什么是 5G?

软件开发团队在办公环境的办公桌前使用笔记本电脑工作

作者

Mesh Flinders

Staff Writer

IBM Think

Ian Smalley

Staff Editor

IBM Think

什么是 5G?

5G ( 第五代 移动技术) 是 手机公司 于 2019 年推出的 新电信 网络标准。

5G 网络运行的无线电频率与以前的 3G、4G 和 4G LTE 网络相同,以前的网络为全球大多数手机提供服务。然而,5G 网络改进了速度、延迟和带宽,从而提供更短的下载和上传时间、更强的连接和更高的可靠性,这使 5G 网络自然而然地成为 4G 技术的替代者。

与 人工智能 (AI)、 物联网 (IoT) 和 机器学习 (ML) 一样,5G 是一种颠覆性技术,有可能会改变人类与互联网、社交媒体和一般信息的交互方式。更具体地说,对于通过 高速 网络连接为 自动驾驶汽车、游戏系统和视频流提供支持的技术,5G 具有重大影响。

辅以专家洞察分析的最新科技新闻

通过 Think 时事通讯,了解有关 AI、自动化、数据等方面最重要且最有趣的行业趋势。请参阅 IBM 隐私声明

谢谢!您已订阅。

您的订阅将以英语提供。您会在每份时事通讯中找到一个取消订阅链接。您可以在此管理您的订阅或取消订阅。更多相关信息,请参阅我们的《IBM 隐私声明》。

为什么 5G 非常重要?

随着 新技术的出现,全球对互联网访问的需求不断增加,创建的数据量呈指数级增长。在未来十年里,全球每天生成的数据量预计增长数百泽字节。4G、 4G LTE 和 3G 无线网络 所依赖的 网络基础设施 无法处理这一数据量。5G 凭借闪电般的速度、 非常低的延迟 和扩展的数据容量,能够满足 新技术 的要求,例如需要 5G 网络覆盖的下一代 智能手机 。

5G 与 4G/3G 之间的关键区别

虽然 5G 使用的无线电频率与 4G 和 3G 网络相同,但存在一些重要差异,从而使 5G 具有更优越的性能,尤其适合希望将该技术作为数字化转型项目一部分的企业。

速度和延迟

5G 速度比 4G 和 3G 网络快 10 倍,这意味着 5G 下载大文件或将数据备份到云等活动花费不到一秒的时间,而不是几分钟甚至几小时。5G 的数据传输速率达到每秒 20 吉字节 (Gbps),平均下载速度为每秒 432 兆字节 (Mbps)。5G 的数据速率是它预计产生如此变革性影响的主要原因之一,对手机游戏和远程手术等活动都有深远的影响。

 5G 技术 之所以能够提供如此快的速度是因为,与以前的网络相比,5G 的延迟(数据从一个点传输到另一个点所需的时间)要 低 得多。 4G 网络 的延迟大约为 200  毫秒, 而 5G 网络 的延迟通常可以低至 1  毫秒。

物理空间

5G 的另一个重要区别在于,它使用的发射器比以前的网络小,可以将它们放置在建筑物、树木和其他常见物体上,而不会引起人们的注意。5G 网络中的蜂窝(或“小蜂窝”)本质上是基站,在连接整个网络方面发挥着至关重要的作用。在 4G 技术中,与小蜂窝相当的宏蜂窝更大,所需的功率更高。

错误率

5G 的自适应调制和编码方案 (MCS) 是一种用于从 WiFi 设备发送数据的方案,它是在 4G 和 3G 网络中使用的 MCS 基础上改进的,从而使其块错误率 (BER) 极低。在 5G 技术中,当错误率增加到一定水平时,发射器自动降低速度,直到错误率下降为止。这项技术在实时条件下牺牲速度以换取准确性,并有助于确保 5G 网络的错误率接近于零。

带宽

与 4G 和 3G 网络相比,5G 网络的 带宽范围 更广 ,包括 低频段、 中频段和 高频段。这是 5G 将其 无线电频谱 资源从以前网络中使用的低于 3  GHz 规格扩展到 100  GHz 和更高规格实现的。这一调整使 5G 能够在更广的 带宽范围 内运行,从而扩展其容量和吞吐量。从本质上讲,这些技术进步使更多的设备能够同时连接到单个网络或蜂窝上,并允许设备同时发送和接收数据。

AI 学院

利用混合云实现 AI 就绪

本课程由 IBM 资深思想领袖带领,旨在帮助企业领导者获得所需的知识,以便划分可以推动增长的 AI 投资的优先级。

5G 的工作原理

与 3G 和 4G 技术一样,5G 依赖于蜂窝技术,5G 将服务区域划分为更小的地理区域(称为蜂窝)。蜂窝边界内的任何 5G 无线设备使用无线电波、基站和天线连接到互联网和电话网络。较新的网络速度更快,在网络上只有一个用户时,下载速度可达每秒 10 吉字节 (Gbps)。

由于具有更宽的带宽,5G 不仅可以连接网络上的更多设备,而且还可以提供更快的速度,在很多用户位于同一网络甚至同一蜂窝时(例如拥挤的城市环境),这可以提高互联网应用程序质量。随着 5G 技术的不断发展以及旨在利用 5G 技术的应用程序数量增加,人们普遍预计越来越多的知名互联网服务提供商 (ISP) 将采用 5G 家庭互联网(例如 Verizon、Google 和 AT&T),从而使 5G 用例呈指数级增长。以下是使 5G 技术独一无二并且将来可能对移动技术产生颠覆性影响的一些功能:

网络切片

网络切片是指网络运营商能够使用 5G 技术在同一基础设施上部署多个独立虚拟网络,网络切片具有很多潜在的业务应用场景。通过网络切片,企业可以组成 5G 网络功能集合,并按用例或业务模式对其进行分组。通过使用该功能,用户可以在所选的设备上获得更可靠的无线体验。

改进的标准和规格

5G 网络 拥有独特的空中接口,这是专为一项称为 5G NR (New Radio) 的 新技术 开发的。这指的是一种新的无线接入技术 (RAT),由第三代合作伙伴计划 (3GPP) 专门开发用于 5G 移动网络。5G NR 旨在成为新的全球 蜂窝网络 标准,首次商业部署于 2018 年底完成。如今,很多 蜂窝网络 运营商部署了 5G NR 网络,很多技术制造商正在制造与 5G NR 兼容的移动设备。根据 Ericsson 最近发布的一份报告 ,到 2023 年底,全球 45% 的网络与 5G 兼容,预计到本十年末,这一数字将上升到 85%。

私有网络功能

私有 5G 网络类似于公共网络,但为其所有者提供了增强的个性化功能,例如,能够限制访问以及使用经过许可或未经许可的无线 5G 频谱。私有 5G 在全球企业中越来越受欢迎,因为它允许企业在封闭和受限的环境中利用 5G 技术的所有优势,例如工业厂房、办公楼、大学校园、机场等。通过使用私有 5G 网络,公司可以采用高度私密、安全和高效的方式管理所有设备、服务和应用程序,比公共网络更私密、安全和高效。

5G 的商业优势

与前几代网络相比,5G 服务在无线技术方面进行了很多改进。以下是 5G 可能带来的一些商业优势:

全自动驾驶汽车

在 4G、4G LTE 和 3G 网络上,由于发送和接收信息需要大量时间,全自动驾驶汽车无法运行。5G 网络具有较低的延迟,可以使完全自动驾驶和自动运行的车辆在短短 1/1,000 秒内发送和接收信息。

更智能的工厂

由于采用了 AI 和机器学习,工厂已变得更加智能,而采用 5G 基础设施大大加快了这一趋势。随着 5G 的推出,工厂可以自动实现更多功能,以无线方式连接数千台智能设备,以及部署大量的摄像头、无人机、5G 手机和传感器,这些设备能够近乎实时地对数据进行处理。这些功能在实际层面的应用令人眼花缭乱,对燃油经济性、建筑设计、与客户的互动以及设备生命周期和维修等都会产生影响。

虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR)

虚拟现实(将现实世界拒之门外的数字环境)和增强现实(增强现实世界的数字内容)依赖于 5G 技术,并具有很多业务应用场景。在过去的十年里,使用虚拟现实和增强现实技术的手机和智能眼镜为广泛的业务场景(包括货物仓储和运输、工业维护、设备维修等)添加了数字叠加、实时视图和其他功能。

边缘计算

边缘计算是一种分布式计算框架,使企业应用程序更接近于数据源, 5G 技术的高速度和 低延迟 大大增强了边缘计算。在边 缘计算方面,5G 使计算和数据存储更接近于生成数据的位置,从而实现更强的控制、更低的成本和更快的洞察交付。根据 Gartner 最近发布的一份白皮书,到 2025 年,75% 的企业数据将通过 边缘计算 进行处理,而目前这一比例仅为 10%。

5G 用例

随着 5G 技术的普及,它刺激经济增长和改进连接的潜力是无限的。以下是 5G 技术可能改变我们世界的一些更加雄心勃勃的方式:

更智能的社区

5G 能够从连接到互联网的 IoT 设备收集信息,无论您生活在人口稠密的城市环境还是偏远的农村地区,都可能会改善您的日常生活。城市规划者、应急响应人员和很多其他人都希望在未来几年内依靠 5G 连接帮助缓解交通,更好地进行规划,减少空气污染并普遍改善他们所服务的人群的生活。

更好的医疗保健

在 医疗保健 技术方面, 5G 网络 促进了远程手术、数据相关洞察和患者护理方面的进步。例如,由于 5G 具有较低的延迟,因此,可以通过高清视频共享 实时 信息,这可能会使远程手术变得更加普遍。此外,通过 使用 5G 网络的 IoT 连接设备对 患者进行 实时 监控,有助于医生更好地护理未直接监护的患者。

更高的可持续性

5G 将极大地提高企业监控其碳排放、员工安全、供应链等 环境、社会和治理 (ESG) 目标的能力。5G 的诸多优势之一是,与以前的网络相比,5G 能够使用相对较低的能量传输信息。 5G 技术 还会促进电动汽车、智能建筑和远程工作的发展,已经证明所有这些措施可以减少碳排放。

相关解决方案
IBM Cloud Pak for Network Automation

IBM Cloud Pak for Network Automation 是一款 Cloud Pak,可以实现网络基础设施运营的自动化和编排。

深入了解 Cloud Pak Automation
边缘计算解决方案

借助 IBM 的边缘计算解决方案,实现操作自动化,提升体验,加强安全措施。

深入了解边缘计算解决方案
网络支持服务

使用 IBM Technology Lifecycle Services 整合数据中心支持,以实现云网络等。

云网络服务
采取后续步骤

利用 IBM Cloud Pak for Network Automation 实现网络运营自动化。体验智能自动化如何简化流程并降低运营复杂性,以便让您的团队专注于创新。

深入了解 IBM Cloud Pak for Network Automation 探索 5G 和边缘解决方案