千亿级别的联接数量•1毫秒的超低时延•10Gbps的通信速率


今天的无线网络正在改变人类沟通和访问信息的方式,随时随地的网络接入也在推动着电信产业的变革。在不远的将来,无线接入将成为主要的接入方式。5G无线技术将通过一个灵活、可靠、安全的无线网络把所有应用、服务、事物联接到一起,使人类进入万物移动互联的时代。

在万物移动互联时代,移动网络需要满足前所未有的联接需求。这些需求可从三个性能维度来区分:速率、时延和连接数。这三个维度上的新需求将给5G网络带来全新的挑战:

1. 联接数量。尽管4G能为每个小区提供几千个联接,但无法满足全联接世界里万物互联的需要。5G条件下,每平方公里的联接数将达到百万个,这将是指数级增长。

2. 网络时延。4G网络的时延小于50毫秒,相当于3G网络的一半。然而,自动驾驶等应用仍要求比4G网络低得多的时延。

3. 速度。消费者对速度始终有着无限的需求。尽管4G比3G快10倍,但是,一旦VR等沉浸式体验变成主流视频规格,4G就无法满足市场对视频内容的需求。

基于上述需求和挑战,5G与现有移动通信技术相比应该具有以下三个特征:

• 千亿级别的联接数量

• 1毫秒的超低时延

• 10Gbps的通信速率

针对5G移动网络具备的以上特征,以及未来物联网的发展趋势,华为在5G的创新过程中总结了如下一些典型的应用场景:

千亿级别的联接数量

未来生活,个人资产全面联网

随着可穿戴设备的兴起,未来将会有越来越多的日常生活用品被联接到网络。这些可穿戴设备将大大提升个人健康管理、生活质量和工作效率。比如,运动服装内将会植入若干超轻超薄、低能耗、防水的传感器。这些传感器将对穿戴者所处环境如气压、温度、湿度、空气质量及穿戴者自身健康指数如血压、心律、体温、呼吸、皮肤湿度等进行监控。传感器收集到的所有数据都将通过移动网络传回个人生活数据库,个人生活管理系统分析收集上来的信息实时提醒穿戴者避开有害健康的区域,指导穿戴者调整饮食、睡眠、运动量等。

智能物流

未来,将会是一个全联接的世界。许多垂直行业将通过5G联接到网络。例如,未来的物流行业将在5G移动通信系统的海量连接能力的支撑下实现精细到每一件物品的端到端监控和管理。每一件物品离开工厂、电商、个人进入物流环节之前都会被贴上一个无源的无线ID标签。这些标签将通过5G网络实时地向物流公司、寄出方以及收货方汇报当前所处的位置和所处的环境(温湿度、光照强度、空气洁净度、移动速度、震动强度等)。通过这些技术手段,承运商及其客户可以轻松地通过各种终端实时地了解货物当前所处的经纬度、高度和数量,以及运送过程有无出现意外:物流公司可以通过这些信息了解运输执行情况,一旦发现异常,可以第一时间补救;客户通过这些信息可以科学、准确地规划物流后续的环节。

智能农业、智能制造、智慧城市等

5G在农业上的应用将使传统农业实现极致的精细化管理。在未来的农场,土壤中可广泛部署多种土壤质量传感器,实时反馈土壤的养分含量、水分等数据,以精准控制浇灌和施肥设备;农场四周可以安装温度、湿度、风力、日照等传感器;河流中可以安装水质监控传感器,一旦发现污染,可以及时治理;每头牲畜或禽类体内可植入病毒检测、血压、体温等传感器,实施监控牲畜健康状况,定位牲畜位置等……通过各种智能传感器建立起来的智能农业系统将极大地降低管理成本提升生产效率,同时也将给移动通信网络带来大量的窄带链接需求。

1毫秒的超低时延

自动驾驶

未来城市实现交通管理智能化后,城市道路上将出现越来越多的无人驾驶汽车。由于道路交通事关人身安全,控制指令,尤其是制动指令抵达车辆的时间要求达到1毫秒的级别。现有4G网络时延条件之下,时速100公里的汽车,从发现障碍到启动制动系统仍需要移动1.4米。

5G网络条件下,同样时速的汽车从发现障碍到启动制动系统需要移动的距离将缩短到2.8厘米,有望达到汽车ABS的水平。

10Gbps的通信速率

虚拟现实和沉浸式体验

全新的虚拟现实和浸入式体验将使包括游戏、教育、艺术、甚至医疗等众多行业产生天翻地覆的变化。比如在教育行业,教育资源缺乏的地区的学生们通过虚拟现实的帮助,可以身临其境地在虚拟教室里接受优质师资提供的讲解并与老师互动,也可以在虚拟实验室里完成所有实验室课程。

要达到这一点,我们要在移动环境下使虚拟现实和浸入式视频的分辨率达到人眼的分辨率,这就要求网速达到300Mbps以上,几乎是当前高清视频体验所需网速的100倍。

云存储

智能手机用户在视频领域正在由内容受众逐渐转变为内容制造者,每当他们拍摄到有价值的高清视频时,希望可以在一瞬间上传到云上,与他人分享。在5G时代,移动网络上传速率可以实现本地读写的极致体验,达到1Gbps。这比现有移动网络上行速率提高了100倍。

未来世界是一个全联接世界,无人驾驶汽车、远程外科手术、虚拟现实和沉浸式体验等革命性的应用和体验都将在不远的将来成为现实。新一轮工业革命将使未来世界变得非常智能,让我们携手合作,共建更美好的全联接世界。