5G开启万物智联的信息通信发展新时代

5G开启万物智联的信息通信发展新时代

耿志杰

山东省邮电工程有限公司 山东 济南 250031

摘要：面对万物互联，5G网络需要更聪明、更灵活的大脑，来精准地感知网络数据流量上传下发的拥塞状态、业务动向、用户位置等信息。5G网络还需要具备用户和业务的接入控制、无线网络资源调度的能力。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对5G开启万物智联的信息通信发展新时代提出了一些建议，仅供参考。

关键词：5G；智联；信息通信发展；新时代

引言

现在，5G应用元年即将到来，它将带给我们一个把人与人、人与物之间无线连接的时代，让人们的生活更加自由化、安全化，让全球经济数字化、简单化。5G核心网作为连接消费互联网和产业互联网的中央处理器，提供全云化、用户面加速、一体化MEC、行业使能技术包、多维切片、E2E自动化等全系列特性，统一调度全网连接资源，使能千行百业的创新，助力各行业的数字化转型。

1、5G的相关概述

5G网络是新一代移动互联网连接，它可以在智能手机和其他设备上提供比以往更快的速度和更可靠的连接。结合网络技术的最新研究，5G能够提供平均约为1GBps的下载速度。综合而言，5G概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。其中，“标志性能力标”为“用户体验速率”，“一组关键技术”则包括了大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。用户体验速率、连接数密度和时延为5G最基本的三个性能指标。另外，5G还需要大幅提高网络部署和运营的效率，相比4G，频谱效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。通俗讲就是，在同一区域，更多的人可同时获得并观看高清视频等活动。物联网技术将应用于5G系统中，他将实现机器对通信的支持，并且降低能耗和成本。但是，目前尚未出现5G部署的标准，根据5G发展目标，我们对其标准给出如下预测：针对用网高峰区域，最大运行速率可达1Gb/s，平均速率可达100bit/s。5G的信号覆盖面积增进一步增加，他将减少同一区域的基站数量，从而降低运营成本和维护成本，并同时满足通信用户需求。与此同时，5G网使1ms延迟潜伏期明显减少。我国计划将在2020年之前实现5G通信，实现这一通信模式既是我国国情的需求，又是通信需求的必然结果。此外，5G网的安全性能将进一步提高，基于物联网，多天线等技术的5G通信将可以对安全防护设备进行升级，提供广播式服务及生命线通信灾害等功能。越来越多的商家开始研发5G，如半导体工程、芯片制造企业以及移动通信运营商等。总之，5G通信致力于实现高速率、高安全性以及低成本的设计，它将4G通信作为基础，并实现大范围的突破。这将实现下一代小区的超快传输以及信号的连续覆盖，5G将解决信号盲区问题，提供更多优质的服务，并且使世界实现真正的“广域移动性”的最终边界。5G具有更高的兼容性，实现4G及4G以下频谱的共同使用。聚合光纤-无线网络，首次使用毫米波段技术，所有频谱波段为20-60GHz，其目的是满足大宽带的运行需求，提高大宽带的数据访问速度，解决4G时期网络频谱不足问题。一般采用该本地“短”无线链接的方式，提供区域性服务，但是其功能不容忽视，毫米波技术将使得区域服务更加完善。

2、5G通信网络的概况以及现状

我们认为所谓的5G通信网络也就是在之前4G通信网络的基础之上，通过相应的技术转化来实现对于4G通信网络的运行效率提高的目标，同时还有效的提升其他的一些相关参数所形成的网络结构。现在世界各国都不断重视通信网络的发展，对于5G通信技术的研究也更加的重视，通过研究可以深入认识到5G通信网络相对于4G通信网络而言不仅在于信息的传递速度和效率上有了明显的提升，同时还更一步的体现了运用现代科学技术来将通信技术发展至智能化和自动化。用户在5G通信网络的实际使用过程中就能够明显感受到科学技术发展的意义所在。5G通信网络的发展方向应当结合人们对于社会的发展要求来进行确定，现在人们对于信息传输的多样性要求更高，因此，如果要实现5G通信网络规模化全面的建设，我们需要在4G通信网络的基础之上更进一步的进行深入研究。现如今移动网络在正常运营过程中，仍然是采用以往的同步数字系统光输入的方式，对于网络服务质量也提出了更高水平的要求。其中由于主体部分仍然是纵向结构的网络结构，这在一定程度上影响到了网络的开放性，因此具备一定的不足，由此可见我们在建设移动通信网络时需要更长的建设周期。5G预计的用户数直接由人口数量决定，未来5G使用者的变化动态与趋势也直接受到人口变化影响，因此5G通信传输网络的建设必须做好人口数量的预估，以此为建设提供依据。在用户数量的预估过程中，需采用社会学的专业方法和统计学方法，以此科学统计和预估未来人口流动性及规模。移动终端服务属于现阶段信息技术在生活中的主要应用途径，因此在人口数量预估过程中，还需要做好城市发展及规模的预估，以此结合互联网基础的集约统筹，加强对通信基站的关注，实现移动形式通信基站使用与共享频率提升，5G信号的全面覆盖、5G时代共享城市群建设均可由此获得有力支持，在规划与建设5G通信基点的过程中，政府机构需依次推进，最终实现全社会覆盖。

3、5G开启万物智联的信息通信发展新时代

5G应用并不能一蹴而就，还需一定时间。5G建设初期，主要依赖大视频、云游戏等eMBB应用；近期，聚焦MEC园区网；远期，聚焦垂直行业使能技术，拓展URLLC/mMTC行业市场。2019—2020年，5G在全球各区域均开展了试点部署，尤其是在中国市场：通过头部行业试点探索，挖掘5G的典型应用，获得了显著的成果。

3.15G是连接互联网变革的“彩虹桥”

5G构建起万物互联的核心基础能力，不仅带来了更快更好的网络通信，更肩负起赋能各行各业的历史使命。中国电信集团有限公司总经理李正茂在大会开幕论坛上表示，从互联网行业整体来看，5G时代，互联网行业将会从消费互联网向产业互联网发展。5G是连接互联网变革的“彩虹桥”，推动数字经济转型升级。过去20年，我国互联网的繁荣发展主要是消费互联网的发展，但消费互联网红利正在逐渐减退，以5G、云计算、人工智能等为代表的信息技术的不断发展，促使未来产业互联网、工业互联网将发挥更为重要的作用，从而促进经济转型升级。5G的商用正好使互联网进入了下半场，消费互联网深化和工业互联网起步的时期，也是大数据和人工智能方兴未艾的时期。5G生逢其时，将开拓在消费领域、产业领域的新应用，5G的再出发还会出现人们现在还想象不到的新业态。5G开始了互联网发展的新篇章，创新互联网的未来。5G作为“新基建”的领头羊，是人工智能、大数据中心等其他“新基建”领域的基础设施。

3.2把握产业变革机遇

5G引领互联网技术创新加速互联网行业的变革，5G时代之重点在于万物互联，5G构建起万物互联的核心基础能力，不仅带来了更快更好的网络通信，还肩负起赋能各行各业的历史使命，因此5G为互联网的影响是非常巨大的。在支持数据实时性流通功能方面，强大的5G网络能够构筑覆盖卫星、物联网等天地一体化场景，促进更大规模、更大范围的数据采集、传输、存储、处理和应用，加速推动数据流变成价值流。还有就是破创新范式，共推数据要素的融合，大家要联合起来，共破难关，充分释放网络创新效能。

3.3智能家居

智能家居在协议接口方面并不是完全统一，因此这些问题直接造成了智能家居内部的系统衔接存在一定的矛盾，碎片化问题非常明显，并没有形成一个更加健康稳定的智能家居生态系统，因此我国在智能家居技术的研发工作上仍然存在一定的欠缺。通过5G通信技术的有效使用，对智能家居的协议接口进行了统一整合，智能家居在联网的效率上也有了明显的提升。在和5G融合物联网的发展背景下，智能家居的安全便利以及环保性的特点将会得到进一步延续，真正实现了家居的智能化控制，因为智能家居应用在人类的日常生活起居，智能家居的未来发展前景也一片良好。比如智能门锁有效使用了指纹锁或者是红膜识别等技术，通过5G通信技术的有效应用，在安全性能上得到了明显的提升，并且在识别和管理工作方面也变得更加智能化。

3.4智能城市

物联网RFID的监控技术与5G通信技术之间的联合使用，可以更好的对人们的日常生活环境进行有效监控，并且实现了公共资源的科学化以及适时性管理，进而实现了智能城市的发展模式。在智能城市的发展工作中，智能交通系统是其中非常重要的构成部分，主要是通过信息收集系统信息分析处理系统以及信息发布系统所构成，在实际的工作过程中可以对道路状况进行有效判断，并且对其中的重要信息进行记录，并且直接传输到互联网系统终端来进行处理，以此可以被管理工作人员提供出必要的参数信息，然后工作人员通过终端系统将处理完成之后的重点信息，通过整合之后直接发布到车载终端或者是人们的手机当中，通过这一方法可以保证人们可以实时性收取交通路况等各种信息，为人们的日常出行提供出了诸多方便，同时在整个城市交通的管理，工作效率和质量方面也会得到充分提升，同时整个交通行车安全也会得到有效的保障。

3.55G+工业

基于端到端切片+MEC开展5G+工业的建设，可为企业快速构建起高安全隔离的行业虚拟专网。（1）园区数据访问安全：MEC实现数据的本地存储，关键数据内部传输不出园区，并且与公网隔离以保证安全性。（2）生产采集数据快速分流：用户面下沉到边缘，提供稳定的高带宽、低时延的网络质量，同时将采集数据快速分流到工业互联网分析平台，为生产提供分析、告警、判决、调整等决策建议。

3.65G+医疗

网络切片和低时延保障技术的结合，解决了远程医疗安全和性能瓶颈。（1）借助于5G网络切片，可以将医院办公等普通业务与远程会诊等高安全业务分别部署不同的专用网络，彻底进行隔离，确保了远程会诊网络的安全性。（2）借助本地化的医疗MEC平台/TSN等技术，实现了远程医疗“最后一公里”的超低时延保障。

4、5G无线通信系统的关键技术

针对5G无线通信系统的关键技术，其主要包含大规模MIMO技术、超密集异构技术等，通过对技术层面的仔细分析，就能够了解5G无线通信系统的未来发展之路。

4.1大规模MIMO技术

在研究之后，多天线技术的运用，逐步提升通信对应的频谱效率，这样也是多天线技术得到普及与应用的根本所在。使用5G无线通信系统时就会有多天线技术的应用，通过增加MIMO信道通信数量，实现与客户的在线沟通，同时确保其通信质量，实现高强度工作机能的全面提升。但是要注意一点：应用大规模MIMO系统不是无懈可击的，其劣势相对明显，一旦属于单系统的应用，那么多天线技术就会疯狂挤压、摧毁系统空间，完全丧失系统工作技能，导致系统面临瘫痪的风险。所以针对大规模MIMO技术的使用，必须要做好相应的完善与开发工作，实现系统适用性的全面提升。

4.2超密集异构技术

针对网络空间的加密，利用超密集异构技术来实现，就可以满足数据流量的全面提升，同时也能够优化其5G无线通信系统性能。基于基站作为超密集的异构技术，最终获取重复利用基站空间的成效。目前，超密集异购技术在我国的研发依旧处于初期阶段，其面临的问题在于：网络内部的节点较多，并且节点之间的距离偏小，这样会导致5G无线通信系统容易受到干扰。并且大量用户部署节点也可能会产生拓扑结构的变化，导致系统的维护与检修难度进一步增加。基于这一问题的分析与阐述，就可以满足技术层次上的创新，这样就可以针对5G无线通信系统持续的深入研究，针对拓扑结构产生的变化加以洞察，从而实现故障与问题的捕捉，最终达成无线通信的需求。

结束语

综上所述，5G通信传输网络的建设需关注多方面因素影响。目前我国对于5G网络传输建设技术方面已经具备了一定的经验和基础，同时还取得了比较良好的效果和突破。通过将4G通信传输网络技术基础应用到5G通信网络的建设工作中能够一定程度的降低建设成本，更进一步的推进我国科学技术的发展。对5G技术底座进行探索与尝试，相信将会对通信运营商的运营智慧化战略提供更好的支撑，为企业转型奠定坚实的基础能力。

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