仔细观察上面的技术指标,你会发现,这些指标和通常我们认为的网络指标存在很大的不同。
作为手机用户,我们对移动通信网络的要求主要集中在网速上。手机的上网速度足够快,我们就会很满意。
而上面表格中的连接密度、时延等指标,远远超过了普通手机用户的要求。
是的,5G指标的设计之初,就不只是为了手机上网服务的。它更主要的服务对象,是物联网。
5G的三大应用场景
2015年9月,ITU正式确认了5G的三大应用场景,分别是eMMB,uRLLC和mMTC。
eMBB,就是Enhance Mobile Broadband,增强型移动宽带。
顾名思义,这种场景就是现在人们使用的移动宽带(移动上网)的升级版,主要是服务于消费互联网的需求。在这种场景下,强调的是网络的带宽(速率)。前面所说的5G指标中,速率达到10 Gbps以上,就是服务于eMBB场景的。
uRLLC,是Ultra Reliable & Low Latency Communication,低时延、高可靠通信。
这主要是服务于物联网场景的。例如车联网、无人机、工业互联网等。
在这类场景下,对网络的时延有很高的需求。例如车联网,如果时延较长,网络无法在极短时间内对数据进行响应,就有可能发生严重的交通事故,甚至危害人身安全。这类场景对网络可靠性的要求也很高,不像手机上网,如果网络不稳定,最多引起用户的不满。
mMTC,是Massive Machine Type Communication,海量物联网通信。
这个也是典型的物联网场景。例如智能井盖、智能路灯、智能水表电表等,在单位面积内有大量的终端,需要网络能够支持这些终端同时接入,指的就是mMTC场景。
这三大应用场景,只有一个是主要为人联网服务的,另外两个都是主要为物联网服务的。这就给5G做了一个定性:它的物联网属性要强于人联网属性。
需要注意的是,三大应用场景并不是指三种不同的网络。网络只有一张,技术标准只有一种,就是5G。
三大应用场景,是指5G将采用网络切片等方式,使一张网络同时为不同的用户提供服务。也就是说,5G不是多种技术标准的合集(如3G,包括了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA),而是整合了多种关键技术于一身的、真正意义上的融合网络。
很多人把mMTC和uRLLC理解为像NB-IoT、eMTC那样的独立技术,这是不对的。场景并不等于技术,三大场景使用的是同样的硬件和软件。
5G和物联网
5G向物联网方向发展,是由时代所决定的。
人类通信技术的发展过程,实际上是供给侧不断追赶需求侧的过程。
从古代的飞鸽传书、烽火狼烟,到近代的电报、电话,再到现代的以1G、2G、3G、4G为代表的移动通信,我们都是在努力满足人们的基本通信需求。
如何更快速、更准确地传递信息,如何传递更丰富的信息,是通信技术演进的主要思路。
值得骄傲的是,在一代又一代通信人的努力下,我们取得了卓越的进步和成就。
尤其是现代移动通信技术的高速发展,从1G到4G,人类的基本通信需求早已得到满足。方便快捷的移动上网给人们的工作和生活带来了翻天覆地的变化,也彻底改变了我们的消费方式。
虽然我们已经满足了人类的通信需求,建设了美好的数字生活,但是衣食住行并不是人类发展的全部,消费互联网也不是互联网的全部。我们还有城市、农业、工业、能源、科研、教育、物流等很多产业和行业。
这些产业和行业也有数字化、网络化和智能化的需求,就是产业互联网和政企互联网。
消费互联网,加上产业互联网和政企互联网,才是真正的互联网。
随着互联网普及率的不断提升,人口红利趋近结束,消费互联网的发展已经接近饱和状态。
而产业互联网和政企互联网是一片更为广阔的市场。消费互联网的发展阶段,我们可以称为互联网1.0时代。
从消费互联网到产业互联网,就是互联网2.0时代。我们从数字生活升级到了数字经济的更高维度,要建设数字城市、数字工业、数字农业。。。
以手机移动通信为代表的消费互联网,实际上我们可以称之为“人联网”。到了产业互联网领域,我们需要的,是“物联网”。人联网的连接对象是人,而物联网的连接对象,当然就是物。
物联网其实并不是一个新的概念。在很多年前,就出现过物联网的原始应用。
越战期间,美军为了打击胡志明小道的越方补给线,曾经在小道投放了大量的传感器,一旦有人经过,传感器就会发出信号,美军随即对可疑地点进行轰炸。这种无线传感器网络就是一种物联网的早期模型。
后来,到了1995年,比尔盖茨在《未来之路》这本书中,正式提出了物联网的概念。
虽然一直以来都有人在宣传物联网,在推动物联网落地,但事实上,物联网的发展速度非常缓慢。既没有很突出的产品出现,也没有获得用户的认可。
其中的原因是多方面的,但最主要的原因,还是物联网技术本身不够成熟,加上行业里未能形成统一的标准。
近二十年来,我们使用的物联网技术,主要是WLAN物联网技术。从名字就可以看出来了,WLAN就是Wireless LAN,无线局域网。这是一种覆盖范围较小的物联网网络。
WLAN物联网,以Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、Z-wave等技术为代表。
除了覆盖范围较小之外,这类技术在功耗控制、待机时间等关键特性上也存在瓶颈。
正是这些不足,导致WLAN物联网无法真正满足行业应用的要求,也不能被市场和用户所接受。
随着移动通信技术的飞速发展,人们开始考虑将蜂窝技术引入物联网领域。(或者可以说,通信行业开始盯上了物联网这块“大蛋糕”。)
最开始的时候,通信行业是将2G GSM技术用于物联网,做了一个EC-GSM技术。因为GSM技术本身的限制,所以EC-GSM并不成熟。
后来,负责制定3G WCDMA标准的国际标准组织3GPP(第三代合作伙伴计划),在继续制定4G LTE标准的时候,把物联网给考虑进去了。
在2008年,LTE的第一个版本R8(Release 8)中,除了有满足宽带多媒体应用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等终端等级外,也有上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1,可用于物联网等“低速率”应用。
注:这里的Cat并不是猫的意思,是Category的缩写,“种类,分类”的意思。Cat.X说的就是UE-Category,UE是用户设备(User Equipment )。Cat.X这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的,说白了就是用来划分终端速率(等级)的。
不同的Category的速率