什么是5G+云计算中的5G
移动通信技术的代际演进
G代表一代,第五代移动通信技术
1G 1980s | 2G 1990s | 3G 2000s | 4G 2010s | 5G 2020 | |
---|---|---|---|---|---|
功能 | 语音 | 短信 | 社交应用 | 在线、互动、游戏 | 虚拟现实、“零’时延感知 |
技术 | AMPS、TACS | 2G:GSM、IS-95 2.5G:GPRS、EDGE、IS-95B | WCDMA(联通)、CDMA2000(电信)、TD-SCDMA(移动) | LTE-Advanced(移动先拿到)、wireless MAN-Advanced |
5G技术指标
流量密度 | 连接数密度 | 时延 | 移动性 | 能效 | 用户体验速率 | 频谱效率 | 峰值速率 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4G参考值 | 0.1Tbps/km2 | 10万/km^2 | 10ms | 350km/h | 1倍 | 10Mbps | 1倍 | 1Gbps |
5G | 10Tbps/km | 100万/km^2 | 1ms | 500km/h | 100倍提升 | 0.1-1Gbps | 3倍提升 | 20Gbps |
5G应用场景
VR:虚拟现实(虚拟环境)
AR:增强现实(基于真实环境上模拟一个物品)
MR:混合现实(直观感受产品内部)模拟手术
智慧城市:任何人、任何时间、任何地点、获取所需服务
5G关键技术
- 超密集组网
需要满足高热点高容量场景(高流量密度、高速率)
通过大量增加小基站,以空间换性能实现
基站:一般包括宏基站和小基站,宏基站即铁塔站,覆盖范围数千米;小基站覆盖范围10-200m,包括家庭基站、微基站、微微基站、室内基站、个人基站。
小基站的特点:体积小、易安装、成本低、功率小、干扰小(更小范围内实现频率复用,提升了容量)
距离用户近,提高信号质量和速率(基站之间的叠加)、在人流密集区部署,实现网络深度覆盖。
- 多连接、无线回传技术
- 规模天线阵列:最多256个天线(MIMO天线阵)
优点:提升信号可靠性、基站吞吐率;大幅降低对周边基站的干扰;服务更多移动终端
- 动态自组织网络(SON)全双工方式
满足低时延高可靠场景
优点:部署灵活、支持多跳、高可靠、支持超高带宽
三大功能:自配置、自优化、自愈(基站侧)
- 软件定义网络(SDN)用于控制云资源,实现调度
物理上分离控制平面和转发平面;
控制器集中管理多台转发设备;
服务和程序部署在控制器上;
- 网络功能虚拟化(NFV)
软硬件解耦、虚拟化(软件模拟硬件)
通用硬件实现网络功能(服务器模拟网络)
SDN和NFV区别:前者面向网络架构的创新,后者面向设备形态的创新。
5G面临的挑战
- 频谱资源
5GHz以下的频段已经非常拥挤,解决方法:向高频段和超高频段
- 新业务(三大应用场景在不同领域的业务)
eMBB:3D、超高清视频等大流量移动宽带业务(AR/VR等传输速率要求高)
mMTC:大规模物联网业务(对连接数量、耗电/待机要求较高)
uRLLC:无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务(对低时延、高可靠要求高)
- 新场景
移动热点:大量热点带来的超密组网挑战
物联网络:物联新业务远超人的活动范围
低空、高空覆盖:无人机、飞机航线覆盖等
- 终端设备
联网终端爆发式增长(5G智能垃圾桶、无人驾驶接驳车、无人机、送货机器人)
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战
- 安全挑战
三大场景
eMBB:安全处理性能、二次认证、已知漏洞
eMTC:轻量化安全、海量连接信令风暴
uRLLC:低时延的安全算法、边缘计算、隐私保护
新架构:SDN、NFV等新安全挑战
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