5G网络技术的应用领域探析

唐成永

摘 要 随着我国通信网络的日益发展3G与4G技术的推广与应用日新月异，后4G时代已经悄然而来。中国最早的5G通信技术概念出现在2012年8月15日在北京召开的“中国国际通信大会”上。5G通信技术并没有统一的制式标准，但相关应用研究已经逐步展开。2016年韩国三星公司宣布已研发出5G通信技术，名为Nomadic Local Area Wjreless Access（简称NoLA）。本篇文章主要简阐述5G通信技术的概念，并结合目前中国市场通信领域相关情况就技术应用领域和应用前景进行探析。

关键词 5G网络；通信技术；网络架构；5G应用

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）214-0129-02

1 5G网络技术的概念和架构

1.1 5G网络技术

5G网络作为第五代移动通信网络，实际就是无线互联网网络。5G NR首发版本在2017年12月21日的国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上正式发布，这是全球第一个可以商用部署的5G标准。5G网络技术的技术层面采用IPV6协议，5G是一个完整的无线通信系统，没有任何限制，目前从业者将5G称为真正世界级无线通讯网络。5G网络技术的诞生，使智能終端分享3D电影、游戏以及超高画质（UHD）节目成为可行。

1.2 5G网络的架构

5G作为世界级的无线通讯网络在继承4G的基础，新型的网络加构必须拥有更高的速率、更大的吞吐量、更高可靠性和更低延时等特点，支持网络管理的自动化、网络资源的虚拟化和网络控制的集中化。所以笔者建议其架构应该采用全IP方式以及纳米核心的蜂窝SDN新型网络架构，这种架构能够进行网关的无缝切换，并且应当设置多种接口来支持不同应用技术层的需要。实现控制与转发分离、接入网和核心网融合、异构网络间无线资源协调管理、网络虚拟化、网络能力开放等，使得5G网络具有可编程性、灵活性和可扩展性，最终可以用户为中心的服务目标[1]。5G网络技术中纳米核心网络是关键技术。

2 5G网络的关键技术

5G网络作为目前世界上最先进的通信系统，得到了网络从业的一致喜爱和青睐，也必将受广大应用人群所接受和追捧。从根本上说5G的关键技术纳米技术、云计算技术、全IP平台技术，每项关键技术都可以实现一个或几个方面上的提高，比4G 网络的功能强大，更完善。

2.1 纳米技术

1974年的东京制造业国际会议上，纳米核心技术被提出，它将是下一次工业革命中的重要部分，通信行业将因为5G迅速转向至下一代的通信标准。纳米范围一般为0.1～lOOnm。在5G通信中，移动终端将被植入纳米技术的芯片，原来只有在科幻电影中才能见识的纳米芯片植入技术将走进现实生活。被植入纳米技术的终端将以智能的方式给用户提供完美的计算和通信。给人们的工作、学习、生活和娱乐带来巨大的变化，纳米技术将给用户带来前所未有的智能、感应、计算、通信能力[2]。

2.2 云计算技术

云计算技术是一种通过互联网访问，可以定制的网络资源共享库。其资源共享库包含网络，服务器，存储、应用等服务内容。其技术得宜于互联网发展，云技术提供动态的、易扩展和虚拟化的资源。是一种应用在中央控制服务器上的技术，主要功能是实现在服务器上储存数据和执行应用。不需要在任何一个终端上储存数据和安装应用程序软件，直接由联网络进行读取和应用[2]。云计算已经大量应用于纳米核心技术，主要表现在云端储存技术中，用户通过账户管理云端储存服务器中文件（例如：百度云盘、360云服务、网易云、腾讯云服务平台等），其技术发展有极大的潜力。由于5G网络技术应用于纳米终端的理论存取速度能够达到3.6G/秒，未来5G网络的传输速率可达10G，所以云计算技术将得到更加深远的发展。

2.3 全IP平台技术

全IP网络[3]的构建思想来源于3GPP（第三代合作伙伴计划）组织2001年的R4标准，全IP网络的目标是要使通信网络从接入侧到核心侧全线IP化，以使通信网络传输超速率。现代无线通信的需要网络实现全IP化，这项技术将为移动通信网络带来新的技术革新方案、改进方案和持续可扩展方案，使运营商在产品的性价比方面更具有竞争性。[4]

3 5G网络技术的应用领域

根据工信部此前发布的《信息通信行业发展规划（2016-2020年）》明确提出，2020年启动5G商用服务。根据工信部等部门提出的5G推进工作部署以及三大运营商的5G商用计划，我国将于2017年展开5G网络第二阶段测试，2018年进行大规模试验组网，并在此基础上于2019年启动5G网络建设，最快2020年正式推出商用服务。据新华社之前报道，全国人大代表、中国信息通信研究院院长刘多表示，中国第一版5G国际标准将于2018年6月完成。我国5G研发试验第三阶段将在2018年底前完成，重点是系统验证。

2G将人类带进移动通信时代、3G使智能手机终端迅速普及、4G使移动互联网大发展，那么5G将为VR/AR、AI、物联网、智慧城市、智能网联汽车等尖端技术应用带来充足的基础技术支撑。

3.1 通讯服务业

从2G时代的十几KB，到3G时代的两三百KB，再到4G时代的7、8M，5G时代的“G速”，5G网络技术的高速传输和高安全可靠性。其必首先应用于通讯服务行业，用户使用快捷的 5G 网络能够更快浏览网络数据；更快的下载网络数据、实现网络交互；使用更加全面智能的应用程序等。当然5G网络技术在通讯服务方面还具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力、提高频谱利用率的前景。

3.2 国家电力传输

根据5G微信公众平台3月12日文章报道，国家电网分布式光伏云网在河北省涞水县南郭下村光伏电站正式实现5G通信链路的全面打通。5G网络技术对光伏云网带来了数据传输速率与质量上的大幅提升。也标志着5G网络技术在电力传输上的正式应用。

3.3 万物联网领域[4]

现代智能家居需要使用较高的网络传输速度，并且对网络的安全性能提出了更高的要求，4G网络在一定层度上能够满足需求，但随着智能家居领域的发展、智慧城市、未来城市等的建设，搭配上5G网络，你可以在公司里，遥控家中冰箱的温度，可以遥控洗衣机自动洗衣服、甩干，如果你家里有摄像头，用5G网络打开监控设备，可以随时观看到家里的情况，延迟率或许只有两三 秒钟。

3.4 教育领域

在网络高速发展的年代，教育教学场景也发展着深刻变革，越来越多的学校在信息化教学建设上选择虚拟现实技术，该技术已經逐步成熟，戴上头盔就“穿越”到虚拟教学环境中已经实现，在虚拟环境中完成复杂的教育教学已经成为现实，再配上5G时代的超级网速，交互式的虚拟现实，5G网络开启了AR、VR虚拟现实技术将彻底改革教育教学方式[4]。

3.5 智能网联汽车

智能网联汽车，ICVS（Intelligent Connected Vehicles），是指智能车与互联网络的有机联合。这项技术搭载了先进的车载传感器、GPRS系统控制器和执行器等装置，通过摇感卫星系统，融合现代通信网络技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终实现人工智能化，并最终汽车智能自动化。而这项技术的关键应用要求网络传输速率和安全性方面极为可靠，5G网络技术将成为首选，助力智能网联汽车的发展。

3.6 其他领域应用

未来不管是商用、民用还是军事领域，都可以享受5G迅速发展带来的福利，5G将进一步应用到工业、医疗、安全等领域，能够极大地促进众多领域创新发展和生产效率提高。在未来5G将实现了人连人，人连物、物连物，智能家居、智慧城市、智能制造、智能汽车、智能机器人、智能配送等等。

4 结论

5G网络技术在未来发展的过程中，中国可以和世界共同体一起发展，更好地实现网络和信息的同步，促进全球经济一体化建设。将来5G会在教育、经济、军事、医疗、建筑等各个领域带来前所未有的创新发展，基于改变原有的生产方式。整个世界都将变得更加智能、拥有更加完善的移动网络，可以预见，5G网络技术的应用，足以支撑起许多新科技的商业化运用，所以我们可以毫不犹豫的说，5G时代即将到来，而5G时代将有可能再度改变人们的生活方式，在此我们将拭目以待。

参考文献

[1]月球，王晓周，杨小乐.5G网络新技术及核心网架构探讨[J].现代电信科技，2014（12）：27-31.

[2]翟冠楠，李昭勇.5G无线通信技术概念及相关应用[J].电信网技术，2013（9）：1-6.

[3]曹诚，5G网络架构和关键技术[J].无线互联科技，2015（9）：16-17.

[4]郑世华，5G技术在移动通信网络中的应用[J].无线互联科技，2017（8）：1-2.