5G網絡技術的應用領域探析

唐成永

摘 要 隨著我國通信網絡的日益發展3G與4G技術的推廣與應用日新月異，后4G時代已經悄然而來。中國最早的5G通信技術概念出現在2012年8月15日在北京召開的“中國國際通信大會”上。5G通信技術并沒有統一的制式標準，但相關應用研究已經逐步展開。2016年韓國三星公司宣布已研發出5G通信技術，名為Nomadic Local Area Wjreless Access（簡稱NoLA）。本篇文章主要簡闡述5G通信技術的概念，并結合目前中國市場通信領域相關情況就技術應用領域和應用前景進行探析。

關鍵詞 5G網絡；通信技術；網絡架構；5G應用

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0129-02

1 5G網絡技術的概念和架構

1.1 5G網絡技術

5G網絡作為第五代移動通信網絡，實際就是無線互聯網網絡。5G NR首發版本在2017年12月21日的國際電信標準組織3GPP RAN第78次全體會議上正式發布，這是全球第一個可以商用部署的5G標準。5G網絡技術的技術層面采用IPV6協議，5G是一個完整的無線通信系統，沒有任何限制，目前從業者將5G稱為真正世界級無線通訊網絡。5G網絡技術的誕生，使智能終端分享3D電影、游戲以及超高畫質（UHD）節目成為可行。

1.2 5G網絡的架構

5G作為世界級的無線通訊網絡在繼承4G的基礎，新型的網絡加構必須擁有更高的速率、更大的吞吐量、更高可靠性和更低延時等特點，支持網絡管理的自動化、網絡資源的虛擬化和網絡控制的集中化。所以筆者建議其架構應該采用全IP方式以及納米核心的蜂窩SDN新型網絡架構，這種架構能夠進行網關的無縫切換，并且應當設置多種接口來支持不同應用技術層的需要。實現控制與轉發分離、接入網和核心網融合、異構網絡間無線資源協調管理、網絡虛擬化、網絡能力開放等，使得5G網絡具有可編程性、靈活性和可擴展性，最終可以用戶為中心的服務目標[1]。5G網絡技術中納米核心網絡是關鍵技術。

2 5G網絡的關鍵技術

5G網絡作為目前世界上最先進的通信系統，得到了網絡從業的一致喜愛和青睞，也必將受廣大應用人群所接受和追捧。從根本上說5G的關鍵技術納米技術、云計算技術、全IP平臺技術，每項關鍵技術都可以實現一個或幾個方面上的提高，比4G 網絡的功能強大，更完善。

2.1 納米技術

1974年的東京制造業國際會議上，納米核心技術被提出，它將是下一次工業革命中的重要部分，通信行業將因為5G迅速轉向至下一代的通信標準。納米范圍一般為0.1～lOOnm。在5G通信中，移動終端將被植入納米技術的芯片，原來只有在科幻電影中才能見識的納米芯片植入技術將走進現實生活。被植入納米技術的終端將以智能的方式給用戶提供完美的計算和通信。給人們的工作、學習、生活和娛樂帶來巨大的變化，納米技術將給用戶帶來前所未有的智能、感應、計算、通信能力[2]。

2.2 云計算技術

云計算技術是一種通過互聯網訪問，可以定制的網絡資源共享庫。其資源共享庫包含網絡，服務器，存儲、應用等服務內容。其技術得宜于互聯網發展，云技術提供動態的、易擴展和虛擬化的資源。是一種應用在中央控制服務器上的技術，主要功能是實現在服務器上儲存數據和執行應用。不需要在任何一個終端上儲存數據和安裝應用程序軟件，直接由聯網絡進行讀取和應用[2]。云計算已經大量應用于納米核心技術，主要表現在云端儲存技術中，用戶通過賬戶管理云端儲存服務器中文件（例如：百度云盤、360云服務、網易云、騰訊云服務平臺等），其技術發展有極大的潛力。由于5G網絡技術應用于納米終端的理論存取速度能夠達到3.6G/秒，未來5G網絡的傳輸速率可達10G，所以云計算技術將得到更加深遠的發展。

2.3 全IP平臺技術

全IP網絡[3]的構建思想來源于3GPP（第三代合作伙伴計劃）組織2001年的R4標準，全IP網絡的目標是要使通信網絡從接入側到核心側全線IP化，以使通信網絡傳輸超速率?，F代無線通信的需要網絡實現全IP化，這項技術將為移動通信網絡帶來新的技術革新方案、改進方案和持續可擴展方案，使運營商在產品的性價比方面更具有競爭性。[4]

3 5G網絡技術的應用領域

根據工信部此前發布的《信息通信行業發展規劃（2016-2020年）》明確提出，2020年啟動5G商用服務。根據工信部等部門提出的5G推進工作部署以及三大運營商的5G商用計劃，我國將于2017年展開5G網絡第二階段測試，2018年進行大規模試驗組網，并在此基礎上于2019年啟動5G網絡建設，最快2020年正式推出商用服務。據新華社之前報道，全國人大代表、中國信息通信研究院院長劉多表示，中國第一版5G國際標準將于2018年6月完成。我國5G研發試驗第三階段將在2018年底前完成，重點是系統驗證。

2G將人類帶進移動通信時代、3G使智能手機終端迅速普及、4G使移動互聯網大發展，那么5G將為VR/AR、AI、物聯網、智慧城市、智能網聯汽車等尖端技術應用帶來充足的基礎技術支撐。

3.1 通訊服務業

從2G時代的十幾KB，到3G時代的兩三百KB，再到4G時代的7、8M，5G時代的“G速”，5G網絡技術的高速傳輸和高安全可靠性。其必首先應用于通訊服務行業，用戶使用快捷的 5G 網絡能夠更快瀏覽網絡數據；更快的下載網絡數據、實現網絡交互；使用更加全面智能的應用程序等。當然5G網絡技術在通訊服務方面還具有潛在的提升系統性能、增強用戶體驗、減輕基站壓力、提高頻譜利用率的前景。

3.2 國家電力傳輸

根據5G微信公眾平臺3月12日文章報道，國家電網分布式光伏云網在河北省淶水縣南郭下村光伏電站正式實現5G通信鏈路的全面打通。5G網絡技術對光伏云網帶來了數據傳輸速率與質量上的大幅提升。也標志著5G網絡技術在電力傳輸上的正式應用。

3.3 萬物聯網領域[4]

現代智能家居需要使用較高的網絡傳輸速度，并且對網絡的安全性能提出了更高的要求，4G網絡在一定層度上能夠滿足需求，但隨著智能家居領域的發展、智慧城市、未來城市等的建設，搭配上5G網絡，你可以在公司里，遙控家中冰箱的溫度，可以遙控洗衣機自動洗衣服、甩干，如果你家里有攝像頭，用5G網絡打開監控設備，可以隨時觀看到家里的情況，延遲率或許只有兩三 秒鐘。

3.4 教育領域

在網絡高速發展的年代，教育教學場景也發展著深刻變革，越來越多的學校在信息化教學建設上選擇虛擬現實技術，該技術已經逐步成熟，戴上頭盔就“穿越”到虛擬教學環境中已經實現，在虛擬環境中完成復雜的教育教學已經成為現實，再配上5G時代的超級網速，交互式的虛擬現實，5G網絡開啟了AR、VR虛擬現實技術將徹底改革教育教學方式[4]。

3.5 智能網聯汽車

智能網聯汽車，ICVS（Intelligent Connected Vehicles），是指智能車與互聯網絡的有機聯合。這項技術搭載了先進的車載傳感器、GPRS系統控制器和執行器等裝置，通過搖感衛星系統，融合現代通信網絡技術，實現車與人、車、路、后臺等智能信息交換共享，實現安全、舒適、節能、高效行駛，并最終實現人工智能化，并最終汽車智能自動化。而這項技術的關鍵應用要求網絡傳輸速率和安全性方面極為可靠，5G網絡技術將成為首選，助力智能網聯汽車的發展。

3.6 其他領域應用

未來不管是商用、民用還是軍事領域，都可以享受5G迅速發展帶來的福利，5G將進一步應用到工業、醫療、安全等領域，能夠極大地促進眾多領域創新發展和生產效率提高。在未來5G將實現了人連人，人連物、物連物，智能家居、智慧城市、智能制造、智能汽車、智能機器人、智能配送等等。

4 結論

5G網絡技術在未來發展的過程中，中國可以和世界共同體一起發展，更好地實現網絡和信息的同步，促進全球經濟一體化建設。將來5G會在教育、經濟、軍事、醫療、建筑等各個領域帶來前所未有的創新發展，基于改變原有的生產方式。整個世界都將變得更加智能、擁有更加完善的移動網絡，可以預見，5G網絡技術的應用，足以支撐起許多新科技的商業化運用，所以我們可以毫不猶豫的說，5G時代即將到來，而5G時代將有可能再度改變人們的生活方式，在此我們將拭目以待。

參考文獻

[1]月球，王曉周，楊小樂.5G網絡新技術及核心網架構探討[J].現代電信科技，2014（12）：27-31.

[2]翟冠楠，李昭勇.5G無線通信技術概念及相關應用[J].電信網技術，2013（9）：1-6.

[3]曹誠，5G網絡架構和關鍵技術[J].無線互聯科技，2015（9）：16-17.

[4]鄭世華，5G技術在移動通信網絡中的應用[J].無線互聯科技，2017（8）：1-2.