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关于5G技术和5G技术即将面临的各项挑战

程序员文章站 2022-06-17 18:41:45
关于5G技术和5G技术即将面临的各项挑战1、世界通讯技术的发展史截止到2020年的今天,世界通讯技术发展已经经历了从1G到5G的各项改变。很多人有疑问,“G”到底是什么呢?实际上,“G”代表的是一个划时代的改变,是一个大的进程。1G:代表的是1980年左右,大家所使用的大哥大时代,那个是个的通信技术,只有一个基本功能,就是语音功能。2G:代表的是1990年左右的年代,那个时候,已经开始有了手机的雏形(也就是俗称的“小灵通”),那个时候,已经具备了更多的功能,除了语音功能,已经多出了短信功能。3G...

1、世界通讯技术的发展史

截止到2020年的今天,世界通讯技术发展已经经历了从1G到5G的各项改变。
很多人有疑问,“G”到底是什么呢?实际上,“G”代表的是一个划时代的改变,是一个大的进程。
1G:代表的是1980年左右,大家所使用的大哥大时代,那个是个的通信技术,只有一个基本功能,就是语音功能。
2G:代表的是1990年左右的年代,那个时候,已经开始有了手机的雏形(也就是俗称的“小灵通”),那个时候,已经具备了更多的功能,除了语音功能,已经多出了短信功能。
3G:代表的是2000年多出了社交应用的划时代升级年代,那个时代,人们之间的互交已经开始变得成熟了很多,也方便了很多。
4G:就是2010年的多出了很多朋友都喜欢的在线互动软件和游戏软件的年代,让很多人可以在闲暇之余多出更多的娱乐休闲。
5G:就是现在正处在发展阶段的主流通信技术,多出了虚拟现实技术等多项高级技术,主流通信运营公司已经开始出现使用,虽然还在发展,但是已经成为主流。

2、5G的优势

流量密度 :10万
连接数密度:100万/km²
时延:1ms
移动性:500km/h
能效:100倍
体验速率:0.1~1Gb
频谱:3倍(特殊情况下可达5倍)
峰值:20Gb

3、关于5G的核心技术应用

3.1、超密集组网
超密集组网就是可以大幅度的增加小基站的建设,来用减少空间来换取更高效的性能。
那什么是基站呢?
基站可以分为两种:
1、宏基站:即“铁塔站”,是一种覆盖范围可达数千米的大型基站。
2、小基站:①家庭基站、②微基站、③微微基站(又称皮基站)、④室内基站、⑤个人基站。
小基站有什么优势呢?
小基站的优势在于:

  • 体积小,成本低,容易安装,可深度覆盖
  • 更小范围内的频率复用,可以提升使用的容量
  • 距离用户更近,可提升信号质量和可达到更高的速率

3.2、大规模天线列阵
优势:

  • 提升信号可靠性
  • 提升基站吞吐率
  • 大幅度降低对周边基站的干扰
  • 服务更多的移动终端

3.3、动态自组织网络(SON)
优势:

  • 部署灵活
  • 支持多跳
  • 高可靠性
  • 支持高带宽

3.4、软件定义网络(SDN)

  1. 物理上分离控制平面和转发平面
  2. 控制器集中管理多台转发设备
  3. 服务和程序部署在控制器上

3.5、网络功能虚拟化(NFV)

  • 软硬件解耦,将网络节点阶层的功能进行分割区块,以软件方式实现,不局限于硬件构架
  • 让通用硬件实现网络功能

3.6、SDN与NFV区别
SDN:主要面向于网络构架师的创新
NFV:主要面向于设备形态的创新

4、5G技术正在面临哪些挑战

4.1、频谱资源
由于4G及4G以下的通讯技术,所用的频谱段都是低频段,导致现在的低频段很拥挤,资源基本耗尽,4G技术想要寻求更好的发展,必须解决这个频谱资源不足的问题。
解决方案:以往高频段资源用的很少,5G技术只有更好的开发高频段,才能有更好的发展前景。

4.2、在新业务领域的应用
由于5G技术的开发,社会上出现了很多新的业务,例如URLLC领域的无人驾驶、工业自动化技术等,在mMTC领域的更多需求,eMBB领域对于提升用户体验等需求。
解决方案:只有让5G技术更好的发展,提供出更可靠、低延迟、能保持更多的数量且更加好的利用率、传输速率更好的提升后,才能解决这些方面的问题,更好的实现全方面5G。

4.3、在新场景里的应用
5G技术的开发,让接近生活的人们有了新的想法,但也发现了不少问题所在,例如:超密集组网中出现的覆盖率不够的问题,覆盖不全导致的物联行业出现远超人活动范围的问题,正在研究的5G在航空和无人机领域的应用开发问题等。
解决方案:只有更好的完善5G的各个核心技术,并且让5G的覆盖率更全面才能更好的解决相关问题。

4.4、5G终端设备需求
5G领域已经开始设计到各个行业之中,例如医疗、无人机、人工智能、远程操控等,这些领域所需要的终端也出现了更大的需求,并且对终端的要求也更高,例如对终端的研发技术、研发工艺、电池寿命等都是我们即将面临的问题。
解决方案:完善5G研发技术,同事国家也大力支持,只有更多的人学习并参与研发行业领域之中,我们才能更快的解决这方面问题。

4.5、5G应用时的安全
实际上,很多人都会问到一个问题,那就是关于5G领域应用时的安全问题,这些也能理解,毕竟5G是个新的领域,有这个疑问也很正常。
解决方案:只有更好的处理已知漏洞,更多的发现未知存在问题并解决问题,完善各个领域的算法和完善5G的低延时问题,才能就更好的解决大家所担心的安全问题。

总结:

5G时代是一个划时代的年代,5G的出现让很多以前认为不可能的出现了更多的可能,以后的万物包括任何一辆汽车、一盏灯、一架飞机、一个监控等,都可以通过5G技术来连接,更好的实现智能化发展,我们无法预测未来,但是我们能够用我们的努力,来让世界出现更好的网络,因为网络决定未来的发展方向。

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