5G知识点汇总

什么是5G

5G，就是5th Generation Mobile Networks（第五代移动通信网络），也可以称为5th Generation Wireless Systems（第五代无线通信系统）。

通过名字可以看出，5G是4G的下一代演进。而4G，是目前我们正在使用的主流移动通信技术标准。

5G是一个全球性的通信技术标准。它的颁布者是国际电信联盟（ITU）。ITU是联合国下属机构，专门负责信息通信技术相关事务，包括制定全球电信标准，促进全球电信发展。

ITU，International Telecommunication Union

5G只是新一代技术标准的“小名”。它也有自己的“大名（法定名称）”，叫作IMT-2020。这个名字是2015年10月在瑞士日内瓦举办的2015年无线电通信全会上，由ITU正式确定的。

5G也有自己的官方LOGO，就是下面这个：

事实上，早在2013年左右，欧盟、日韩、美国和中国就已经启动了对5G标准的研究。

中国的5G技术研发试验是由IMT-2020（5G）推进组负责的。

IMT-2020（5G）推进组于2013年2月由工信部、发改委和科技部联合推动成立，涵盖国内移动通信领域产学研用主要力量，是推动国内5G技术研究及国际交流合作的主要平台。

IMT-2020（5G）推进组的机构设置

ITU启动5G标准研究之初，曾面向全球征集5G的指标要求，以及大家对5G的需求。也就是说，希望收集大家对5G的意见和期望：我们的5G需要做成什么样，具体能实现什么样的指标要求，等等。

中国提出的，就是后来我们经常看到的“5G之花”：

这朵5G之花详细描述了我们对5G关键指标和特性的期望。例如，峰值速率能达到几十Gbps，端到端时延能够达到 1ms（毫秒级），频谱利用率要高，能耗要低，等等。

其他国家也纷纷提出了自己对5G的看法和期望。例如韩国，提出的是“火车头模型”：

最终，ITU综合各国意见，确认了5G的指标目标，我们可以称之为“蜘蛛网模型”：

这个模型采纳了中国“5G之花”的大部分指标。归纳来说，如下图所示：

仔细观察上面的技术指标，你会发现，这些指标和通常我们认为的网络指标存在很大的不同。

作为手机用户，我们对移动通信网络的要求主要集中在网速上。手机的上网速度足够快，我们就会很满意。

而上面表格中的连接密度、时延等指标，远远超过了普通手机用户的要求。

是的，5G指标的设计之初，就不只是为了手机上网服务的。它更主要的服务对象，是物联网。

5G的三大应用场景

2015年9月，ITU正式确认了5G的三大应用场景，分别是eMMB，uRLLC和mMTC。

eMBB，就是Enhance Mobile Broadband，增强型移动宽带。

顾名思义，这种场景就是现在人们使用的移动宽带（移动上网）的升级版，主要是服务于消费互联网的需求。在这种场景下，强调的是网络的带宽（速率）。前面所说的5G指标中，速率达到10 Gbps以上，就是服务于eMBB场景的。

uRLLC，是Ultra Reliable & Low Latency Communication，低时延、高可靠通信。

这主要是服务于物联网场景的。例如车联网、无人机、工业互联网等。

在这类场景下，对网络的时延有很高的需求。例如车联网，如果时延较长，网络无法在极短时间内对数据进行响应，就有可能发生严重的交通事故，甚至危害人身安全。这类场景对网络可靠性的要求也很高，不像手机上网，如果网络不稳定，最多引起用户的不满。

mMTC，是Massive Machine Type Communication，海量物联网通信。

这个也是典型的物联网场景。例如智能井盖、智能路灯、智能水表电表等，在单位面积内有大量的终端，需要网络能够支持这些终端同时接入，指的就是mMTC场景。

这三大应用场景，只有一个是主要为人联网服务的，另外两个都是主要为物联网服务的。这就给5G做了一个定性：它的物联网属性要强于人联网属性。

需要注意的是，三大应用场景并不是指三种不同的网络。网络只有一张，技术标准只有一种，就是5G。

三大应用场景，是指5G将采用网络切片等方式，使一张网络同时为不同的用户提供服务。也就是说，5G不是多种技术标准的合集（如3G，包括了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA），而是整合了多种关键技术于一身的、真正意义上的融合网络。

很多人把mMTC和uRLLC理解为像NB-IoT、eMTC那样的独立技术，这是不对的。场景并不等于技术，三大场景使用的是同样的硬件和软件。

5G和物联网

5G向物联网方向发展，是由时代所决定的。

人类通信技术的发展过程，实际上是供给侧不断追赶需求侧的过程。

从古代的飞鸽传书、烽火狼烟，到近代的电报、电话，再到现代的以1G、2G、3G、4G为代表的移动通信，我们都是在努力满足人们的基本通信需求。

如何更快速、更准确地传递信息，如何传递更丰富的信息，是通信技术演进的主要思路。

值得骄傲的是，在一代又一代通信人的努力下，我们取得了卓越的进步和成就。

尤其是现代移动通信技术的高速发展，从1G到4G，人类的基本通信需求早已得到满足。方便快捷的移动上网给人们的工作和生活带来了翻天覆地的变化，也彻底改变了我们的消费方式。

虽然我们已经满足了人类的通信需求，建设了美好的数字生活，但是衣食住行并不是人类发展的全部，消费互联网也不是互联网的全部。我们还有城市、农业、工业、能源、科研、教育、物流等很多产业和行业。

这些产业和行业也有数字化、网络化和智能化的需求，就是产业互联网和政企互联网。

消费互联网，加上产业互联网和政企互联网，才是真正的互联网。

随着互联网普及率的不断提升，人口红利趋近结束，消费互联网的发展已经接近饱和状态。

而产业互联网和政企互联网是一片更为广阔的市场。消费互联网的发展阶段，我们可以称为互联网1.0时代。

从消费互联网到产业互联网，就是互联网2.0时代。我们从数字生活升级到了数字经济的更高维度，要建设数字城市、数字工业、数字农业。。。

以手机移动通信为代表的消费互联网，实际上我们可以称之为“人联网”。到了产业互联网领域，我们需要的，是“物联网”。人联网的连接对象是人，而物联网的连接对象，当然就是物。

物联网其实并不是一个新的概念。在很多年前，就出现过物联网的原始应用。

越战期间，美军为了打击胡志明小道的越方补给线，曾经在小道投放了大量的传感器，一旦有人经过，传感器就会发出信号，美军随即对可疑地点进行轰炸。这种无线传感器网络就是一种物联网的早期模型。

后来，到了1995年，比尔盖茨在《未来之路》这本书中，正式提出了物联网的概念。

虽然一直以来都有人在宣传物联网，在推动物联网落地，但事实上，物联网的发展速度非常缓慢。既没有很突出的产品出现，也没有获得用户的认可。

其中的原因是多方面的，但最主要的原因，还是物联网技术本身不够成熟，加上行业里未能形成统一的标准。

近二十年来，我们使用的物联网技术，主要是WLAN物联网技术。从名字就可以看出来了，WLAN就是Wireless LAN，无线局域网。这是一种覆盖范围较小的物联网网络。

WLAN物联网，以Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、Z-wave等技术为代表。

除了覆盖范围较小之外，这类技术在功耗控制、待机时间等关键特性上也存在瓶颈。

正是这些不足，导致WLAN物联网无法真正满足行业应用的要求，也不能被市场和用户所接受。

随着移动通信技术的飞速发展，人们开始考虑将蜂窝技术引入物联网领域。（或者可以说，通信行业开始盯上了物联网这块“大蛋糕”。）

最开始的时候，通信行业是将2G GSM技术用于物联网，做了一个EC-GSM技术。因为GSM技术本身的限制，所以EC-GSM并不成熟。

后来，负责制定3G WCDMA标准的国际标准组织3GPP（第三代合作伙伴计划），在继续制定4G LTE标准的时候，把物联网给考虑进去了。

在2008年，LTE的第一个版本R8（Release 8）中，除了有满足宽带多媒体应用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等终端等级外，也有上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1，可用于物联网等“低速率”应用。

注：这里的Cat并不是猫的意思，是Category的缩写，“种类，分类”的意思。Cat.X说的就是UE-Category，UE是用户设备（User Equipment）。Cat.X这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的，说白了就是用来划分终端速率（等级）的。

不同的Category的速率

后来，3GPP在Cat.1的基础上，不断发展和演进，推出了Cat.M1和Cat.NB-1。这两个物联网技术标准，就是现在我们经常看到的eMTC和NB-IoT。

简而言之，eMTC和NB-IoT都是4G LTE衍生出的蜂窝物联网技术。这类蜂窝物联网技术也被称为LPWAN技术（Low Power Wide Area Network，低功耗广域网）。它们的特点就是覆盖距离更远，功耗更低，安全性和可靠性更高。

这类新型物联网技术的出现，极大地丰富了物联网的应用场景，也满足了越来越多行业用户的需求，给物联网的爆发式发展提供了机遇。

正如前文所说，人类在消费互联网和满足人与人之间通信需求方面，已经取得了巨大的进展，目前，我们把发展的目光放在了产业互联网和政企互联网上。

我们希望通过先进的物联网技术、通信技术、IT技术，帮助传统产业进行数字化、网络化、智能化的改造，从而实现整个产业链的转型升级。这也就是我们经常所说的“互联网+”“互联网赋能”。

一方面，4G LTE要继续往前演进，另一方面，传统产业需要“互联网+”升级。于是，4G的接班人，5G，就顺理成章地承担了这个历史使命。物联网，成了5G的主要应用方向和发展领域。

5G的进展现状

前面我们说，ITU确认了5G的官方名称、技术指标和应用场景。

不过，ITU主要负责标准的立项和成果鉴定，并不负责具体的技术研究。真正的标准研究和制定工作，被ITU交给了3GPP组织负责。

3GPP在1998年成立，研究并制定了WCDMA这个最成功的3G标准，后来又推出了4G LTE标准。现在负责5G标准的研究，当然是顺理成章的了。

3GPP接到任务之后，就开始着手具体各项技术的标准研究工作。

5G标准的制定，一共分为两个阶段。

第一阶段（Phase 1）的标准，发布的是3GPP Release15（简称R15）版本，重点是确定eMBB。也就是说，先满足人联网的要求。

2018年6月，这个阶段已经如期完成。相关标准已经正式发布。

第二阶段（Phase 2），将发布3GPP Release16（简称R16）版本，即最终的完整版5G，包括uRLLC和mMTC的技术标准。目前来看，这个阶段的完成时间是2020年。

也就是说，目前5G标准只是完成了一半，真正重要的部分，还要等到2020年才能完成。（所以说，5G叫作IMT-2020，不叫IMT-2018或者IMT-2019呢。）

包括韩国在内的很多国家，推出的5G网络，并不是真正意义上的完整版本5G网络，将来有待第二阶段标准确认之后，还需要进行进一步的升级和改造。

我们国家目前还没有发布5G正式牌照，只是发布了试运行牌照。所以，运营商是没有权力全面建设和商用5G网络的。就算你有钱买5G手机（目前价格在万元以上），你也不可能买到5G的SIM卡，或者办理5G套餐。

运营商只开放了少量的内部友好用户测试，如果你能搞到名额，可以抢先体验。

运营商目前在5G网络建设上，主要是建设试点网络为主，一方面没有牌照，另一方面建设5G需要大量的资金，在目前用户需求还不是很明确的情况下，他们不敢也不会大规模启动建设。

总而言之，对大部分用户来说，唯一能做的，就是耐心等待。