2.1 越來越火熱的5G到底是什么

5G是一種新興的技術(shù)，在它進(jìn)入日常生活前，很多人對它的了解僅限于比4G更快速、便捷。但僅了解這些是不夠的，我們需要深刻了解5G，感受它對社會帶來的改變。之前，全球首座運(yùn)用5G研發(fā)與建設(shè)的智能車站已經(jīng)在上海落成。由此可見，5G離我們的生活越來越近了，相信在不久的將來，該技術(shù)將徹底融入學(xué)習(xí)、工作的方方面面。

2.1.1 理論基礎(chǔ)：5G標(biāo)準(zhǔn)與觀點(diǎn)

未來，5G會朝著多元化、智能化的方向發(fā)展，當(dāng)智能終端普及后，移動流量也會迅速增長。在這種情況下，與5G相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和觀點(diǎn)也漸漸成為必須探討的問題。在這個方面，我國起到了舉足輕重的作用，引發(fā)了其他國家和各企業(yè)的關(guān)注。

1.5G標(biāo)準(zhǔn)

首個5G新空口正式凍結(jié)并發(fā)布以后，5G標(biāo)準(zhǔn)順利落地，5G時(shí)代就此開啟，我國的運(yùn)營商和設(shè)備商在國際上的話語權(quán)也明顯上升。5G新空口確立了基站與終端之間的通信頻段（低頻為600MHz、700MHz頻段，中頻為3.5GHz頻段，高頻為50GHz頻段），不僅是手機(jī)與基站的連接方式，也是5G的“最后一公里”環(huán)節(jié)。

5G新空口的內(nèi)容主要包括3個方面：新波形、新多址技術(shù)、新編碼技術(shù)，這些內(nèi)容都有各自的作用。首先，新波形統(tǒng)一了基站的基礎(chǔ)波形，提高了頻譜的利用效率；其次，新多址技術(shù)和新編碼技術(shù)提高了數(shù)據(jù)連接的速率與可靠性，充分滿足了5G的發(fā)展需要。

作為5G新空口的重點(diǎn)，5G標(biāo)準(zhǔn)的制定也被提上日程。3GPP和GSMA是與通信技術(shù)相關(guān)的兩大國際組織，前者主要負(fù)責(zé)對5G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，后者則專注于5G的運(yùn)營和推廣。

3GPP的全稱是“3rd Generation Partnership Project（第三代合作伙伴計(jì)劃）”，最初，該國際組織的目的是為3G制定全球通行的標(biāo)準(zhǔn)，之后又確立了4G標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在又制定了5G標(biāo)準(zhǔn)，具體步驟如下。

（1）由3GPP的成員提出愿景或需求并進(jìn)行早期研究，如果系統(tǒng)或功能可行再交給3GPP進(jìn)行審核；

（2）所有成員都可以向3GPP進(jìn)行提案，但提案必須獲得至少4個成員的支持才會生效，如果被采納則進(jìn)入下一環(huán)節(jié)；

（3）經(jīng)過多輪測評和考核后，項(xiàng)目組將提案總結(jié)成技術(shù)報(bào)告，再交由標(biāo)準(zhǔn)制定組決策，測評后，如在技術(shù)上可行則進(jìn)入下一環(huán)節(jié)；

（4）將任務(wù)劃分成技術(shù)模塊并完成，而后經(jīng)過TSG決策，產(chǎn)生發(fā)布版本；

（5）5G標(biāo)準(zhǔn)制定完成，各成員必須按照3GPP的規(guī)則將5G進(jìn)行商用部署。

除了3GPP以外，另一大國際組織GSMA（全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會）也參與進(jìn)來，主要負(fù)責(zé)5G的運(yùn)營和推廣。GSMA是代表全球運(yùn)營商的國際組織，連接了全球移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中近800家運(yùn)營商及近250家企業(yè)。

由此可見，3GPP為制定和實(shí)施5G的標(biāo)準(zhǔn)做出了巨大貢獻(xiàn)，而且未來還將繼續(xù)為5G的普及不斷努力，貢獻(xiàn)自己的力量。

2.5G觀點(diǎn)

當(dāng)前關(guān)于5G有兩種不同的觀點(diǎn)，第一種觀點(diǎn)認(rèn)為5G是一個全新的技術(shù)，而不是在4G上的演變；第二種觀點(diǎn)認(rèn)為5G是4G的進(jìn)化，4G是5G的奠基石。由于5G還未實(shí)現(xiàn)大范圍商用，因此，這兩種觀點(diǎn)也為5G的未來發(fā)展提供了新的可能。

華為、思科、諾基亞、Finisar、英特爾是第一種觀點(diǎn)的支持者，這些支持者都在為迎接5G的到來做準(zhǔn)備。他們認(rèn)為正是因?yàn)?G是全新的技術(shù)，所以必須不斷加大研發(fā)力度，推出新的網(wǎng)絡(luò)路線和設(shè)備，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

以中興為代表的很多企業(yè)支持第二種觀點(diǎn)，認(rèn)為5G是4G的進(jìn)化。因?yàn)?G與4G在技術(shù)原理、運(yùn)行方式、部署辦法等方面都十分不同，但如果沒有4G作為根基，或沒有5G對4G的傳承，那么5G的發(fā)展也是空中樓閣。

其實(shí)有爭議才會有發(fā)展，無論上述哪一種觀點(diǎn)都無法阻擋5G的前進(jìn)腳步。可以肯定的是，現(xiàn)在最好還是選擇“兩條腿走路”，即一方面推動4G的進(jìn)化，一方面研發(fā)5G。當(dāng)然，5G標(biāo)準(zhǔn)也不能忽視，要根據(jù)實(shí)際情況不斷優(yōu)化和調(diào)整。

2.1.2 5G特征：高速度、大帶寬、低時(shí)延

5G具有三大特征，即高速度、大帶寬、低時(shí)延。高速度是5G最直觀的表現(xiàn)，5G的傳輸峰值速度能達(dá)到10Gb/s，而4G的傳輸速度則為100Mb/s。在實(shí)際應(yīng)用中，5G的速度也可以達(dá)到200Mb/s，這意味著下載一部2小時(shí)的高清電影只需要幾分鐘。

大寬帶是針對寬帶的頻度而言的，就像高速公路上車很多，但只有4個車道，在車越來越多的情況下，拓寬車道是唯一的解決辦法，這就是大寬帶的思路。大寬帶具有較高的送達(dá)能力，即使在全景視頻或者VR體驗(yàn)中也不會出現(xiàn)卡頓等問題。

和4G相比，5G的體驗(yàn)速率優(yōu)勢明顯。4G的時(shí)延大約為70毫秒，5G可以將時(shí)延縮短到1毫秒，數(shù)據(jù)幾乎可以實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化。低時(shí)延不僅可以做到“使令即達(dá)”“令行即止”，我們的生活、工作、學(xué)習(xí)場景也會因此發(fā)生變化。

除了上述三大特征以外，5G還可以助力萬物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)。萬物互聯(lián)是指在將來，手機(jī)、電腦、汽車等用戶端都將處于聯(lián)網(wǎng)模式，不再需要尋找密碼進(jìn)行WiFi的連接，方便了我們的上網(wǎng)需求，提高了學(xué)習(xí)與工作的效率。

其實(shí)，5G還有一個獨(dú)特之處，就是使用的是高頻率的毫米波，如圖2-1所示。

5G利用高頻率無線電波進(jìn)行通信，用戶端設(shè)備能夠接收并解讀這個高頻率無線電波，進(jìn)而使帶寬增大、信息量增多，網(wǎng)速不斷提升。高頻率無線電波也有一個缺點(diǎn)，就是它是直線傳遞的，若遇見障礙物便會阻礙前進(jìn)的步伐，導(dǎo)致信號變?nèi)酢?/p>

5G若想克服這個問題，就需要建立多個基站，提升覆蓋面積。然而，在城市中建滿基站是非常不現(xiàn)實(shí)的。在這種情況下，微基站應(yīng)運(yùn)而生，如圖2-2所示。

由上圖可知，宏基站就像電線桿一樣矗立在城市的各個角落，占地面積大。而微基站則不同，其規(guī)模比較小，能夠很好地融入城市中，而且數(shù)量比較多，覆蓋能力比較強(qiáng)，信號也相對穩(wěn)定。

總之，5G擁有高速度、大寬帶、低時(shí)延的特征，這將給未來的生活帶來改變。但是，5G采用的新技術(shù)也對其普及提出了挑戰(zhàn)，需要新的設(shè)施建設(shè)幫助其發(fā)展。

2.1.3 5G的應(yīng)用領(lǐng)域

如今，5G已經(jīng)開始突破原有的限制，被廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，形成了極具影響力的“5G+”模式，如圖2-3所示。

1.5G+智能制造

2019年是5G的“元年”，其與智能制造的結(jié)合將為制造業(yè)帶來改變。快速發(fā)展的5G為傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提供了機(jī)遇，其覆蓋范圍廣、時(shí)延低的特點(diǎn)更好地適應(yīng)了傳統(tǒng)制造場景，也為新興的端到端互聯(lián)需求提供了技術(shù)支撐。在工業(yè)AR、無線系統(tǒng)化控制、云化機(jī)器人等方面，5G都將有所應(yīng)用。

2.5G+農(nóng)業(yè)

5G會推動農(nóng)業(yè)的全方位智能化，這表現(xiàn)在種植智能化、管理智能化和勞動力智能化等多個方面。5G時(shí)代，農(nóng)業(yè)將展現(xiàn)新景象，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程可以全程追溯，保證了其安全性；大數(shù)據(jù)的應(yīng)用也推動了生產(chǎn)、管理、銷售等環(huán)節(jié)的自動化和數(shù)字化；5G下的資源整合也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)資源的共享和合理利用。

此外，5G還將推動農(nóng)業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的發(fā)展。例如，在水產(chǎn)海產(chǎn)領(lǐng)域，5G的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境的預(yù)測、觀察；在農(nóng)貿(mào)市場方面，5G也可推動農(nóng)貿(mào)市場的線上線下一體化。

3.5G+智慧城市

基于5G的智慧城市可以通過打造智能交通、智能照明等降低時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，豐富人們的生活內(nèi)容，提高人們的生活質(zhì)量。

在智能交通方面，5G可以對道路和停車場進(jìn)行信息系統(tǒng)建設(shè)，保障車輛與行人的安全，同時(shí)還可以根據(jù)車輛的行駛信息預(yù)先找到停車位，實(shí)現(xiàn)智慧停車；在智能照明方面，5G能夠根據(jù)道路具體情況進(jìn)行自動調(diào)光照明，既智能，又環(huán)保，路燈的功能也會更多樣。

此外，將5G與安防系統(tǒng)結(jié)合可以打造新型智能安防，獲取真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。相關(guān)人員可以通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，找到解決安全隱患的方法。

4.5G+智能家居與建筑

5G對智能家居的影響表現(xiàn)在很多方面，例如，整合智能設(shè)備，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展；廣泛增加VoLTE的受眾范圍；為用戶帶來極致的享受體驗(yàn)等。5G的出現(xiàn)使智能家居不再是一個“孤島”，不同產(chǎn)品之間可以聯(lián)系，加速了整個行業(yè)的發(fā)展。

5G與建筑也有著千絲萬縷的聯(lián)系，“智慧工地”應(yīng)運(yùn)而生，即通過遠(yuǎn)程監(jiān)控與建筑工地進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)建筑工地的智能化管理。這種智能化管理有助于推動傳統(tǒng)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，可以讓施工變得更安全，也可以讓運(yùn)維體系更標(biāo)準(zhǔn)。

5.5G+車聯(lián)網(wǎng)與智能駕駛

5G在汽車行業(yè)的應(yīng)用將推動車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，技術(shù)日益創(chuàng)新，新型應(yīng)用日趨成熟，規(guī)模也不斷擴(kuò)大。但車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在干擾管理和隱私保護(hù)方面。

智能駕駛是汽車行業(yè)的未來，5G為發(fā)展智能駕駛提供了必要的技術(shù)支持。例如，5G可以實(shí)現(xiàn)高清視頻的實(shí)時(shí)傳輸；5G切片技術(shù)為智能駕駛提供QoS保障；5G助力分布式邊緣計(jì)算在智能駕駛中的部署。

可見，5G與各個行業(yè)和領(lǐng)域的融合已經(jīng)成為趨勢，企業(yè)只有跟隨時(shí)代的潮流，才會使自己立于不敗之地。因此，關(guān)注5G的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，對于企業(yè)開拓新道路、獲得新發(fā)展來說十分重要。