我们经常被问到的一个问题是:“为什么我们需要5G?”
5G究竟能为我们带来什么?
就如同今天的问题一样:“4G时代的物联网技术瓶颈在哪里,为什么5G时代将是物联网时代?”
迄今为止,移动技术已从“人对人”(people-to-people)为主的平台(3G)发展为全球规模下的“人对信息”(people-to-information)的连接(4G)。
而5G的出现是一个支点,使移动技术从一项对个人通信具有变革性影响的技术演进为真正的通用技术,有望改变整个产业和经济。
什么是通用技术?
在印刷术出现之前,书籍必须依靠艰难的人力复制,每次只能复制一份。通过印刷机,书籍可以实现量产。随着欧洲在十六世纪早期进入文艺复兴,印刷机帮助了在整个欧洲的理念传播。
在蒸汽机出现之前,大型工厂必须设立在河流附近,但河流未必总是设备的可靠动力源。蒸汽机打破该依赖性,同时允许工厂设立在更靠近原材料产地或交通运输线路的地方。
电力再向前一步。在蒸汽驱动的工厂,设备仍需围绕提供动力的传送带系统进行组织。电力允许机器实现集成能源供应。这支持了全新更高效的机器配置,包括流水线,并在全球范围重新定义了制造行业和竞争格局。
还有的通用技术例如:轨道系统、汽车和互联网。
通用技术具有一些共同属性,包括普遍适用于多个行业、带来长期且持续的改进并且能够催生新的创新。通用技术对广泛行业产生深远且持久的影响,可重新定义经济竞争力并改变社会。IHS Markit预期,随着5G技术不断发展并支持大量终端、机器和流程,无线通信将有望进入通用技术殿堂。
那么为什么4G不能成为物联网时代?
没错,数字移动技术已从使人与人互联逐步演进到使人与数据互联,这些数据是人们在个人和职业生活中所依赖的。现今移动技术的很多进步提供了更大的带宽,能够基本实现语音和数据无所不在的覆盖。乃至一些机器对机器和早期物联网应用业已出现,但这些应用通常都是面向特定用例并采用较陈旧的技术。
技术突破和硬件进步使得5G成功具备了4G无法达到的能力。例如,5G带来了更加高效、统一的TDD设计,而且转换更快,可扩展到各种部署场景和频谱应用,包括sub-1 GHz低频段、2-7 GHz中频段和28 GHz、39 GHz和60 GHz等高频段毫米波——甚至是应用于100 GHz以上的更高频段设计。
移动技术目前仍主要用于面向消费和企业用例,而未开始真正从根本上变革经济体的工业或公共部门。经历了几代发展,移动技术已经实现了普及,但5G将成为一个技术平台,以更有意义的方式连接汽车与城市,医院与家庭,人与周边万物。5G带来的提升将能够明确满足复杂多样的物联网相关用例的需求。
为什么5G时代将是物联网时代?5G是如何被利用的?
1:增强型移动宽带(eMBB)
增强型移动宽带的两个关键方面将在5G经济中促进普及和价值创造。第一个方面是将蜂窝覆盖扩展到范围更广的建筑物中,包括办公楼、工业园区、购物中心和大型场所。第二个方面是提升容量以满足使用大量数据的更多终端的需求,尤其在局部地区。这些网络的改进将支持更高效的数据传输,降低每比特数据传输成本,从而驱动在移动网络中更多地使用宽带应用。
2:海量物联网(MIoT)
5G将利用早前在机器对机器(M2M)和传统物联网(IoT)应用方面的投入,支持规模经济的显著提升以促进其在全部行业中普及和应用。5G能更好地满足低功耗需求,实现在授权和非授权频谱工作并提供更深入更灵活的覆盖,从而在海量物联网情景中显著降低成本。这亦将支持海量物联网扩大规模,并且将促进海量物联网应用更多地采用移动技术。
3:关键业务型服务(MCS)
关键业务型服务代表移动技术的全新市场机会,这将是5G重要的增长领域,并将支持那些需要高可靠、超低时延连接以及高安全性与高可用性的应用。这将支持无线技术提供与有线难以区分的超可靠连接以支持零容错应用,例如自动驾驶汽车和远程操作复杂的自动化设备。
到2035年,全球5G价值链将创造3.5万亿美元产出,同时创造2200万个工作岗位。上述数字超过了今天整个移动价值链的价值。
关键业务型服务用例需要超可靠且低时延的通信,对吞吐量、时延和可用性等特性具有严格要求。而海量物联网则通常以海量联网终端传输少量对时延不敏感型的数据为特征。因此,这些终端需要实现低成本和超长电池续航。这些都是4G技术所难以达到的。
5G的一个关键优势,是将支持移动网络更高效的运营并降低数据传输成本,并且相比4G LTE,5G的平均容量翻了一番,峰值性能提高了10倍。
这是Signals Research Group(SRG)使用基于高通骁龙移动平台的商用5G终端,通过韩国、英国、瑞士和美国多个城市的移动网络收集了数千GB的测试数据,分析数周,涉及数百个参数后得出的结论。
5G网络带来了颠覆性的容量增长。增强型移动宽带一个关键方面就是提升容量以满足使用大量数据的更多终端的需求,尤其在局部地区。这些网络的改进将支持更高效的数据传输,降低每比特数据传输成本,从而驱动在移动网络中更多地使用宽带应用。
这意味着不仅是5G智能手机用户,网络上的所有用户都能享受到更好的体验,每比特数据成本的降低,使得运营商也能够提供无限数据的资费套餐。
并且5G比LTE更节能,特别是在使用高带宽应用程序的情况下。
有一种观点认为,与LTE相比,5G的数千兆比特速度会导致电池电量更快耗尽;但研究结果表明,这并非事实。
SRG测试了5G网络对电池寿命的影响,并与LTE进行了对比。结果显示,虽然两种技术对电池寿命的影响非常微妙和复杂,5G智能手机具备全天的电池续航能力。事实上,在手机上玩30分钟的纸牌游戏,能耗就相当于使用稳定的5G网络下载30 GB以上的数据。在信号良好的情况下,对于大量数据而言,5G比LTE更节能。尽管5G的电池能耗更高,但数据速率的提升可抵消增加的使用率。下图说明了这一原理。
在海量物联网用例中我们开始看到5G的变革性影响。
5G将利用早前在机器对机器和传统物联网应用方面的投入,支持规模经济的显著提升以促进其在全部行业中的普及和应用。5G可降低功率需求,实现在授权和非授权频谱的运行和覆盖改善,从而显著降低海量物联网的成本。这也将支持海量物联网扩大规模,并且将促使海量物联网应用更多地采用移动技术:
资产跟踪
智能农业
智慧城市
能源/公用事业监控
实体基础设施
智能家居
远程监控
信标和联网购物
前几代蜂窝技术以及在非授权频谱上的低功耗无线技术正共同服务这些应用。目前的LTE路线图包括了像Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)这样的专门蜂窝技术,并开始纳入低功耗方面的性能提升以应对不断增长的蜂窝物联网市场。这些技术构成5G海量物联网的基础,其将在低功耗扩展性能及利用授权与非授权频谱能力的基础上继续提升。IHS Markit认为,5G有潜力应对机器对机器和物联网市场中的更多领域,并借助规模经济降低成本。
从本质上来说,5G的独特之处在于其灵活的体系结构。在这种框架下,我们不仅能够以全新的方式进行发明创造,而且还可以扩大5G的覆盖范围。
基于物联网的各种行业将充满整个5G世界,我们的科技和生活也将比以往任何时候都更加智能化。
所有东西都将围绕5G展开新一轮的故事角逐。未雨绸缪跟上时代,才是硬道理。5G时代,得流量者得天下。小辣椒科创集团,解决了无数中小微企业5G时代的创业养业烦恼。我们是致力于整合垂直领域供应链赋能小微企业者的创业管理服务平台;致力于服务全球小微企业,为小微企业提供优质项目的服务平台!