5G将触发新风口

2016-05-08 05:06:22


5G不仅具有依附于其高速度的固有价值,更可凭借物联网等跳板而具有延展价值

□张琦

所有的人都希望自己的网速快点、快点、再快点,各大通信公司也纷纷在此发力。智能手机、智能手表、智能家居以及智能车载系统的运行,都需要稳定和高速的网络予以支持。

5G与3G、4G 一样,都是更高无线带宽(可以简单理解为网速)需求催生的产物。现在,需要无线网络的已经不只是你的电脑和手机,而是越来越多的设备需要联网,比如家用电器、智能门禁、监控探头、可穿戴设备,甚至你家狗狗的智能项圈。 Gartner公司(全球权威的IT研究与顾问咨询公司)预计,到2020年将会有208亿台设备接入网络;而现在,只有大约64亿台设备接入量。也就是说,带宽的扩容还任重而道远。

什么是5G

“G”是英文“Generation”的缩写,也就是“代”的意思,实际上标注的是无线网络技术到底属于第几代。1990年产生的第一代无线网络技术被称为“1G”,我们可以称它为“无线网络1.0时代”。在1G的基础上,通过技术改进,我们又拥有了2G技术。也正是从2G时代开始,手机之间可以互相发送短信息。

再后来,我们进入了3G时代。3G时代的网络更加强大,人们不仅和2G时代一样能够接打电话、收发短信,还能够以不错的网速进行网页浏览。到了4G时代,网速大大提升,用户能够获得比3G时代好得多的网络体验。

现在很多通信公司已经使用了LTE(Long Term Evolution,即长期演进技术)。LTE速度最快,而且对4G的兼容性最好。还有一种和LTE殊途同归的技术叫WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Acces,即全球微波互联接入),可简单理解为通讯公司架设的超大范围WiFi。这两种技术的目的都是为了让4G网络变得更快更好。LTE和WiMax的区别就像蓝光技术和高清DVD技术一样,都是为了让人们看上更加清晰的影片。

5G将建立在4G LTE的技术上。在5G时代,人们能够和以前一样收发短信、接打电话以及浏览网页,但这个网速可快了不止一点点。5G网络将会让用户更加方便快速地下载3D电影或者超高清影片,同时也会允许更多的设备接入。想象一下这样的场景,你可能会通过花园中的水管或者是消防栓来更新数据,这可是很有意思的。

5G有多快

与4G相比,5G网络的网速快了可不是一星半点。网络的实际传输速度分上行速度和下行速度,上行就是发送出去数据的速度,下行就是收到数据的速度。现在,4G LTE技术的理论下行速度为1Gb/s,但问题是信号可能会因各种因素而衰减,比如说建筑物遮挡以及其他各种无线信号等因素的干扰。因此,用户几乎不可能获得理论上的下载速度。

5G网络的理论下行速度为10Gb/s(相当于下载速度为1.25GB/s)。也就是说,满速下载时,仅需几秒钟,就可以下载完毕一部高清电影,而且5G网络具有更低的延迟以及更快的缓冲速度。5G网络能够提供更高的带宽,让更多家用以及商用设备的接入成为可能。

5G怎样工作

现在,世界上很多通讯巨头已经着手开始制定5G的相关标准,当然,大部分还在商讨之中。专家称,新的5G网络也同时会向下兼容4G以及3G网络,在部分地区进行融合组网。

我们都知道手机是双向通信(既会接收也会发送数据)。当我们打电话时,手机会先将你的声音处理成为电信号,然后通过最近的基站传送出去,再通过移动运营商的有线网络以及基站传送到对方那里,完成通话过程。发送其他的各种数据(比如图片或者视频)的过程也大同小异。

一般来说,新的无线通信技术都会使用比原来更高的频段,比如4G使用20MHz频段;而到了5G,将会使用6GHz频段。新技术使用更高频段的原因是因为更高频段一般还未被使用,能够提供更高的传输速度。

但使用更高频段也有一个问题,就是单个基站信号的覆盖面会更小(使用的频段越高,速度越快,但相应单个基站的信号覆盖范围也会减小)。因此在5G时代,我们可能会采用MIMOs技术(一种能够增强信号传输的天线技术)来加强信号强度。

5G的无限想象

1. 高速率是5G的最大特点,带宽可以达到4G的100倍。这种超快的网速将使许多事情变得可能。举例来说,自动驾驶汽车可以在千钧一发之际快速做出响应。就目前4G网络而言,该网络通常需要15-25毫秒的时间将数据传输给可能发生碰撞的车辆,然后车辆才会开始紧急制动。但在未来的5G网络下,这一数据的传输时间将仅为1毫秒。此外,实时视频会议会让你感觉在同一间屋子里对话;城市管理部门可以实时监控交通堵塞、污染和停车场空位情况,并把这些信息实时传输给路上的智能汽车。

2. 5G网络的普及将使得包括虚拟现实和增强现实这些技术成为主流。其中,增强现实可以将包括出行方向、产品价格或者对方名字等信息投射在用户视野中,比如可以投射在汽车的前挡风玻璃上;虚拟现实则可以在用户视野内创造出一个完全虚拟的场景。而无论是虚拟现实还是增强现实,都对数据获取速度有着极高的要求。

3. 基于5G网络的应用会是一个规模巨大的市场。它打动用户的卖点是与物联网相连带来的“功能无限的想象”。5G技术具有连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠这四个主要优势,后两者主要面向的正是物联网业务。5G技术在传输中呈现的低时延、高可靠、低功耗等特点,可以更好地支撑物联网、车联网、3D效果等功能的应用(图1)。从此类技术的定位推断,通信企业希望未来5G成为连接所有行业和生态圈的底层基础设施。而根据此前美国研究机构Forrester的预测,物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍,会创造下一个万亿元级别的信息产业机会。

图1 2G到5G的速度和延迟情况对比


2016年2月22日,西班牙巴塞罗那,世界移动通信大会聚焦5G技术。CFP供图


4. 5G不仅具有依附于其高速度的固有价值,更可凭借物联网等跳板而具有延展价值。这是因为,5G的高速度传播将使得PC和移动设备告别“存储式”互联网的时代,而进入一个更为高速、对接更为流畅、更加强调网络作用的新时代。在现有的网速下,云服务和物联网系统都无法最大限度地体现其优越性,这也是5G所能给整个行业带来旋风巨变的立足点。

什么时候能够用上5G

美国的部分地区已经开始进行5G网络的测试了。在2016年的世界移动通信大会上,美国通信巨头Verizon宣布其已经开始在德克萨斯州、 俄勒冈州以及新泽西州进行5G测试。同时,另一家美国通信巨头AT&T也宣布,开始在实验室进行5G测试。

对于即将到来的5G时代,中国企业已经有了较强的话语权。中国厂商目前在5G发展进程中还是处在比较顶尖的地位。根据国家工信部的总体部署,中国的5G基础研发试验将在2016年到2018年进行,分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段,预计在2020年将正式商用。业界人士分析,届时网速的颠覆式增长可能会推动网络资费的进一步下调。

按照国际电信联盟关于2020年的规划,4年后就要进入全面5G时代。大多数专家也认为我们能用上5G的时间为2020年以后。但是直到现在,5G核心技术体系和行业标准还没有确立。另外,5G所连接的行业,比如交通、电力、汽车、零售等行业,它们的技术架构和商业模式也与通信行业有很大出入,要实现对接还需要行业内部和行业之间的长期利益博弈。

另外,技术难题和技术落地的速度也仍然堪忧。思科系统(全球最大的网络技术公司)的报告显示4G的普及还有待提升:4G网络流量在2015年才首次超过3G网络,最新的4G LTE平台在全球很多地区仍在部署之中。由于5G对于带宽和频段要求更高,如此一来,很可能出现新建网络基建无法满足5G标准的现象,使得已经投入的资本成为沉没成本,形成对5G网络基建的投资阻碍。可见,要让5G的巨大商业价值落地绝非易事。

但我们的等待仍然是值得的。互联网在当今时代已经是不可缺少的一部分,而且随着时间的推移,其地位毫无疑问将水涨船高。5G的出现必然会为互联网的发展注入一剂强心剂,提供更高的网速,让更多的设备接入网络。5G网络的快车将会载我们进入新的互联网时代。

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