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1、世界通讯技术发展史

截止到2021年的今天,世界通讯技术发展已经经历了从1G到5G的各项改变。
很多人有疑问,“G”到底是什么呢?有的人认为它跟我们平时手机、电脑的储存单位一样,实际上,每一“G”代表的是每一代,是通讯技术发展的不同阶段。
1G:代表的是1980年左右,也就是大家所熟悉的大哥大时代,那时的通信技术,只有一个基本功能,就是语音通话功能。
2G:代表的是1990年左右的年代,那个时候,已经开始有了手机的雏形(也就是俗称的“小灵通”),当时已经具备了更多的功能,除了语音功能,还多出了短信功能。
3G:代表的是2000年多出了社交应用的划时代升级年代,那是人们已经可以使用手机来看小说了,人们之间的互交已经开始变得方便了很多。
4G:发生在2010年,多出了很多朋友都喜欢的实时聊天软件和游戏软件,相比3G时代有了巨大的提升,让人们可以在闲暇之余可以有更多的娱乐休闲。
5G:就是现在正处在发展阶段的主流通信技术,多出了VR(虚拟现实)AR(增强现实)MR(混合现实)等多项高级技术,并迅速应用到当代各种产业当中,并得到重大突破。
让我们一起看张图来直观的了解5G的发展历程

5G发展历程图


2、5G的八大技术指标

流量密度:单位面积内的总流量数
连接数密度:指单位面积内可以支持的在线设备总和
时延:发送端到接收端接收数据之间的间隔
移动性:支持用户终端的最大移动速度
能源效率:每消耗单位能量可以传送的数据量
用户体验速率:单位时间内用户获得MAC层用户面数据传送量。
频谱效率:每小区或单位面积内,单位频谱资源提供的吞吐量
峰值速率:用户可以获得的最大业务速率
指标名称 流量密度 连接数密度 时延 移动性 能效 用户体验速率 频谱效率 峰值速率
4G参考值 0.1Tbps/Km^2 10万/Km^2 10ms 350Km/h 1倍 10Mbps 1倍 1Gbps
5G取值 10TBPS/km^2 100万、Km^2 1ms 500Km/h 100倍提升 0.1-1Gbps 3倍提升(某些场景5倍) 20Gbps

揭开5G神秘面纱


3、关于5G的核心技术应用

3.1、超密集组网
超密集组网就是可以大幅度的增加小基站的建设,来用减少空间来换取更高效的性能。
那什么是基站呢?
基站可以分为两种:
1、宏基站:即“铁塔站”,是一种覆盖范围可达数千米的大型基站。
2、小基站:①家庭基站、②微基站、③微微基站(又称皮基站)、④室内基站、⑤个人基站。
小基站有什么优势呢?
小基站的优势在于:
体积小,成本低,容易安装,可深度覆盖
更小范围内的频率复用,可以提升使用的容量
距离用户更近,可提升信号质量和可达到更高的速率
3.2、大规模天线列阵
优势:
提升信号可靠性
提升基站吞吐率
大幅度降低对周边基站的干扰
服务更多的移动终端
3.3、动态自组织网络(SON)
优势:
部署灵活
支持多跳
高可靠性
支持高带宽
3.4、软件定义网络(SDN)
物理上分离控制平面和转发平面
控制器集中管理多台转发设备
服务和程序部署在控制器上
3.5、网络功能虚拟化(NFV)
软硬件解耦,将网络节点阶层的功能进行分割区块,以软件方式实现,不局限于硬件构架
让通用硬件实现网络功能
3.6、SDN与NFV区别
SDN:主要面向于网络构架师的创新
NFV:主要面向于设备形态的创新


4、5G技术面临的挑战

4.1:对eMBB增强移动宽带来说,它需要更高的安全处理性能,保障用户获得良好的体验速率;需要支持外部网络二次认证,能更好地与业务结合在一起;需要解决目前发现的已知漏洞的问题。

4.2:对mMTC低功耗的大规模机器类通信来说,需要轻量化的安全机制,以适应功耗受限、时延受限的物联网设备的需要;需要通过群组认证机制,解决海量物联网设备认证时所带来的信令风暴的问题;需要抗攻击机制,应对由于设备安全能力不足被攻击者利用,而对网络基础设施发起攻击的危险。

4.3:对于uRLLC高可靠低时延通信来说,需要提供低时延的安全算法和协议,要简化和优化原有安全上下文的交换、密钥管理等流程,支持边缘计算架构,支持隐私和关键数据的保护。

4.4:随着SDN和NFV这样的技术引入,使网络边界变得十分模糊,以前依赖物理边界防护的安全机制难以得到应用。所以,安全机制要适应虚拟化、云化的需要。


5、总结

5G是一个划时代的年代,5G的出现让我们的生活发生了很多潜移默化的改变,让很多以前我们不敢想的事慢慢变成了现实,今后的年代是一个“万物互联”的时代,让我们身边的物品通过5G技术来与我们的手机连接,真正做到智能化发展。让我们一起期待未来5G带给我们生活上更多的便利吧!