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5G在现有互联生态系统中的可行 性 作者：S ravani Bhattacharjee，贸泽电子专稿 Sravani Bhattacharjee是一名数据通信技术专家，拥有 20多年的从业经历。作为 Irecamedia Communications的负责人她目前致力于与 工业物联网创新力量合作，通过发表各种评论和技术营销内容，来推动相关认识和商业决策的进步。S ravani拥有电子工程硕士学 位。 到2020年，预计将有超过一半的美国 家庭拥有4K和8K高清电视。有线宽带 可 以 支 持 家 居 中 的4K/8K 视 频 流，但 无法支持需要极高流量的移动应用。 因此，世界上大部分地区都在寄希望 于 五 代(5G) 网 络 。在 5G 蜂 窝 网 络 中， 峰值数据传输速率为10Gbps(吉位每 秒)，这意味着下载1.2GB (吉字节 ) 超高 清 ( U H D ) 电 影 仅 需 要 不 到 一 秒 钟 的 时 间 。与 其 在 第 三 代 合 作 伙 伴 计 划 (3GPP ™ )中的前身(2G和3G/4G LTE) 相比，5G 大幅提升的容量是移动连接 的一次巨大进步。 与电子计算机领域的"摩尔定律" 非常 相似的是，互联网带宽的尼尔森定律 预 测 带 宽 使 用 量 每 年 将 以 50% 的 速 度增长 。为了跟上带宽需求的指数级 增长，5G 无线技术必须发挥其预期作 用。 在 设 备 制 造 商 和 应 用 开 发 人 员 为5G 产品和服务做准备时，我们必须对5G 在各种场景下的适用性进行评估。5G 作 为 超 低 延 迟 宽 带 无 线 技 术 是 否 适 用，必须通过与互联生态系统中的其 他技术对比才能判定。例如，对于某些 产品类别而言，5G 网络或许不是符合 实际的选择。在决定是否采用5G取代 其他连接方案时，性价比是至关重要 的考虑因素。 17 | 本 文 将 帮 助 系 统 工 程 师 评 估5G 在 现 有互联生态系统中的可行性。 5G 连 接 有 哪 些 与 众 不 同 之 处 ？ 我们已经进入了以基于云端技术的互 联应用为主导的时代 。每个垂直行业 都 在 向 通 过 云 端 实 现 基 本 功 能 的 服 务模式进行转型 。这种转变迫使我们 要重新审视连接，也就是5G的适用场 景 。5G 标 准 提 供 了 全 新 的 连 接 框 架 。 从这一点上来说，5G 为现有的连接概 念铺平了颠覆性的发展道路。 除 了 使 用 现 有 长 期 演 进 ( LT E ) 范 围 之 内 的 频 谱 外 ，5 G 还 使 用 毫 米 波 (mmWave) 频 段 内 的 未 许 可 频 谱 。根 据《IEEE Spectrum》(IEEE 频 谱) 中 一 篇题为《5G Bytes: Millimeter Waves Explained》(5G字节：毫米波解读)的文 章 所 述，毫 米 波 在30GHz 至 300GHz ( 吉 赫 ) 的 频 率 范 围 内 广 播 时，可 提 供 大大高于前几代频谱的带宽，并具有 延 迟 更 低 的 优 势 。但 是，毫 米 波(波 长 1mm 到10mm ) 无 法 轻 易 穿 过 建 筑 物 和其他障碍物，并且容易被雨水、树叶 等吸收。这就是为什么5G小型蜂窝会 成为标准的原因 。与传统的蜂窝站点 相比，小型蜂窝的尺寸要小得多，电源 效率更高，并且正变得越来越便宜。由 于其固有的频谱效率，小型蜂窝还提 高了无线容量，以连接更多的"物品" 和数据流量。 使5G 网 络 在 数 字 领 域 脱 颖 而 出 的 还 有其他几个因素(图1)。 泛在连接 物 联 网 (IoT) 在 所 有 垂 直 行 业 迅 速 扩 张，目前主要连接传感器、执行器、泵 和汽车等物理设备。到2020/2021年， 数以十亿计的此类设备将需要网络连 接以便与云端服务实现可靠通信。5G 小 型 蜂 窝 技 术 带 来 的 容 量 提 升 可 大 规 模 支 持 物 联 网 设 备 和 机 器 对 机 器 (M2M)连接。与 4G LTE相比，5G 的单位 面积带宽增加了1,000倍，流量增加了 10,000倍，单位面积连接的设备数增 加了100倍。 实时性能 随着物联网达到工业规模，连接必须 支持多种应用，如远程控制机器、无人 机和机器人应用、时间敏感型工业控 制回路、无人驾驶汽车导航、远程手术 等。对于这些任务关键型应用，仅有高 传输速度是不够的。为实现实时性能， 延迟也必须非常低。5G 标准将宽带无 线服务从移动互联网功能扩展到了物 联网应用，这些应用需要超可靠、超快 速的任务关键型通信。 [ 转 第 1 9 页 ]