2018年12月28日,我国首个基于5G技术的国家级新媒体平台在中央广播电视总台开建。目前已初步完成实验室规划设计和系统准备,支持开展基于5G网络的4K超高清视频传输、4KVR直播制作、4K视频移动编辑以及4K频道手机投屏等多项应用实验。
5G是什么?
5G是第五代的蜂窝移动通信 (英文:5th generation mobile networks或5th generation wireless systems),5G性能的目标是高数据速率,减少延迟,节省能源,降低成本,提高系统容量和大规模设备连接。
5G网络意味着超快的数据传输速度。2013年5月,三星宣称,它推出的5G技术每秒能够传输超过1G的数据。相对而言,相对较快的LTE网络每秒可传输大约60M的数据,这大约相当于0.05G。这样的无线网络速度比任何智能手机体验到的速度都要快很多。谷歌宣称,即使以每秒1G的速度,也能够用不到两分钟的时间下载一部全高清的电影。5G网络作为第五代移动通信网络,其峰值理论传输速度可达每秒数10Gb,这比4G网络的传输速度快数百倍,随着5G技术的诞生,用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质(UHD)节目的时代已向我们走来。
5G网络中看到的最大的改进之处是它能够灵活地支持各种不同的设备。除了支持手机和平板电脑外,5G网络还支持可佩戴式设备联网,例如健身跟踪器和智能手表、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。5G网络的主要目标是让终端用户始终处于联网状态。在一个给定的区域内支持无数台设备,这就是科学家的设计目标。在未来,每个人将需要拥有10-100台设备为自己服务。
众多技术支撑5G发展
未来 5G 网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。超密集异构网络、自组织网络、内容分发网络、D2D 通信、M2M 通信、SDN /NFV、情境感知技术等众多技术为5G网络的发展方向提供了有力的支撑。
超密集异构网络技术,随着各种智能终端的普及,面向 2020 年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来 5G 网络中,减小小区半径,增加低功率节点数量,超密集异构网络技术是保证未来 5G 网络支持1000倍流量增长的核心技术之一 。
自组织网络智能化,在传统移动通信网络中,主要依靠人工方式完成网络部署及运维,既耗费大量人力资源又增加运行成本,而且网络优化也不理想。在未来 5G 网络中,将面临网络的部署、运营及维护的挑战,这主要是由于网络存在各种无线接入技术,且网络节点覆盖能力各不相同,它们之间的关系错综复杂。因此,自组织网络(self-organizing network, SON) 的智能化将成为 5G 网络必不可少的一项关键技术 。
内容分发网络,在未来 5G 中,面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长, 网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量 。内容分发网络 (content distribution network, CDN) 会对未来 5G 网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。随着智能移动终端的不断普及和快速发展的应用服务, 用户对移动数据业务需求量将不断增长, 对业务服务质量的要求也不断提升。CDN 技术的优势正是为用户快速地提供信息服务,同时有助于解决网络拥塞问题。
D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输,不需要通过基站转发,而相关的控制信令,如会话的建立、 维持、 无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。蜂窝网络引入 D2D 通信,可以减轻基站负担,降低端到端的传输时延,提升频谱效率,降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏,或者在无线网络的覆盖盲区,终端可借助 D2D 实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。设备到设备通信 (device-to-device communication,D2D)具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力、提高频谱利用率的前景。
M2M(machine to machine, M2M)作为物联网在现阶段最常见的应用形式,在智能电网、 安全监测、城市信息化、环境监测等领域实现了商业化应用。3GPP 已经针对 M2M 网络制定了一些标准,并已立项开始研究 M2M 关键技术。根据美国咨询机构FORRESTER 预测估计,到 2020 年,全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的 30 倍。M2M 的定义主要有广义和狭义 2 种。广义的M2M 主要是指机器对机器、人与机器间以及移动网络和机器之间的通信,它涵盖了所有实现人、机器、系统之间通信的技术;从狭义上说,M2M 仅仅指机器与机器之间的通信。智能化、交互式是 M2M 有别于其它应用的典型特征,这一特征下的机器也被赋予了更多的“智慧” 。
情境感知技术,随着海量设备的增长,未来的 5G 网络不仅承载人与人之间的通信,而且还要承载人与物之间以及物与物之间的通信,既可支撑大量终端,又使个性化、定制化的应用成为常态。情境感知技术能够让未来 5G 网络主动、智能、及时地向用户推送所需的信息。