连接信令风暴
      uRLLC:低时延的安全算法、边缘就算、隐私保护

2,新架构安全挑战

  SDN,NFV等新安全挑战。

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