2019年被視為5G的開局之年，全球許多的運(yùn)營(yíng)商都加快了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資，以支持5G用例和服務(wù)，為用戶和企業(yè)提供了巨大的潛力。5G代表著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)角色的一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變，它由4G網(wǎng)絡(luò)演變而來，并提供了先進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn)，如提高數(shù)據(jù)速度、降低延遲和提高頻譜效率等。

電信運(yùn)營(yíng)商可以利用5G的高性能，為其所有客戶提供傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)細(xì)分市場(chǎng)的新產(chǎn)品和解決方案，從而產(chǎn)生新的收入來源和利潤(rùn)。然而，現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是為了提供和滿足語(yǔ)音、多媒體和數(shù)據(jù)的需求而設(shè)計(jì)的，復(fù)雜的接口和3GPP版本的升級(jí)已經(jīng)證明這是一個(gè)不夠靈活的平臺(tái)，了解網(wǎng)絡(luò)是如何發(fā)展的能夠幫助我們更好地規(guī)劃現(xiàn)在和未來。

從1G到5G的進(jìn)化史

第一代網(wǎng)絡(luò)(1G)引入了模擬移動(dòng)語(yǔ)音服務(wù),通過授權(quán)頻譜(安裝基站，通過專用無線電頻譜為用戶提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入)和頻率復(fù)用(多個(gè)基站的實(shí)時(shí)連接能夠使用戶在移動(dòng)時(shí)，語(yǔ)音通話不受干擾)建立了無縫無線連接。盡管1G具有革命性，但就頻譜效率而言，模擬傳輸?shù)娜萘坑邢?，并且使用模擬設(shè)備(大型，昂貴，低效能)的可擴(kuò)展性也有限。

接下來是GSM標(biāo)準(zhǔn)(2G)，它從模擬傳輸發(fā)展到數(shù)字傳輸，并使用TDMA方法實(shí)現(xiàn)了更多的容量，以及支持不同網(wǎng)絡(luò)之間的漫游。GSM提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，支持新的移動(dòng)服務(wù)(短信、彩信、圖片消息)，并通過數(shù)字編碼提高了語(yǔ)音質(zhì)量和清晰度。數(shù)字設(shè)備的可擴(kuò)展性得到了改善，因?yàn)樗鼈儽饶M設(shè)備更便宜、更輕(數(shù)字信號(hào)消耗的電池電量更少)。GPRS(2.5G)后來被引入支持分組交換技術(shù)，該技術(shù)最終以56kbit / s-144kbit / s的數(shù)據(jù)速率提供WAP、電子郵件和萬(wàn)維網(wǎng)訪問等數(shù)據(jù)通信服務(wù)。

在千禧年之后，我們看到移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)(游戲，視頻會(huì)議，大型電子郵件，視頻)需求的增加，第三代(3G)網(wǎng)絡(luò)(實(shí)施UMTS)開創(chuàng)了傳輸速度為2Mbit / s的高速互聯(lián)網(wǎng)接入的新時(shí)代，用戶有了更高的容量和增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶體驗(yàn)。隨著對(duì)更高網(wǎng)速需求的不斷增長(zhǎng)，第四代(4G)網(wǎng)絡(luò)于2010年推出，旨在通過更高的數(shù)據(jù)容量提供更快更好的移動(dòng)寬帶體驗(yàn)。其優(yōu)勢(shì)只是提高了3G提供的帶寬和服務(wù)，同時(shí)通過降低網(wǎng)絡(luò)上每比特的成本來提高效率。4G的優(yōu)勢(shì)是通過實(shí)現(xiàn)OFDMA技術(shù)，支持寬信道并使用信號(hào)編碼和多路復(fù)用模式為用戶提供更高的數(shù)據(jù)速率(高達(dá)100 Mb / s)。4G與3G的關(guān)鍵區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)了全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，放棄了線路交換基礎(chǔ)設(shè)施。語(yǔ)音服務(wù)與數(shù)據(jù)通過分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸(語(yǔ)音呼叫被IP電話取代，即VoLTE)。

5G的技術(shù)要求

我們正處于下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的初期，到2019 - 2020年我們會(huì)開始看到5G的全球推廣，5G將對(duì)各種新的和創(chuàng)新的行業(yè)服務(wù)和應(yīng)用起到關(guān)鍵推動(dòng)作用。然而，滿足新的通信解決方案需要滿足各種復(fù)雜的技術(shù)需求，與前幾代產(chǎn)品相比，審查5G的實(shí)際技術(shù)需求非常重要。

5G技術(shù)要求的“金三角”：低延遲，連接密度和吞吐量。

1. 低延遲

要達(dá)到低于10毫秒的延遲水平，將挑戰(zhàn)物理定律和網(wǎng)絡(luò)布局拓?fù)?。?duì)于需要即時(shí)和超可靠通信的業(yè)務(wù)用例(如遠(yuǎn)程外科手術(shù)和自動(dòng)駕駛)，低延遲是一個(gè)基本的要求。

2. 高連接密度

說到連接密度，與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò)每平方公里可提供多達(dá)一百萬(wàn)個(gè)連接(支持與網(wǎng)絡(luò)的大量并發(fā)連接)，而4G網(wǎng)絡(luò)的典型連接密度為每平方公里2000個(gè)連接。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(即智能可穿戴技術(shù)、智能家居技、智慧城市、智能電網(wǎng))的普及，5G的高連接密度是使海量機(jī)器類通信(M-MTC)用例實(shí)現(xiàn)并滿足數(shù)字社會(huì)需求的一個(gè)重要能力。

3. 高吞吐量

從3G到4G的演進(jìn)中最大優(yōu)勢(shì)是更高的吞吐量，這也是推動(dòng)5G發(fā)展的一個(gè)主要因素。5G的目標(biāo)是提供10 Gbps的吞吐量，使增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)的使用案例得以實(shí)現(xiàn)，為VR，AR和UHD等新服務(wù)提供基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)。

運(yùn)營(yíng)商思維的轉(zhuǎn)變

1. 頻譜效率

運(yùn)營(yíng)商必須采用某些行動(dòng)，技術(shù)和商業(yè)模式，其中包括頻譜效率， 需要更大帶寬、更高頻率的頻譜，以提供支持大量連接設(shè)備所需的容量，并為同時(shí)連接的設(shè)備提供更高的速度。隨著運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)容量開始耗盡，提高頻譜效率勢(shì)在必行。5G將被引入更高頻段，許多運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)將其5G系統(tǒng)部署在毫米波頻段。射頻(RF)頻譜是一種有限的自然資源，支持無線技術(shù)，系統(tǒng)和服務(wù)的不斷發(fā)展。隨著RF頻譜在高密度環(huán)境中的可用數(shù)量趨于飽和，必須考慮新的頻譜效率方法。MIMO技術(shù)使用多個(gè)天線同時(shí)傳輸載波信號(hào)，在相同的頻譜分配范圍內(nèi)執(zhí)行輸入和輸出功能。波束形成是一種將無線接口聚焦成波束用于定向信號(hào)傳輸和接收的技術(shù)，提高了RF頻譜的整體效率，最終可以改善用戶體驗(yàn)。

2. NFV / SDN

運(yùn)營(yíng)商還必須考慮他們的NFV / SDN策略以及如何將其納入其核心和BSS / OSS架構(gòu)中。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)是將物理網(wǎng)絡(luò)功能(PNF)向虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(VNF)的遷移和應(yīng)用程序的云化。企業(yè)和電信運(yùn)營(yíng)商必須其核心網(wǎng)絡(luò)功能(即EPC，IMS，HSS)轉(zhuǎn)換為虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能，從而在基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心上部署服務(wù)應(yīng)用程序。軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)是云架構(gòu)和NFV的基于負(fù)載和需求擴(kuò)展，從基于軟件的集中控制窗格執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)配置(即將額外的網(wǎng)絡(luò)容量引導(dǎo)到需要的地方，來維持?jǐn)?shù)據(jù)消費(fèi)高峰期間的客戶體驗(yàn)的質(zhì)量)。

3. 網(wǎng)絡(luò)切片

“全云化”戰(zhàn)略將提供協(xié)調(diào)統(tǒng)一的體系架構(gòu)，該體系架構(gòu)可以在單一的基于軟件的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上提供更高的靈活性，能夠管理虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能的各種服務(wù)需求并支持彈性網(wǎng)絡(luò)。該功能由網(wǎng)絡(luò)切片提供，在共享物理基礎(chǔ)設(shè)施之上啟用專用和邏輯功能層(切片)的功能，提供跨多個(gè)域(訪問，傳輸，核心)的端到端虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)切片的彈性優(yōu)勢(shì)為電信運(yùn)營(yíng)商提供了劃分網(wǎng)絡(luò)資源和托管多個(gè)不同用戶的機(jī)會(huì)，引入了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)/切片即服務(wù)(NSaaS)業(yè)務(wù)模式，該業(yè)務(wù)模式將提供定制的端到端無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，適應(yīng)和管理在單一共享的基礎(chǔ)設(shè)施上具有不同傳輸特性的5G應(yīng)用程序。

4. 邊緣計(jì)算

最后，我們必須考慮邊緣計(jì)算，這是一項(xiàng)與聯(lián)網(wǎng)汽車緊密相關(guān)的技術(shù)要求，因?yàn)樗墓δ苁翘幚砀咏苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣用戶的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，使網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)殛P(guān)鍵業(yè)務(wù)用例使用提供超低的延遲(即自動(dòng)駕駛汽車)或增強(qiáng)的用戶體驗(yàn)(即AR / VR)。

5G時(shí)代的真正贏家

5G不僅僅是簡(jiǎn)單地為用戶提供更高的帶寬，它還將改變傳統(tǒng)通信服務(wù)提供商的工作方式，催生出更多的新生產(chǎn)業(yè)，只有快速接受這種改變，才能成為5G時(shí)代的真正贏家。