1.3.5　5G：万物互联时代的到来

如果说4G改变生活，那么5G改变的就是整个社会。

从1G到5G，移动通信系统已经完成了从模拟通信到数字通信、从纯电路交换到全IP交换、从FDMA到OFDMA的数次技术更新。每一次技术更新都带来了更快的数据传输速率、更低的时延和更多的特性，也带来了更好的用户体验。

5G将人类社会带入由一个移动互联、智能感应、大数据、智能学习等整合起来的智能互联网时代。作为公共网络，5G被分成多个切片，用于智能交通、智能家居、智能健康管理、工业互联网、智慧农业、智慧物流、社会服务等多个领域，不仅让人们的生活变得更加方便，还提升了社会管理能力。5G低功耗的特点，可以用较低的成本构建高效率的社会运作体系。5G的价值，不仅体现在更快的数据传输速率，还体现在低功耗、低时延、万物互联，大大延伸了网络的功能。

5G是一个集中了半导体、通信、人工智能、智能硬件、新业务与应用的全新体系，将显著提升整个社会的效率，给传统的运营体系和相关行业带来深远的影响。

5G之前的移动通信系统都是“以人为中心”来设计的，偶尔会兼顾物。但5G的三大应用场景将产生第一次全面针对物而不是人的通信标准，各项指标都已经远远超越人的极限。随着物联网、智能化的不断普及，包括传感器、控制器在内的各种机器开始被赋予越来越强大的功能，物体被赋予了主动产生信息、主动通信、主动接收信息的功能，人不再是信息的最初发起者和最终消费者。

5G具有高速率、低时延和大连接的特点，是实现人-机-物互联的网络基础设施。

ITU无线通信部门（ITU-R）国际移动通信工作组（WP 5D）的第35次会议确定3GPP系标准成为唯一被ITU认可的5G标准。

5G时代，中国成为了5G标准的重要参与者和制定者。

深圳从2017年10月开通首个5G试验站点以来，5G产业链的发展得到了快速推进。2018年6月，3GPP发布了第一个5G标准Release-15（R15），支持5G独立组网，重点满足增强移动宽带业务。2020年6月，Release-16（R16）版本标准发布，重点支持超高可靠低时延业务，实现对5G车联网、工业互联网等应用的支持。Release-17（R17）版本标准将重点实现差异化的物联网应用，实现中高速的大连接，计划于2022年6月发布。

工业和信息化部在2021年11月16日发布了《“十四五”信息通信行业发展规划》，该规划称：目前，我国已建成的5G基站超过115万个，占全球70%以上，是全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络，全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区都实现5G网络覆盖；5G终端用户数量达到4.5亿人，占全球80%以上。

超高可靠低时延的连接，可为工业互联网提供助力。在传统的通信中，对反应时间的要求是相对较低的，但在无人驾驶、工业机器人、智能生产线等场景中，却需要高可靠和低时延的通信技术。

5G带来的超高可靠低时延通信场景，可以满足面向远程医疗、工业设备、车辆等对通信的需求。4G的时延最好也只做到20 ms，在5G下，时延可以控制在1～10 ms，超越了人的触觉极限；同时，5G还可以支持500 km/h的高速移动应用，在高速移动过程中不会发生通信堵塞，也不会被干扰。也就是说，即使我们乘坐高铁，也不用担心通信问题了。

5G带来的海量机器类通信突破了人与人之间的通信限制，使得人与机器、机器与机器之间的通信和连接成为可能。主要体现在：①低功耗，目前相当多的物联网无法使用固定电源供电，只能使用电池，需要消耗较大的功耗，mMTC可以让功耗降到极低的水平，从而使大量的物联网设备可以在无须充电或更换电池的情况下持续工作数年；②海量接入，mMTC将提供海量接入能力，支持接入大量的物联网设备。

5G技术的重点是满足灵活多样的物联网需要。在OFDMA和MIMO技术的基础上，为了支持三大应用场景，5G采用了灵活的全新系统设计。在频段方面，与4G支持中低频频段不同，考虑到中低频频段的资源有限，5G同时支持中低频频段和高频频段，其中，中低频频段满足覆盖和容量需求，高频频段满足在热点区域提升容量的需求。针对中低频频段和高频频段，5G设计了统一的技术方案，支持百兆赫的基础带宽。为了支持高速率传输和更优的覆盖，5G采用了LDPC、Polar等新型信道编码方案，以及性能更强的大规模天线技术等；为了支持低时延、高可靠，5G采用了短帧、快速反馈、多层/多站数据重传等技术。

5G采用了全新的服务化架构，支持灵活部署和差异化的业务场景。5G采用了全服务化设计，对网络功能进行了模块化，支持按需调用，实现了功能重构；采用了服务化描述，易于实现能力的开放，有利于引入IT开发实力，发挥网络的潜力。5G支持灵活部署，基于NFV/SDN，实现了硬件和软件的解耦、控制和转发的分离；采用了通用数据中心的云化组网，网络功能部署灵活，资源调度高效；支持边缘计算，将云计算平台下沉到网络边缘，支持基于应用的网关灵活选择和边缘分流。5G通过网络切片满足了差异化的需求，网络切片是指从一个网络中选取特定的特性和功能，定制一个在逻辑上独立的网络，使运营商可以部署功能、特性服务各不相同的多个逻辑网络，分别为不同的目标用户服务。目前，5G定义了3种网络切片类型，即增强移动宽带、超高可靠低时延、海量机器类通信。

1G到5G的发展如图1-7所示，移动连接的产业价值演进如图1-8所示。

图1-7

图1-8