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愛立信發(fā)布5G用例:下一代網絡如何助力行業(yè)轉型

2015-07-28

       在移動,、寬帶和云的推動下,,目前數(shù)字化浪潮在全球勢頭正猛。未來隨著全世界將5G作為全球連接的新標準,,數(shù)字化仍將強勁增長,。對于用戶而言,5G不 僅代表著技術演進,,更是一種全新的業(yè)務模式和思維方式——5G將為物聯(lián)網普及奠定基礎,,從而實現(xiàn)萬物互聯(lián)的“網絡社會”。在這一目標實現(xiàn)的過程中,,各種 5G用例會源源不斷地產生,,而數(shù)字化的關鍵則在于各行業(yè)如何適應5G用例并進行業(yè)務轉型。

  網絡高性能催生業(yè)務新用例

  愛立信認為,,5G將作為用戶提供享受極限網絡的體驗方式,,通過集成現(xiàn)有LTE技術的演進和補充性的新技術。5G的目標是提供無限的信息接入,,并且能夠 讓任何人和物隨時隨地共享數(shù)據,,使個人、企業(yè)和社會受益,。早在2013年,,5G研發(fā)前沿組織METIS項目負責人、愛立信大師級研究員 AfifOsseiran博士在北京召開的“未來5G信息通信技術峰會” 上,,提出了 5G 的數(shù)字化目標,,這業(yè)已成為行業(yè)共識:

  l在人口密集的城市環(huán)境中,5G將提供10Gbps至1000Gbps的速率,,是目前的10-100倍

  l單位面積或單用戶移動數(shù)據將增加1000倍,,即超過100Gbps/km2或500GB/用戶/月

  l互連終端設備數(shù)量將增加10到100倍

  l低功耗大型通信設備的電池使用壽命將延長10倍,傳感器或傳呼機等終端設備的電池使用壽命將達到10年

l支持超快速響應應用,,如“觸覺互聯(lián)網”,,實現(xiàn)低于5微秒內端到端時延,并具有很高的可靠性

  l在滿足上述要求的前提下,,單位面積成本和能耗不高于當前蜂窩系統(tǒng)

  伴隨著網絡性能的大幅度提高,,消費者和商業(yè)需求也將發(fā)生變化,一刀切模式不能滿足需求——不僅人們的使用行為從通信轉向娛樂,、分享和生活,,數(shù)百億的事物也將成為通信基礎架構不可分割的一部分,過去的不可能將變?yōu)榭赡?,新的服務,、職業(yè)和發(fā)展機遇將不斷誕生。

  憑借網絡安全和低功耗兩大優(yōu)勢,,5G將助力各種用例成為現(xiàn)實,,從而使企業(yè)能夠經濟高效地實現(xiàn)數(shù)字化轉型。當企業(yè)用戶準備充分利用5G系統(tǒng)時,,會有針對 每個企業(yè)的網絡切片,,滿足各個行業(yè)的特定需求。5G無線接入,、核心網,、管理與協(xié)同將推動增強這些用例,并讓我們充分挖掘其潛力,。

  盡管5G的標準化活動將于2016年開始,,2020年左右才能實現(xiàn)設備和終端設備的商用,但是這并不意味著供應商和制造商現(xiàn)在只能等待,。愛立信正在與 日新月異的行業(yè)不斷緊密合作,,5G用例也不斷發(fā)展演進和增加。無論是在大型公共場所的寬帶連接,,還是在礦山等危險工作條件下實現(xiàn)重要機器的遠程自動 化,,5G都已開始投入應用,幫助企業(yè)走向未來,。愛立信攜手這些行業(yè)創(chuàng)建新用例,,展望到2020年5G如何幫助他們實現(xiàn)業(yè)務轉型。

  下面將介紹一些5G用例,,展示愛立信5G系統(tǒng)如何幫助行業(yè)用戶實現(xiàn)業(yè)務轉型,。

  五大典型5G用例

  用例1——無處不在、隨時隨地的寬帶體驗

  這一用例包括人群密集區(qū)域的寬帶連接,、公共交通的寬帶連接和活動平臺,,目標用戶為一般移動用戶、網絡運營商,、大型活動和奧運賽事等,。

  隨著3G成熟和4G的規(guī)模部署,移動寬帶網絡也得到了普及,,根據愛立信的統(tǒng)計數(shù)據,,截至2015年第一季度,,全球移動寬帶用戶數(shù)已達29億。從當前性 能最優(yōu)的網絡LTE-A來看,,通過載波聚合技術,,運營商可以實現(xiàn)225Mbps~300Mbps的下行數(shù)據傳輸速率,擴大了容量,,改善了室內覆蓋,。但是在 人群密集或者偏僻遙遠的地方,網絡性能會有所下降,,此外用戶的室內外連接體驗仍存在較大差距,。而展望未來5年,移動數(shù)據流量將以大約45%的年復合增長率 (CAGR)增長,,即便是現(xiàn)在看來綽綽有余的4G網絡,,如果不加快升級擴容也會在不久的將來出現(xiàn)容量飽和的情況。

  5G商用之后,,借助其高系統(tǒng)容量,、網絡覆蓋,以及高可持續(xù)性和安全性的特點,,用戶上網體驗將大大提升,,不僅網絡速度和穩(wěn)定性大大提高,而且用戶在室內 外均可獲得最佳連接體驗,,即使在嚴苛的網絡條件下,,無論是人群密集的比賽場館還是人跡罕至的偏遠地區(qū),都能獲得高品質的寬帶服務,。

  之所以能夠大幅提升用戶體驗,,是因為:在無線接入層面,5G具有高數(shù)據速率,、高流量,、高移動性、高頻譜效率,、容量最大化的特點,;在核心網層面,5G的 往返延遲大大降至1毫秒內,,可為緊急情況下通信/與安全相關的通信提供QoS支持,;在管理與協(xié)同方面,5G網絡可針對每個用戶和每個業(yè)務提供不同的擁塞處 理或基于使用量的擁塞處理,,可根據流量變化動態(tài)分配資源,,并大幅減少交通鏈路負載和CPU負載。

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       用例2——智能汽車、交通運輸和基礎設施

  這一用例包括智能基礎設施,、聯(lián)網公交站,、聯(lián)網卡車和聯(lián)網汽車,目標用戶為汽車,、基礎設施,、交通運輸公司和行政機構/政府等。

  汽車,、交通運輸和基礎設施是率先采用連接的技術行業(yè)之一,,目前物聯(lián)網技術已經在這一行業(yè)得到應用,,為用戶帶來了娛樂點播,、旅途咨詢、行車導航,、交通信 息等方便的駕乘服務,。未來隨著更高性能5G的應用,我們可以考慮將傳感器嵌入道路,、鐵路和機場,,從而實現(xiàn)它們彼此之間的通信以及與智能汽車的通信,這樣的 通信具有高安全性,、移動性,、可持續(xù)性、可擴展性以及易于部署的特點,。愛立信認為,,這一用例屬于大規(guī)模的機器類通信,5G網絡的高覆蓋和低功耗特性可以有效 滿足這類通信的需求,。

  來具體看看推動這一用例的5G技術力量:在無線接入層面,,5G密度更高,設備能耗和成本更低,,與目前相比信令開支也更低,,從而滿足其大規(guī)模低成本的需 求,軟SIM卡或者無SIM卡操作則適用于傳感器類設備,;在核心網層面,,可在網絡切片內整合公共基礎設施,并支持以發(fā)布/訂閱消息為主的通信,,適合于汽車 通信和交通運輸?shù)奶厥鈭鼍?;在管理與協(xié)同層面,可統(tǒng)籌大量數(shù)據和輸入接口,,用統(tǒng)一的界面面向所有設備和基礎設施供應商,,還可定義不同的用戶文件,接入同一 網絡,在滿足規(guī)模應用特點的同時兼顧個性化應用需求,。

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       用例3——多媒體無處不在  

  這一用例包括規(guī)?;辈ル娨暋Ⅻc播服務和面向家用電視的移動服務等,,目標用戶為消費者,、付費電視運營商、廣播公司,、新內容所有者和整合者,、OTT提供商等。

  看電視正在從傳統(tǒng)的空中廣播模式和通過光纖傳輸?shù)挠芯€電視或者衛(wèi)星電視轉變?yōu)橥ㄟ^蜂窩網,、Wi-Fi和光纖傳輸?shù)摹半娨暉o處不在”體驗,。人們不用在特 定的時間圍繞在電視機周圍看新聞,而是可以在室內或室外,,甚至是在移動過程中,,如乘坐高鐵和飛機旅行時使用多個屏幕來消費視頻。人們可以消費不同類型的媒 體,,包括按節(jié)目表播放的電視,、直播電視流、視頻點播,,以及廣播和音樂流以及基于Web的視頻流,。

  面向電視和其他媒體的5G可提供優(yōu)化的媒體傳輸服務,包括4K,、8K,、HDR、HFR等無處不在的終極視頻品質成為可能,,5G可滿足用戶在家用屏幕和 各種手持終端上觀看視頻的需求,,實現(xiàn)“移動優(yōu)先”市場的媒體愿景,而在4G網絡上小試牛刀的廣播和組播服務也將展現(xiàn)出更優(yōu)的性能,,并得到更大規(guī)模的應用,。 隨著5G的到來,消費者將迎來全新的全媒體消費時代,,助力行業(yè)向全IP網絡轉型,。

  5G是推動多媒體無處不在的關鍵力量:在無線網絡層面,改進的波束成形技術,、大規(guī)模MIMO,、載波聚合、全新高頻頻譜等將大幅提高多媒體內容的傳輸速 度和傳輸質量,;由于采用了云計算技術,,多媒體業(yè)務可實現(xiàn)靈活部署和敏捷使用,;網絡切片技術則可以優(yōu)化所有媒體的交付和管理服務,改善商業(yè)模式,、性能和消費 者體驗,。

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       用例4——遠程設備的關鍵控制

  這一用例包括重型設備的遠程控制、工廠自動化,、工廠/加工狀況的實時監(jiān)控,、智能電網和遠程手術等,目標用戶為制造業(yè),、采礦業(yè)和醫(yī)療保健業(yè)等,。

  遠程控制無需人們親臨現(xiàn)場工作。在某些危險環(huán)境下(礦井挖掘和森林木材砍伐加工),,駕駛員可監(jiān)控多臺機器的動作,,遠程控制重型設備,從而降低危險環(huán)境 下的風險,,確保工作的安全性,;在另一些情況下(搶救異地病人,、讀取電表數(shù)據)的情況下,,人們無需親臨現(xiàn)場即可完成操作,從而能夠提高時間效率并降低成本,。 5G的實現(xiàn),,使得上述行業(yè)的移動辦公成為可能,并可支持這些行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,。

  對于該用例來說,,至關重要的是傳輸來自遠程環(huán)境的高品質視頻、音頻和其他傳感信息,。要實時控制遠程設備,,就需要使設備和操作人員之間的通信鏈路延遲保 持在極低的水平。這不僅對無線接入網提出了要求,,還對傳輸網和核心網也提出了要求,。在這些情況下,應避免長傳輸鏈路,,應用處理更靠近操作人員,。此外,由于 機械和操作員可能四處移動,,因此支撐網絡需要靈活適應,。

  借助其為特定的使用情況創(chuàng)建網絡的能力,5G將支持創(chuàng)建能夠滿足此類用例對低延遲和高可靠性鏈路的要求,。在無線接入網絡部分,,5G可改善無線連接的接 入性和持續(xù)性,提供高品質視頻的上行鏈路,預估并報告網絡連接的可到達性和可靠性,,將節(jié)點可用性提升至少至99.999%,;在核心網方面,5G通信服務的 可用性和持續(xù)性可達99.9%,,5G的高QoS則可有效滿足服務水平承諾,;在管理與協(xié)同,5G網絡能縮短診斷問題的響應時間,,并能面向每個用戶,、每項服務 預估并報告連接的實際可靠性。

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       用例5——人與物聯(lián)網的交互

  這一用例包括身臨其境的增強現(xiàn)實技術,、身臨其境的游戲,、監(jiān)測、觸覺互聯(lián)網,、智能自行車頭盔,、兒童監(jiān)測、智能家居和智能運輸/郵遞等,,目標用戶為公共安全,、健身、醫(yī)療保健業(yè),、家庭生活,、日常生活等。

  近年來IOT(Internetofthings,,物聯(lián)網)在全球快速發(fā)展,,截至2014年底全球約有2.3億蜂窩IOT用戶。目前75%的蜂窩 IOT模塊都只使用GSM技術,,僅用于不要求高網絡吞吐量的應用,,此外由于網絡和發(fā)展階段的限制,人和物聯(lián)網的交互非常有限,。

  目前,,隨著芯片價格的不斷降低,更低時延,、更高速率的LTE開始應用于許多事物,,未來的5G將完善其性能,使事物更加靈活,。5G還可在網絡切片內整合 不同環(huán)境,,支持以發(fā)布/訂閱消息為主的通信,適合部分特殊的物聯(lián)網應用場景,。此外,,5G在協(xié)同管理方面表現(xiàn)出色,,可實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據管理系統(tǒng),應對終端設備 的多樣性,,并支持不同部門和用戶,。

  可以預見,5G的應用將大幅提升物聯(lián)網的安全性,、隱私性,、實時性、可持續(xù)性和移動性,,填補人與物聯(lián)網交互的空白,,提升人類對環(huán)境的感知能力,而這也是人與物聯(lián)網的交互同M2M之間的主要區(qū)別,。

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