01 5G的概念

5G的全稱是第五代移動通信技術(shù)，是最新一代的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，于2019年開始在世界各地進(jìn)行大規(guī)模部署。

在5G網(wǎng)絡(luò)中，“蜂窩”指的是供應(yīng)商覆蓋的服務(wù)區(qū)域，聲音、圖像在手機(jī)中變成模擬信號后，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器變成比特流傳輸。所有的5G無線設(shè)備在蜂窩中，都可以通過無線電波與本地天線陣和發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等進(jìn)行通信。

02 5G的原理

5G最大的特點(diǎn)是使用更高頻率的無線電波(FR1、FR2波段)來實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。毫米波頻段的帶寬高、信息量大，5G網(wǎng)絡(luò)使用更寬的頻道與無線設(shè)備進(jìn)行通信，從而實現(xiàn)每秒傳輸更多的數(shù)據(jù)的目標(biāo)。

但是，高頻率信號有一個弱點(diǎn)是穿墻能力弱，導(dǎo)致基站的信號覆蓋范圍將較4G縮小很多。因此，5G采用微基站來保證覆蓋范圍。微基站設(shè)備小、隨處可裝，同時由于覆蓋范圍小，功率將大幅減小，能夠提升用戶的上網(wǎng)舒適度。

為避免資源浪費(fèi)，微基站還可進(jìn)行波束賦形，使電磁波指向連入該基站的設(shè)備，同時可根據(jù)設(shè)備的移動而調(diào)整方向。 

03 5G的特點(diǎn)

1. 高速度

5G提供超過1GB/s，甚至可達(dá)到10GB/s的傳輸速度，相比4G的峰值下載速度300M/s，5G理論上可支持高達(dá)百倍的提速。

2. 泛在網(wǎng)

泛在網(wǎng)指無所不在的網(wǎng)絡(luò)，目標(biāo)是在任意時間、地點(diǎn)通過任何人、物都能實現(xiàn)順暢通信。在5G時代，為保證服務(wù)與體驗，必須把以前的網(wǎng)絡(luò)覆蓋死角都消滅。因此，泛在網(wǎng)的實現(xiàn)是保證5G體驗的一個重要條件。

3. 低時延

5G要求空口時延小于1ms，端到端時延小于5ms。5G對用戶設(shè)備和基站之間的無線時延、基站和核心網(wǎng)之間的回傳延遲、核心網(wǎng)延遲和互聯(lián)網(wǎng)傳輸延遲等均進(jìn)行了技術(shù)革新，以縮短整體延遲時間。

04 5G通用應(yīng)用

1. 車聯(lián)網(wǎng)

5G具有高速度、低時延等特點(diǎn)，是車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基石，因此，車聯(lián)網(wǎng)必然是5G的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。5G可以提供高精地圖實時下載，可以滿足更精準(zhǔn)的定位管理、車隊的統(tǒng)籌管理，支持UBI數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)全面鋪開后，還可基于5G進(jìn)行交通安全預(yù)警和交通出行引導(dǎo)，進(jìn)而實現(xiàn)自動駕駛。 

2. 智能家居

智能家居也是5G的一個重要應(yīng)用場景，結(jié)合人工智能，這個行業(yè)將迎來深度變革。5G支持更多的接入設(shè)備，因此現(xiàn)在的智能家居中樞的服務(wù)能力將大大提升。一般來說，目前的最大設(shè)備接入數(shù)為6～8個，而5G可以支持同時控制20個甚至更多的智能家居設(shè)備，大大提升整體的兼容能力和綜合服務(wù)能力。

3. 虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，以下簡稱VR)技術(shù)近年來取得了較大的突破，這得益于硬件和人工智能水平的大幅提升，包括設(shè)計制造能力、芯片運(yùn)算能力、圖像處理能力等。

5G將推動整個VR產(chǎn)業(yè)進(jìn)入下一輪的爆發(fā)期。5G中的網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算，能夠使諸多場景中的模型應(yīng)用在VR領(lǐng)域成為現(xiàn)實。同時，通信成本的降低，也將擴(kuò)大VR的服務(wù)范圍。

4. 高清直播

5G的應(yīng)用落地，使4K甚至8K超高清視頻直播成為現(xiàn)實。2020年2月，武漢火神山醫(yī)院、雷神山醫(yī)院的施工現(xiàn)場設(shè)置了多個4K高清攝像頭，24小時不間斷、實時全方位地通過5G傳輸穩(wěn)定清晰的現(xiàn)場畫面，引起了社會的廣泛關(guān)注，網(wǎng)友們還紛紛通過觀看網(wǎng)絡(luò)直播擔(dān)任起“云監(jiān)工”的角色。

5. 智能制造

目前，制造工業(yè)智能化程度正在逐步提升，基于現(xiàn)有技術(shù)如Wi-Fi和藍(lán)牙等，無線解決方案也已經(jīng)成功立足于制造車間。利用5G搭建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，可以支持更靈活、更高效的生產(chǎn)線，服務(wù)于建立涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的解決方案。

6. 智能電網(wǎng)

5G的低時延特點(diǎn)，使新興能源公司建立智能電網(wǎng)成為可能。可再生能源如太陽能、風(fēng)力和水力等缺乏穩(wěn)定性，一般采用基于光纖布線的分布式饋線自動化系統(tǒng)。5G網(wǎng)絡(luò)延遲低、吞吐量高，基于5G的無線分布式饋線系統(tǒng)將成為未來智能電網(wǎng)的新方向。