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5G 已来,是否意味着 4G 淘汰?
更新时间:2019-08-30 浏览数:
“5G 已经在我们身边嗡嗡作响了一段时间。”

移动运营商和设备制造商都在极力的创造着各种各样的流行语,表明他们处于领先地位;创新者、创业公司和投资者也热衷于利用即将到来的浪潮,这场浪潮将会让我们连接的方式上出现一场革命。

那么,我们什么时候可以享受这波浪潮呢?我们究竟应该期待什么?而且,它会产生多大的影响?

让我们详细看看 5G 和预期版本的时间表:

01、无线技术标准化时代

20 世纪 90 年代,移动运营商正在试验当时最新的移动无线电技术,作为运营商,决定使用哪种技术来实施其移动网络对其竞争优势至关重要。过去,许多美国电信运营商采用了专有的 CDMA 技术,而欧洲则强制要求使用 GSM。无论当时哪种技术更好,理事机构都认为移动技术应该标准化。

在 1998 年进入 3GPP 时代,3GPP(第三代合作伙伴计划)提出新移动无线电技术发布的规范。经过他们的努力,电话和设备制造商按照相同的标准构建,允许跨移动网络的更大兼容性。

每个出版的 3GPP 版本都有编号,例如,他们在 2008 年第三季度发布了第 8 版,其规格为 4G-LTE。直到 2 年后,我们才第一次看到 4G 网络向公众开放。     

02、通往 5G 的道路

2018-2020:许多运营商发布了 4G-LTE Advanced Pro。

今天的无线网络遇到了瓶颈,人和设备消耗的数据比以往任何时候都多。因此,目前的 4G 无线网络变得越来越拥挤,导致移动运营商提供的服务质量越来越差,解决此问题的一种简单方法是在新的无线频谱范围内传输信号。虽然有很多问题,但我们确实有广泛的可用范围:

较高的频率可以非常有效地以高速传输大量数据,但它们的射程较短,并且很容易被障碍物和天气条件阻挡。另外,较低的频率可以传输较少的数据,但可以更容易地穿越障碍物和天气条件。4G 使用的是兆赫频段,而 5G 则使用更高的千兆赫频段。因此 5G 具有更高的带宽,更低的延迟,更好的可靠性,但它有较低的射程,并且有更高的被天气和物体阻挡的概率。

从数据的角度来看:一般的 4G 信号塔可以覆盖 70 公里的区域,而 5G 信号塔可以覆盖最多 500 米!在全国范围内仅使用独立的 5G 网络进行覆盖是一项艰巨的任务,因为这需要群集中的多个天线,并且对于低人口区域而言很不划算。

因此可以肯定地说,4G LTE 技术不会被完全淘汰。实际上,3GPP 已经准备好了 4G LTE 规范的先进和创新版本,作为下一代移动网络时代的支柱和垫脚石。在 2016-2017 年,他们发布了第 13 版和 14 版。它被称为 4G LTE Advanced Pro,它可以保证更高的速度、更高的可靠性和与 5G 的兼容性。  

预计到 2018 年至 2020 年期间 3GPP 将发布 4G LTE 高级 Pro,部分运营商称其为 4.5G 或 4.5Gpro,其他人称之为 4.9G,而有些人则称其为“5G 进化”或“5G 项目”,它将承诺 1-2Gbps 的速度,但在正常情况下可能会提供 100-300Mbps 的速度。

03、下一代移动宽带

2020-2021:在密集区域发布 5G New Radio pockets。

我们什么时候可以获得 5G 服务?这个问题的答案是 5G New Radio,也称为增强型移动宽带(eMBB)。在 2018 年中期,3GPP 发布了 5G New Radio 的规范。这基本上是为在独立和非独立网络中布置 5G 网络制定的标准。

非独立规范详细介绍了 5G 与现有 4G-LTE 骨干网的引入,这是大多数电信运营商最明显的前进方向。这是由于目前布局的 4G-LTE 基础设施,以及 5G蜂窝塔的覆盖范围非常低。   

因此,在可预见的未来,我们的移动网络将是 4G-LTE+5G,一般情况下是 4G-LTE,在密集区域内是 5G New Radio pockets。

这将在速度和可靠性方面改善我们当前的移动网络,这种模式还允许移动网络上的人员在 5G 信号塔和 4G 信号塔之间无缝转换,具体取决于他们对带宽的需求和他们与 5G 信号塔的距离。预计 New Radio pockets 将成为未来几年大多数消费者体验 5G 的方式。

预计到 2020 年首批 5G New Radio pockets 将开始出现,这只适用于最具前瞻性的移动运营商和公司。它将承诺 20Gbps 的速度,但在正常情况下很可能提供大约 1Gbps 的速度。

04、更多,更快!

2022+:释放5G +。

随着 2020 年我们周围的 5G New Radio pockets 慢慢涌现,我们的移动连接将会有很大的改善,可靠性和速度将首次与专用固定互联网服务相媲美。然而,到 2022 年,5G 网络将随着新规范和技术的发展而慢慢发展,这将使我们的无线网络达到新的高度。

许多人认为,5G 的真正兴奋点将于 2019 年底发布是 3GPP 的第 16 版,他们将其视为 5G 的演变,类似于自 2008 年推出以来 4G-LTE 的发展。这将带来有关改进 5G 的详细规范,以支持自动化、物联网(IoT)、专用网络和其他网络关键应用。

物联网:mMTC(大型机器类通信)。想象这样一个连接的世界:路灯与你的汽车通信、你的手表与天气传感器通信、你的冰箱与牛奶盒的到期贴纸通信、土壤传感器与洒水器通信等等。无数设备进行通信就是 IoT 的意义所在。我们需要一个能够可靠地支持许多设备的网络,并且可以添加更多。我们还需要一种低功耗,廉价的天线,这种天线需要有较长的电池寿命,这就是 mMTC 规范试图实现的目标。

互联世界的局限性始终是连接它的网络。为此 mMTC 将推出 5G 规格,以支持每平方公里多达 100 万台设备,将天线的电池寿命延长至 10 年,并支持比目前的物联网无线网络传输更长的距离。

即使在移动中,也要快速可靠:URLLC(超可靠的低延迟通信)想象一下在高速公路上移动的自动驾驶汽车。它需要在高速移动时与其他汽车和物体通信。你还敢用一个低延迟连接(快速响应时间),以确保在路上的安全,因为即使是最小的延迟也可能是有害的。实际上,任何对时效性要求很高的应用程序都严重依赖于快速响应时间。

URLLC 允许 5G 拥有非常准确和非常可靠的网络规范,延迟仅 1ms,而且每十亿仅会丢包 1 次,即使对于速度高达 500 km/h 物体也是如此。

05、一个 5G,诸多应用!

5G 的应用范围超乎我们所有人的想象。一方面,我们需要有标准的移动宽带,需要高带宽和良好的延迟(eMBB),另一方面,我们要连接传感器、智能家居设备和其他需要低功率天线和高设备密度的物联网应用(mMTC)。在另一个用例中,我们拥有自动驾驶汽车和关键任务型应用程序,这些应用程序需要在移动中以非常低的延迟(URLLC)进行可靠的连接。还有许多其他网络应用程序和要求,为每种情况提供单独的 5G 网络可能会有点压力,这种困境的解决方案是网络切片。网络切片是允许单个 5G 基础架构支持一个统一网络下的所有用例的方法。

网络切片允许一个 5G 信号塔既可以支持移动设备上传输视频,也可以为你的自动驾驶车辆提供超可靠的网络,并为智能城市设备的传感器和设备供电。唯一的区别是每个设备中使用的天线类型。

虽然稍微复杂一些,但网络切片在原理上类似于创建各种虚拟网络,其中底层 5G 网络可以虚拟地切割成具有不同要求的单独网络。这简化了5G网络的部署复杂性,并明显缩短了不同网络的应用时间。它还将大大减少进入的门槛和建立城市或全国范围内许多应用场景的网络的成本。

06、 私有 5G 网络的兴起

有些人可能已经迫不及待的想要体验 5G 网络的快感了,对吧?运营商效率很低,不如,让我们自己做吧。

在 2018 年 12 月的会议上 3GPP 宣布,它们将在 2019 年底到期的下一版本中包括未经许可的新无线电频谱的规范和标准。

07、 5G 时间线预测

今年:推出 4G-LTE Advanced Pro 也称为 4.5G、4.5G pro、4.9G、Pre-5G,理论速度:3GBps,对外宣传速度:1-2Gbps,实际速度:200-300 Mbps。4G-LTE 网络的最新版本已经开始出现在很多地方,这是非常重要的,因为 4.5G 将成为在可预见的未来实施公共 5G 网络的代际骨干。

2020 年至 2021 年:在选定位置推出 5G 新无线电,也称为新无线电,理论速度:20Gbps,实际速度:1Gbps。最初的 5G 部署,其中大多数将依赖 4G-LTE 网络进行某些服务,而将 5G 网络用于其他服务。工厂和私营公司将在内部建立自己的 5G 网络,以满足其物联网需求。

2022 至 2023 年:5G 上的物联网和关键任务应用的出现,也称为 URLLC 和 mMTC,理论速度:20Gbps,延迟:1ms,移动性:500 Km/h,密度:每平方公里 100 万个设备,可靠性:每十亿分之一的数据包丢失。我们将看到 5G URLLC 覆盖道路,自动驾驶汽车将在 5G 覆盖范围内开始测试。通过与 5G 塔通信的数百万台设备,我们还将看到比以往更多的数据被收集和分析。

08、未来之路

业界一致认为,发展 5G 的是一个长期积累的过程,需要不断改变未来的规格。

我们可以退后一步,发挥我们的想象力。专业人士和非专业人士对 5G 都应该有浓厚兴趣,因为它不仅统一了我们的无线通信网络,而且还能够在未来实现一些最疯狂和最具创新性的产品和应用。


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