5G 技术:什么是 5G,它是如何工作的
第五代蜂窝技术被称为 5G。其目标是提高无线服务速度,降低延迟并提高灵活性。5G 技术的潜在最高速度为 20 Gbps,但 4G 的最高速度仅为 1 Gbps。虚拟化和软件驱动的 5G 网络利用云技术。通过蜂窝和 Wi-Fi 连接之间的无缝开放漫游功能,5G 网络还将简化移动性。
5G 还承诺降低延迟,这可以帮助企业应用程序和其他数字体验更好地运行(例如视频会议和自动驾驶汽车)。设备通过无线网络相互响应所需的时间称为延迟。3G 网络的平均响应时间为 100 毫秒。对于 4G,大约为 30 毫秒,对于 5G,将低至 1 毫秒。这几乎是即时的,允许出现新的网络应用程序世界。它是世界上最快、最可靠的技术之一。这意味着更快的下载速度、更低的延迟以及我们生活、工作和娱乐方式的重大变化。
由于 5G 速度和其他连接优势,企业将变得更有成效,消费者将能够比以往任何时候都更快地访问更多信息。5G 网络将支持联网汽车、智能体育场和改进的游戏体验。移动用户可以在不需用户干预或无需重新身份验证的情况下保持连接,因为他们可以在室外无线连接和建筑物内的无线网络之间移动。
5G 是如何工作的?
大多数运营商最初将 5G 网络与当前的 4G 网络合并,以提供持续连接。
无线通信系统中使用无线电频率(也称为频谱)在长距离传输数据。移动网络的两个基本组件是“无线接入网络”和“核心网络”。
5G 与 4G 相似。但是,它确实使用了更高、更不拥挤的无线电频率。这使其能够以更快的速度发送更多数据。毫米波是更高的频率频段(毫米波)。
无线接入网络 (RAN)
无线接入网络使用各种设施(包括小型基站、塔、天线以及专用室内和住宅系统)将移动用户和无线设备连接到主核心网络。小型基站将在 5G 网络中发挥重要作用,尤其是在新的毫米波 (mmWave) 频率下,连接范围非常小。小型基站将根据客户对连接的需求分散成簇,以提供持续连接,补充提供广域覆盖的宏网络。
被称为5G 新无线电的更强大的 5G 无线空中接口的全球标准将包括 4G 未涵盖的频谱。新的天线将使用大规模 MIMO(多输入多输出)技术,允许多个发射器和接收器同时传输更多数据。另一方面,5G 技术并不局限于新的无线电频段。它旨在与使用许可和非许可无线技术的融合异构网络一起工作。这将增加用户可访问的带宽量。
核心网络
维护所有移动电话、数据和互联网连接的移动交换和数据网络称为核心网络。5G 的“核心网络”正在进行改进,以更好地与互联网和基于云的应用程序进行交互,并在网络周围整合分散的服务器,这将改善响应时间(减少延迟)。核心将控制 5G 的一些复杂功能,例如网络功能虚拟化和用于不同应用程序和服务的网络切片。
在 5G 系统中,软件定义平台将管理网络功能,而不是硬件。基于云的技术、虚拟化以及 IT 和业务流程自动化使 5G 架构能够适应和敏捷,使用户能够随时随地访问信息。
5G 将使用多个输入和输出天线来改善整个无线网络中的信号和容量,以克服这一难题。该技术还将使用更小的发射器。
机器学习 (ML) 支持的自动化还使用 5G 改善了数字体验。对几分之一秒内响应时间的要求(例如自动驾驶汽车的要求)迫使 5G 网络使用机器学习,并最终使用深度学习和人工智能来自动化其网络 (AI)。
自动化的流量和服务供应以及主动的流量和服务管理将节省基础设施成本并改善连接体验。
网络切片及其重要性
网络切片是在 5G 网络中可以创建的软件定义的子网络结构。网络管理员可以使用这些切片根据人员和设备控制网络功能。
物理网络还可以使用 5G 技术切片成多个虚拟网络。运营商将能够根据其利用情况提供合适的网络切片,从而使他们能够更好地管理其网络。这意味着,根据任务的重要性,运营商将能够选择不同的切片容量。
可以将更简单的设备与更复杂和要求更高的应用程序(例如管理无人驾驶车辆)分开。单个用户流式传输电影将使用公司的不同切片。公司可以租赁他们自己的隔离和独立的网络切片,以将其与其他互联网流量区分开来。