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5G和4G的区别是什么?与3G、或更早版本通讯技术有何不同?

5G是“ 第五代移动通信系统 ”。作为下一代通信基础设施,商业服务将于2020年在一些国家开始。它基于“高速,大容量”,“高可靠性,低延迟通信”和“多点同时连接 ”等特征,为社会带来了巨大的技术创新。5G流量卡WX(E02080)对5G的机制和功能,移动通信系统的历史以及在5G环境中可以实现的目标进行了简单易懂的介绍。解释在现有行业中使用5G 将如何加速IoT的采用并实现数字化转型。

2015年9月,在联合国专门组织“国际电信联盟”无线电通信部(ITU-R)撰写的报告“ IMT视觉建议 ”中首次宣布了5G概念。介绍了通信速度和延迟的关键功能:(1)高速大容量(eMBB;增强的移动宽带)(2)高可靠性和低延迟通信(URLLC)(3)多个同时连接(mMTC;大规模机器类型通信)。该方案已在2017年作为5G技术性能要求达成共识。此外,促进5G国际标准化的组织3GPP也遵循IMT愿景建议开始了一项基础调查。总结了根据场景的规格和要求,列出了74个用例,包括VR,远程医疗,无人机控制和自动驾驶。人们期望不仅将其用于个人用途,而且还将其用于工业和商业中的实际用途,以此作为实现数字化转型的基础。

5G的移动通信系统的历史

移动通信是使用便携式通信设备的通信。过去,该术语用于表示乘飞机,轮船或火车旅行时执行的通信,但是在1979年,日本电报电话公司(NTT的前身)推出了车载电话的商业服务。这是手机的基础。因此,使用了第一代移动通信系统1G。本节描述了自1980年代以来大约每10年发展起来的移动通信系统的历史,以及4G和5G之间的差异。

以易于理解的方式介绍1G-3G:

模拟手机1G在1980年代开始流行。便携式电话“肩式电话” 于1985年出现,而“移动电话”于1987年首次出现。1G是一种模拟系统,通过将声音转换为无线电波传播的信号进行通信。因此,该功能仅是语音通话。通信质量和通信距离也存在问题,但数字技术的发展得到了推进。

2G在1990年代开始普及。通信系统已经从模拟变为数字。轻松的数据通信使使用电子邮件和连接Internet线路成为可能。这个时代的推动力是NTT DOCOMO在1999年发布的“ i-mode ”。现在,您可以使用铃声,待机屏幕下载,移动银行和地图搜索服务,从而为移动用户扩展业务。继NTT DOCOMO之后,KDDI的前身DDI Cellular Group推出了“ EZweb”,而软银的前身J-Phone推出了“ J-Sky”。随着数据通信的日常使用,对高速通信的需求逐渐增加。

3G全球标准高速通信的普及在2000年代,3G逐渐普及,通信速度从2G的2.4 kbps到28.8 kbps到384 kbps到14 Mbps 有了极大的提高。随着能够享受更多内容的能力,Chaku-Uta 等平台上的服务已迅速增加。此外,3G是第一个国际标准的移动通信系统。2008年,软银发布了“ iPhone 3G”。随着我们可以更舒适地连接到Internet,对高速,大容量通信的需求已经增加。

5G和4G有什么区别?

在2010年,智能手机用户数量急剧增加。支持这一趋势的是4G,它仍然主要用于50 Mbps至1 Gbps的通信速度。随着通信速度的显着提高,用户现在除了可以流畅地使用Internet之外,还可以享受诸如手机游戏和视频之类的大容量内容。在2020年代,5G时代终于来临。如果说4G是“智能手机的移动网络技术”,那么5G就是 “ 面向社会及物联的移动网络技术 ”。这是因为在物联网时代,所有事物都连接到Internet的情况下,预计会有广泛的用例。使其成为可能的三个特征是高速,大容量,高可靠性,低延迟通信和同时连接。与4G相比,通信速度为20倍,延迟为1/10,并发连接数预计将增长10倍,并有望用于各种服务和业务。

移动通信系统的历史摘要

1G在1980年代流行。模拟类型,移动电话功能仅适用于语音通话

2G在1990年代普及。通过数字方式将手机连接到电子邮件和互联网

3G在2000年代普及。世界标准的移动通信系统可以在海外使用。高速和大容量通信增加了平台服务

4G在2010年代流行。随着智能手机的普及,高速和大容量通信已经发展起来,从而可以观看视频和手机游戏

5G在2020年代普及。“高速,大容量”,“高可靠性,低延迟通信”和“同时连接” 通讯基础设施将成为物联网时代的基础

5G的三个功能及其运作方式

从这里,我们将解释5G的特征:“高速,大容量”,“高可靠性,低延迟通信”和“同时同时连接”。 大规模MIMO天线技术”是在高频带中,使用数十到数百个天线元件来传输数据的无线电波,“集中发射到特定方向的波束形成 ”结合起来。这是为了增加无线电波的强度并实现长距离的高速通信。国际电信联盟的最大通信速度(下行)的目标值为20 Gbps。它比2010年4G快100倍,比2019年春季开始的NTT DOCOMO“ PREMIUM 4G”快20倍。如果实现了高速,大容量的通信,则可以期望通过AI分析实时分发4K / 8K之类的高清视频,在线家庭医疗以及高精度安全系统。

“可靠的,低延迟的通信”的关键是“ 边缘计算 ”。这是一种缩短设备与服务器之间的物理距离并减少通信时间的技术。通常的通信方法是“云计算”,其中按设备→基站→Internet→云服务器的顺序访问内容,并以相反的顺序下载。另一方面,边缘计算从设备到基站到安装在基站(边缘)附近的服务器的通信路径很短,因此可以确保实时性能。当前,由欧洲电信标准协会(ETSI)推广的标准是“ 多路访问边缘计算(MEC) ”。这是一种不仅考虑智能手机而且考虑与多种事物通信的技术,包括物联网设备和汽车。国际电信联盟的传输延迟的目标值为1 ms。由于4G为10ms,因此提高了十倍。如果以60km / h的速度远程制动车辆,则4G只能运行1.7m,而5G只能运行几厘米。您可以在紧急情况下确保乘客的安全。因此,在需要高可靠性的远程控制和远程医疗领域中,低延迟通信技术是关键技术。

“许多同时连接”的关键是“ 免授权 ”技术。这简化了设备与基站之间的通信,并增加了设备的同时连接数。通常,当开始设备与基站之间的通信时,所使用的频率和使用时间被交换。此后,基站发布预批准(授权)。设备以基站允许的方式发送数据。另一方面,无授权允许未经基站事先许可而发送数据。这避免了拥塞,并允许许多设备同时访问单个基站。尽管存在传输失败的风险,但它设计为包含重传机制。国际电信联盟同时连接的目标是每平方米100万个设备,这也是5G的标准。使用4G,每平方米100,000台设备,5G将可以连接的设备数量增加了10倍。在物联网时代,这是必不可少的要求,不仅智能手机可以在体育馆和现场场所舒适地使用,而且我们周围的各种事物都可以连接到Internet。

另一个例子是“ 网络切片 ” ,它根据支持5G的应用程序划分网络。将来,不仅智能手机和PC,还有IoT设备,汽车以及其他所有设备都将连接到网络。它们中的一些需要大容量,而另一些则需要低延迟,并且以相同方式进行通信都是低效率的。因此,网络切片会根据应用程序更改数据传输的单位,并虚拟分割(切片)网络。通过为每种内容使用适当的网络来实现顺畅的通信,例如用于自动驾驶的高度可靠且低延迟的网络,以及用于4K / 8K流传输的高速大容量网络。这样,5G由各种技术组成。这是将人们的生活转变为美好生活的数字转型的基础。