揭开5G神秘面纱

网友投稿 247 2022-11-06

揭开5G神秘面纱

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1、世界通讯技术发展史

截止到2021年的今天,世界通讯技术发展已经经历了从1G到5G的各项改变。很多人有疑问,“G”到底是什么呢?有的人认为它跟我们平时手机、电脑的储存单位一样,实际上,每一“G”代表的是每一代,是通讯技术发展的不同阶段。1G:代表的是1980年左右,也就是大家所熟悉的大哥大时代,那时的通信技术,只有一个基本功能,就是语音通话功能。2G:代表的是1990年左右的年代,那个时候,已经开始有了手机的雏形(也就是俗称的“小灵通”),当时已经具备了更多的功能,除了语音功能,还多出了短信功能。3G:代表的是2000年多出了社交应用的划时代升级年代,那是人们已经可以使用手机来看小说了,人们之间的互交已经开始变得方便了很多。4G:发生在2010年,多出了很多朋友都喜欢的实时聊天软件和游戏软件,相比3G时代有了巨大的提升,让人们可以在闲暇之余可以有更多的娱乐休闲。5G:就是现在正处在发展阶段的主流通信技术,多出了VR(虚拟现实)AR(增强现实)MR(混合现实)等多项高级技术,并迅速应用到当代各种产业当中,并得到重大突破。让我们一起看张图来直观的了解5G的发展历程

2、5G的八大技术指标

流量密度:单位面积内的总流量数
连接数密度:指单位面积内可以支持的在线设备总和
时延:发送端到接收端接收数据之间的间隔
移动性:支持用户终端的最大移动速度
能源效率:每消耗单位能量可以传送的数据量
用户体验速率:单位时间内用户获得MAC层用户面数据传送量。
频谱效率:每小区或单位面积内,单位频谱资源提供的吞吐量
峰值速率:用户可以获得的最大业务速率
指标名称 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/Km^2 10万/Km^2 10ms 350Km/h 1倍 10Mbps 1倍 1Gbps
5G取值 10TBPS/km^2 100万、Km^2 1ms 500Km/h 100倍提升 0.1-1Gbps 3倍提升(某些场景5倍) 20Gbps

3、关于5G的核心技术应用

3.1、超密集组网超密集组网就是可以大幅度的增加小基站的建设,来用减少空间来换取更高效的性能。那什么是基站呢?基站可以分为两种:1、宏基站:即“铁塔站”,是一种覆盖范围可达数千米的大型基站。2、小基站:①家庭基站、②微基站、③微微基站(又称皮基站)、④室内基站、⑤个人基站。小基站有什么优势呢?小基站的优势在于:体积小,成本低,容易安装,可深度覆盖更小范围内的频率复用,可以提升使用的容量距离用户更近,可提升信号质量和可达到更高的速率3.2、大规模天线列阵优势:提升信号可靠性提升基站吞吐率大幅度降低对周边基站的干扰服务更多的移动终端3.3、动态自组织网络(SON)优势:部署灵活支持多跳高可靠性支持高带宽3.4、软件定义网络(SDN)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3.5、网络功能虚拟化(NFV)软硬件解耦,将网络节点阶层的功能进行分割区块,以软件方式实现,不局限于硬件构架让通用硬件实现网络功能3.6、SDN与NFV区别SDN:主要面向于网络构架师的创新NFV:主要面向于设备形态的创新

4、5G技术面临的挑战

4.1:对eMBB增强移动宽带来说,它需要更高的安全处理性能,保障用户获得良好的体验速率;需要支持外部网络二次认证,能更好地与业务结合在一起;需要解决目前发现的已知漏洞的问题。

4.2:对mMTC低功耗的大规模机器类通信来说,需要轻量化的安全机制,以适应功耗受限、时延受限的物联网设备的需要;需要通过群组认证机制,解决海量物联网设备认证时所带来的信令风暴的问题;需要抗攻击机制,应对由于设备安全能力不足被攻击者利用,而对网络基础设施发起攻击的危险。

4.3:对于uRLLC高可靠低时延通信来说,需要提供低时延的安全算法和协议,要简化和优化原有安全上下文的交换、密钥管理等流程,支持边缘计算架构,支持隐私和关键数据的保护。

4.4:随着SDN和NFV这样的技术引入,使网络边界变得十分模糊,以前依赖物理边界防护的安全机制难以得到应用。所以,安全机制要适应虚拟化、云化的需要。

5、总结

5G是一个划时代的年代,5G的出现让我们的生活发生了很多潜移默化的改变,让很多以前我们不敢想的事慢慢变成了现实,今后的年代是一个“万物互联”的时代,让我们身边的物品通过5G技术来与我们的手机连接,真正做到智能化发展。让我们一起期待未来5G带给我们生活上更多的便利吧!

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