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5G基本概念及其發展概況
中國安防行業網    2017/11/13 15:31:00    關鍵字:5G,基本概念,發展概況      瀏覽量:
  
   一、5G基本概念
   第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,外語縮寫:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,5G網絡的理論下行速度為10Gb/s(相當于下載速度1.25GB/s)[4]。
   諾基亞與加拿大運營商BellCanada合作,完成加拿大首次5G網絡技術的測試。測試中使用了73GHz范圍內頻譜,數據傳輸速率為加拿大現有4G網絡的6倍。鑒于兩者的合作,外界分析加拿大很有可能將在5年內啟動5G網絡的全面部署。
   由于物聯網尤其是互聯網汽車等產業的快速發展,其對網絡速度有著更高的要求,這無疑成為推動5G網絡發展的重要因素。因此無論是加拿大政府還是全球各地,均在大力推進5G網絡,以迎接下一波科技浪潮。不過,從目前情況來看5G網絡離商用預計還需4到5年時間。
   二、5G發展歷程
   早在2009年,華為就已經展開了相關技術的早期研究,并在之后的幾年里向外界展示了5G原型機基站。華為在2013年11月6日宣布將在2018年前投資6億美元對5G的技術進行研發與創新,并預言在2020年用戶會享受到20Gbps的商用5G移動網絡。
   2013年2月,歐盟宣布,將撥款5000萬歐元。加快5G移動技術的發展,計劃到2020年推出成熟的標準。
   2013年5月13日,韓國三星電子有限公司宣布,已成功開發第5代移動通信(5G)的核心技術,這一技術預計將于2020年開始推向商業化。該技術可在28GHz超高頻段以每秒1Gbps以上的速度傳送數據,且最長傳送距離可達2公里。相比之下,當前的第四代長期演進(4GLTE)服務的傳輸速率僅為75Mbps。而此前這一傳輸瓶頸被業界普遍認為是一個技術難題,而三星電子則利用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術破解了這一難題。與韓國目前4G技術的傳送速度相比,5G技術預計可提供比4G長期演進(LTE)快100倍的速度。[6]利用這一技術,下載一部高畫質(HD)電影只需十秒鐘。
   2014年5月8日,日本電信營運商NTTDoCoMo正式宣布將與Ericsson、Nokia、Samsung等六家廠商共同合作,開始測試凌駕現有4G網絡1000倍網絡承載能力的高速5G網絡,傳輸速度可望提升至10Gbps。預計在2015年展開戶外測試,并期望于2020年開始運作。
   2015年3月1日,英國《每日郵報》報道,英國已成功研制5G網絡,并進行100米內的傳送數據測試,每秒數據傳輸高達125GB,是4G網絡的6.5萬倍,理論上1秒鐘可下載30部電影,并稱于2018年投入公眾測試,2020年正式投入商用。
   2015年3月3日,歐盟數字經濟和社會委員古澤?奧廷格正式公布了歐盟的5G公司合作愿景,力求確保歐洲在下一代移動技術全球標準中的話語權。奧廷格表示,5G公私合作愿景不僅涉及光纖、無線甚至衛星通信網絡相互整合,還將利用軟件定義網絡(SDN)、網絡功能虛擬化(NFV)、移動邊緣計算(MEC)和霧計算(FogComputing)等技術。在頻譜領域,歐盟的5G公私合作愿景還將劃定數百兆赫用于提升網絡性能,60GHz及更高頻率的頻段也將被納入考慮。
   歐盟的5G網絡將在2020年~2025年之間投入運營。
   2015年9月7日,美國移動運營商Verizon無線公司宣布,將從2016年開始試用5G網絡,2017年在美國部分城市全面商用。
   2016年11月,舉辦于烏鎮的第三屆世界互聯網大會,美國高通公司帶來的可以實現“萬物互聯”的5G技術原型入選15項“黑科技”——世界互聯網領先成果.高通5G向千兆移動網絡和人工智能邁進[2]
   2016年3月,工信部副部長陳肇雄表示:5G是新一代移動通信技術發展的主要方向,是未來新一代信息基礎設施的重要組成部分。與4G相比,不僅將進一步提升用戶的網絡體驗,同時還將滿足未來萬物互聯的應用需求。我國5G技術研發試驗將在2016-2018年進行,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段實施。
   從用戶體驗看,5G具有更高的速率、更寬的帶寬,預計5G網速將比4G提高10倍左右,只需要幾秒即可下載一部高清電影,能夠滿足消費者對虛擬現實、超高清視頻等更高的網絡體驗需求。
   從行業應用看,5G具有更高的可靠性,更低的時延,能夠滿足智能制造、自動駕駛等行業應用的特定需求,拓寬融合產業的發展空間,支撐經濟社會創新發展。
   從發展態勢看,5G目前還處于技術標準的研究階段,今后幾年4G還將保持主導地位、實現持續高速發展。但5G有望2020年正式商用。
   2017年2月9日,國際通信標準組織3GPP宣布了“5G”的官方Logo。
   三、5G技術指標
   標志性能力指標為“Gbps用戶體驗速率”,一組關鍵技術包括大規模天線陣列、超密集組網、新型多址、全頻譜接入和新型網絡架構。大規模天線陣列是提升系統頻譜效率的最重要技術手段之一,對滿足5G系統容量和速率需求將起到重要的支撐作用;超密集組網通過增加基站部署密度,可實現百倍量級的容量提升,是滿足5G千倍容量增長需求的最主要手段之一;新型多址技術通過發送信號的疊加傳輸來提升系統的接入能力,可有效支撐5G網絡千億設備連接需求;全頻譜接入技術通過有效利用各類頻譜資源,可有效緩解5G網絡對頻譜資源的巨大需求;新型網絡架構基于SDN、NFV和云計算等先進技術可實現以用戶為中心的更靈活、智能、高效和開放的5G新型網絡。
   四、5G商業化時間表
   工信部、中國IMT-2020(5G)推進組2016年11月份公布了5G網絡時間表,中國將于2017年展開5G網絡第二階段測試,2018年進行大規模試驗組網,并在此基礎上于2019年啟動5G網絡建設,最快2020年正式商用5G網絡。
   2015年6月,在國際電信同盟(ITU)WP5D第22次會議上,確定了IMT的名稱、愿景和時間表等關鍵內容。在國際電信同盟的IMT家族中,第三代移動通信(3G)叫做IMT-2000,第四代移動通信(4G)叫做IMT-Advanced。現在,第五代被正式命名為IMT-2020。
   5G的目標是實現全球標準的統一,標準由ITU負責制定。作為非技術組織,ITU將委托3GPP等技術組織制定5G標準。3GPP主要由設備商、終端商和運營商進行多方談判,最后確定技術標準和路線圖。
   根據3GPP的時間表,最早2017年底,將推出早期移動5G規范,2018下半年將推出5G標準第一版本。國內方面,按照工信部的計劃,2017年我國開展5G技術研發試驗第二階段測試,并針對各廠商面向5G移動互聯網和物聯網各應用場景進行驗證。完成第二階段測試后,2018年將進行大規模網絡技術研發和測試。等到正式公布5G標準后,我國進入網絡建設階段,最快于2020年正式商用5G網絡。
   五、5G測試階段劃分
   結合產業發展態勢,中國移動以運營商需求為牽引,明確了面向商用產品研發的分階段5G試驗規劃,全力加速5G產品的商用化進程。
   第一階段是5G關鍵技術可行性驗證。基于4G網絡基礎設施,聯合產業開展5G候選技術的可行性驗證,包括大規模天線、用戶為中心的網絡、新型編碼、新型調制等技術,并于2016年完成該階段工作。結合該階段的工作,中國移動已提前將5G的大規模天線技術應用于4G網絡,可提升現網的容量和頻譜利用效率2-3倍,并已開始在業務熱點和高樓等場景開始規模部署。
   第二階段是5G系統概念驗證。結合3GPP標準進展,聯合產業鏈上下游,突破硬件平臺和架構的產業瓶頸,推動實現5G基礎設施的硬件能力具備。通過系統樣機的實驗室和外場測試,全面推動5G端到端產品的設計和優化,以及測試儀器儀表的成熟。實驗室測試和外場試驗、演示力爭在2017年四季度完成。目前,已在2017年6月的MWCS期間,完成在上海和廣州的5G組網能力和業務能力的演示。
   第三階段,2018-2019年將面向預商用產品和成熟的3GPP標準開展“規模試驗及預商用試驗”,確保在2020年實現5G有效商用。通過硬件平臺的優化迭代、以及面向3GPP標準的軟件迭代,推出預商用的5G產品,通過多廠商、多網絡的互聯互通,以及4G與5G的互通等試驗測試,推進5G端到端的成熟,并力爭在2019年下半年提供友好用戶體驗。
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