2.2.4 5G:提供低延时、高拟真的体验
第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)(见图2-47)。(1)增强移动宽带(eMBB):主要面向移动互联网流量爆炸式增长,为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;(2)超高可靠低时延通信(uRLLC):主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;(3)海量机器类通信(mMTC):主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。为满足5G多样化的应用场景需求,5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标,其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征,用户体验速率达lGbps,时延低至lmS,用户连接能力达100万连接/平方公里。5G技术、架构体系及产业链见图2-48。
图2-47 5G三大类运用场景
资料来源:中国信通院。
图2-48 5G技术、架构体系及产业链
资料来源:中国信通院。
5G的发展速度飞快,且运用场景广泛。截至2021年9月,全球已经部署了150多万5G站点,有176张5G商用网络提供5G服务,帮助超过5.2亿用户实现跨代体验升级;得益于快速成熟且不断加速发展的终端产业,全球已经有超过1000款5G终端发布,涵盖了个人手机、家庭CPE和行业模组等,为5G的多样化业务提供了丰富生态。根据华为发布的《5G时代十大应用场景白皮书》,未来5G运用领域宽广,运用范围广泛(见图2-49)。
图2-49 5G运用十大场景
资料来源:华为。
5G网络具有高传送速率、低延时等特点(见表2-6)。尽管关于5G的具体标准和参数尚未定论,但TU已经发布了5G的参数标准,其中对比4G的主要提高之处如下:5G的速度将达到4G的100倍(1Gbps),和Google Fiber相同,峰值速率达到200Gbps,意味着用户下载8GB的HD电影只需要6秒,而3G网络下需要70分钟,4G网络需要7分钟(见图2-50)。
表2-6 移动通信技术的发展
资料来源:豆丁网。
图2-50 5G与4G关键能力对比
资料来源:豆丁网。
元宇宙的海量实时信息交互和沉浸式体验的实现需要通信技术和计算能力的持续提升作为基础,而5G技术的普及可在一定程度上解决该问题。5G带来的传输速率提升、时延减少以及连接数提升等通信能力升级,以及GPU浮点计算能力不断提升和云计算以及边缘计算技术等在算力上的不断升级将推动元宇宙发展。
我国5G加速普及。根据工信部新闻发言人在2020年工业和信息化发展情况发布会上的发言可知,2020年5G建设加速,全年新开通5G基站超60万个。当前5G渗透率仍处于快速提升阶段,根据工信部《5G应用“扬帆”行动计划》,预计2023年5G个人用户普及率目标超过40%,用户数超过5.6亿人,5G网络接入流量占比超50%。