【CV薦書】《5G時代》：5G的三大場景及六大基本特點|投中網|連接人、信息與資產

隨著5G的商用，人類將進入一個將移動互聯、智能感應、大數據、智能學習整合起來的智能互聯網時代。在5G時代，由于移動互聯的能力突破了傳統帶寬的限制，同時時延問題和大量終端接入能力得到根本解決，智能感應、大數據和智能學習的能力將充分發揮，并整合成強大的體系。這個體系將改變生活的方方面面。

我們真正了解什么是5G嗎？我們準備好迎接5G時代席卷而來的智能化和數據浪潮了嗎？5G時代會出現什么樣的社會變化？我們該如何規劃5G時代的生活？

今天，投中網為大家推薦的《5G時代》一書，通過對5G的三大場景、六大特點、核心技術、全球格局等進行清晰地介紹，回答了“什么是真正的5G”的問題。

以下內容節選自《5G時代》，由中國人民大學出版社授權發布：

5G的三大場景

談到5G，自然離不開場景，就是在什么地方使用。對此，國際標準化組織3GPP定義了三大場景：eMBB（Enhanced Mobile Broadband）——3D/超高清視頻等大流量增強移動寬帶業務；mMTC（Massive Machine Type Communication）——大規模物聯網業務；uRLLC（UltraReliable LowLatency Communications）——無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。

eMBB：增強移動寬帶是指在現有移動寬帶業務場景的基礎上，用戶體驗速度大幅提升。今天我們使用4G網絡，一般的用戶實際體驗速度上傳6Mbps，下載50Mbps，這個速度遠不能滿足用戶的需求，體驗也不夠好，尤其是對一些大流量要求較高的業務，如視頻直播等來講。4G視頻直播上傳只有6Mbps左右的速度，無法提供高清視頻，在一些人員集中的場所，即便是這個速度也無法保證。增強移動寬帶的價值，就是把原來的移動寬帶速度大大提升，達到理論1Gbps左右，用戶的體驗會發生巨變。

增強移動寬帶對于大量需要帶寬的業務重要性不言而喻，比如直播、高清視頻、高清視頻轉播、VR體驗等。美、德等國，因為光纜的部署較差，依然存在一定程度的上網限制問題，使用增強移動寬帶可在一定程度上彌補光纜的不足，提升用戶寬帶上網的體驗。eMBB可以在獨立組網情況下部署，也可以在非獨立組網情況下部署：主體網絡是4G，但是在重點地區部署增強移動寬帶。

eMTC：大規模物聯網，實現海量機器類通信。5G的最主要價值之一，就是突破了人與人之間的通信，使得人與機器、機器與機器的通信成為可能。大量的物聯網應用需要進行通信，物聯網應用的通信有兩個基本要求：低功耗和海量接入。

大量的物聯網應用比如電線桿、車位、井蓋、家庭門鎖、空氣凈化器、暖氣、冰箱、洗衣機等都要接入網絡中，相當多的物聯網無法使用固定電源供電，只能使用電池，如果通信部分需要較大的功耗，就意味著部署起來非常困難，這將大大限制物聯網的發展。eMTC提供的能力就是要讓功耗降至極低的水平，讓大量的物量網設備可以一個月甚至更長時間不需要充電，從而方便地進行部署。

大量的物聯網應用的加入，也帶來另一個問題，就是應用終端會極大增加。預計2025年，中國的移動終端產品會達到100億，其中有80億以上物聯網終端，這就需要網絡有能力支持大量的設備接入，目前的4G網絡顯然沒有能力支持這樣龐大的接入數，eMTC將提供低功耗、海量接入的能力，支持大量的物聯網設備的接入。

uRLLC：超高可靠超低時延通信。傳統的通信中，對于可靠性的要求是相對較低的，但是無人駕駛、工業機器人、柔性智能生產線，卻對通信提出了更高的要求，這樣的通信必須是高可靠和低時延的。

所謂高可靠就是網絡必須保持穩定性，保證在運行的過程中，不會擁堵，不會被干擾，不會經常受到各種外界的影響。而以前的4G網絡時延最好只能做到20毫秒，但是uRLLC卻要求時延做到1~10毫秒，這樣的時延才能提供高穩定、高安全性的通信能力，從而讓無人駕駛、工業機器人在接受命令時第一時間做出反應，迅速、及時地執行命令。這就需要采用邊緣計算、網絡切片等多種技術來提供技術支持，保證更多高可靠的通信場景。

上述三大場景基本上代表了世界移動通信業對于5G的基本愿景。

5G的六大基本特點

5G的三大場景不僅要解決人們一直關注的速度問題，讓用戶在使用通信時獲得更快的速度，而且對功耗、時延等提出了更高的要求，一些方面完全超出了人們對傳統通信的理解，要把更多的能力整合到5G中。在這三大場景下，5G還擁有完全不同于傳統移動通信的特點，有些特點并不包括在三大場景中，但必須要逐漸完善，成為5G體系的特點。 5G具有六大基本特點：

高速度

每一代移動通信技術的更迭，用戶最直接的感受就是速度的提升。

3G時代剛到，人們大為驚喜，但幾年以后，日益增長的需求已不是3G可以滿足的，于是人們開始期待4G。4G時代到來，網速取得重大突破，人們驚嘆不已，移動手機上傳輸文件、觀看視頻完全不會再卡殼，下載一部高清電影只需幾分鐘。而5G的速度高達1Gbps，最快可達10Gbps，速度單位已不再以Mb計算，下載一部超清電影只需幾秒，甚至1秒不到，快得像火箭！這種令人嘆為觀止的高速度，5G時代將全面應用到所有智能技術移動終端產品上。

網速的大幅提升能保證我們的網絡體驗品質。最開始的網上內容叫新聞組，沒有圖像，只有文字內容。那時候有個朋友過年給我發了一個經過高度壓縮的問候視頻，只有2M，但是我花了好幾個小時來下載。在3G時代，我們使用微博等功能的時候，有圖片的話都被默認為縮略圖，想看的時候需要點擊一下才能打開，在4G時代，這些圖片就都是默認打開的，這也是網絡速度得到大幅提升的結果。

5G時代，值得我們注意的不僅僅是手機，高速度的5G網絡將承載增強移動寬帶（eMBB）的應用場景，最貼近日常生活的就是在家里用智能電視收看超高清視頻。與此同時，多樣終端產品也在積極研發當中，以迎接5G時代帶來的超高速度所成就的大流量應用。

4G用戶一般體驗的速度可以做到上傳6Mbps，下載50Mbps,通過載波聚合技術可以達到150Mbps左右。5G理論上可以做到每一個基站的速度為20Gbps，每一個用戶的實際效度可能接近1Gbps，如此高的速度不僅是用戶下載一部超清電影1秒鐘完成那么簡單，它還會給大量的業務和應用帶來革命性的改變。

在傳統互聯網和3G時代，受到網絡速度影響，流量是非常珍貴的資源，所有的社交軟件都是訪問機制，就是用戶必須上網，才能收到數據。而4G時代，網絡速度提高，帶寬不再是極為珍貴的資源了，社交應用就變成了推送機制，所有的信息都可以推送到你的手機上，你隨時可以看到，這意味著你的手機是永遠在線的，這樣的改變讓用戶體驗發生了天翻地覆的變化，用戶量也出現了井噴式增長。

5G速度大大提升，也必然會對相關業務產生巨大影響，不僅會讓傳統的視頻業務有更好的體驗，同時也會催生出大量新的市場機會與運營機制。

高速度也會帶來新的商業機會。虛擬現實（Visual Reality,VR）就可能借5G實現突破。今天VR的體驗很差，很重要的一個原因就是速度無法支持。VR要想很好地實現高清傳輸，需要150Mbps以上的帶寬，這在大部分網絡中都無法實現。5G的到來，會大大改善VR的體驗，VR產業的大發展完全可期。

高速度還會支持遠程醫療、遠程教育等從概念轉向實際應用。遠程醫療可行的基礎就是低成本，同時又需要高清晰的圖像傳輸，需要低時延的操作，這些都要以高速度的網絡作為基礎。

高速度是5G不同于4G最顯著的一個特點。人類對于速度的追求是永無止境的，所以也永遠沒有所謂的夠用，3G不夠用，4G不夠用，5G也會不夠用。人類會一直追求用各種新技術來支持更大的帶寬、更高的速度，并在此基礎上支持更多的服務，讓傳統的業務和服務有更好的體驗。

泛在網

各種業務的大發展對5G網絡提出了更高的要求，網絡需要無所不包，廣泛存在。只有無處不在的網絡，才能支撐日趨豐富的業務和復雜的場景。例如，目前，我們在地下停車場，如果沒有網絡，雖然有一定的麻煩，但還可以忍受。如果無人駕駛廣泛采用，地下停車場仍無網絡，這些無人駕駛汽車就無法自動進入車庫停車充電，因此這個網絡必須廣泛存在。

泛在網有兩個層面：一個是廣泛覆蓋，一個是縱深覆蓋。廣泛覆蓋是指人類足跡延伸到的地方，都需要被覆蓋到，比如高山、峽谷，此前人們很少去，不一定需要網絡覆蓋，但是到了5G時代，這些地方就必須要有網絡存在，因為無論是智能交通還是其他業務，都需要通過穩定可靠的網絡進行管理，在沒有網絡的地方是無法管理的。同時，通過覆蓋5G網絡，可以大量部署傳感器，進行自然環境、空氣質量、山川河流的地貌變化甚至地震的監測，5G可以為更多這類應用提供網絡。

縱深覆蓋是指人們的生活中已經有網絡部署，但需要進入更高品質的深度覆蓋。今天，大部分人家中已經有了4G網絡，但衛生間等狹小空間的網絡質量經常不是太好，地下車庫大多沒信號，想要在這種環境中處理事情，會面臨無網絡的尷尬。5G時代，以前網絡品質不好的衛生間、沒信號的地下車庫等特殊場所，都能而且需要被高質量的網絡覆蓋。因為未來家里的抽水馬桶可能是需要聯網的，馬桶可能可以自動幫你做尿常規檢查并傳到云端，通過大數據對比，確定你的健康情況，通過各方面的提升來改善你的身體狀況，這可能會成為智能健康管理體系的一個重要組成，進而對人的身體改善起到非常重要的作用。

從某種程度上來說，泛在網比高速度還重要。試想一下，如果只是建一個覆蓋少數地方、速度很高的網絡，并不能保證大面積5G服務與體驗，相當于一種優質產品只有極少的人能夠體驗，這肯定是不行的。在3GPP的三大場景中沒有提泛在網，但泛在的要求是隱含在所有場景中的。

在4G時代以前，我們常常會遇到手機沒信號或者信號弱的問題，尤其是在較偏遠的地方。因為在3G和4G時代，我們使用的是宏基站。宏基站的功率很大，但體積也比較大，所以不能密集部署，導致離它近的地方信號很強，離它距離越遠，信號越弱。但到了5G時代，微基站將會逐步建立，幾乎不用再擔心信號不足的問題。

微基站，即小型基站。微基站的部署可彌補宏基站的空白，覆蓋宏基站無法觸及的末梢通信，為泛在網的全面實現提供可能，使得所有的智能終端都能突破時間、地點和空間的限制，在任何角落連接到網絡信號。

低功耗

隨著技術的不斷發展，網絡速度變得越來越快，同時設備功耗也變得越來越高。谷歌眼鏡之所以不能大規模商用，很大一部分原因就是功耗太高，用戶體驗太差。

從這個角度而言，降低功耗是個很大的問題，5G要支持大規模物聯網應用，就必須考慮功耗方面的要求。一個實際的例子是，可穿戴產品近年來取得一定的發展，但也遇到很多瓶頸，其中體驗較差，是難以進入普通民眾生活的主要原因。比如智能手表，每天甚至幾個小時都需要充電，導致用戶的體驗非常差。未來，物聯網產品都需要通信與能源，雖然今天可以通過多種手段實現通信，但能源的供應大多只能靠電池，為了確保產品的使用時間長，必須把功耗降下來，讓大部分物聯網產品一周充一次電，或者一個月充一次電，以改善用戶體驗，越來越豐富的物聯網產品才會得到普通大眾的廣泛接受。

低功耗主要采用兩種技術手段來實現，分別是美國高通等主導的eMTC和華為主導的NB-IoT。

eMTC基于LTE協議演進而來，為了更加適合物與物之間的通信，也為了成本更低，對LTE協議進行了裁剪和優化。eMTC基于蜂窩網絡進行部署，其用戶設備通過支持1.4MHz的射頻和基帶帶寬，可以直接接入現有的LTE網絡。eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。

NB-IoT的構建基于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。

NB-IoT不需要像5G的核心技術一樣重新建設網絡。雖然NB-IoT的傳輸速度只有20K左右，但卻可以大幅降低功耗，使得設備有很長的時間不用換電池。這一特點對于各種設備的大規模部署都是有好處的，也能滿足5G對于物聯網應用場景低功耗的要求。NB-IoT和eMTC一樣，是5G網絡體系的一個組成部分。

低功耗的要求非常廣泛，舉一個典型的例子。對于河流的水質監測，幾十公里或是幾公里設立一個監測點，監測結果不夠準確，要找到污染源非常困難，而設立大量常規的監測點，成本又太高，這就需要設立大量成本低的監測點，及時回傳數據。如果采用低功耗技術，將監測器布置在河流沿線，半年換一次電池，維護的成本就很低，從而形成有價值的應用。

低時延

5G的一個新場景是無人駕駛、工業自動化的高可靠連接。正常情況下，人與人之間進行信息交流，140毫秒的時延是可以接受的，不會影響交流的效果。但對于無人駕駛、工業自動化等場景來說，這種時延是無法接受的。5G對于時延的終極要求是1毫秒，甚至更低，這種要求是十分嚴苛的，但卻是必需的。3G網絡時延約100毫秒，4G網絡時延約20~80毫秒，到了5G時代，時延將會逐步下降至1~10毫秒。

5G低時延的特點，必將使自動駕駛和車聯網等領域迎來大爆發。通常來說，無人駕駛汽車需要中央控制中心和車進行互聯，車與車之間也應該進行互聯，在高速前進中，一旦需要制動，需要瞬間把信息傳送到車上，車的制動系統會迅速做出反應。100毫秒左右的時間，車會向前沖出幾米，這就需要在最短的時延內，把信息傳送到車上并得到及時反應，否則后果不堪設想。

不僅如此，相關交通樞紐上還將部署大量傳感器和攝像頭拍下視頻，通過大數據傳輸形成動態流量圖，行人可輕松直觀地看到交通實況，智能交通體系將全面建成。該技術還有望用于比賽實況轉播，人們在移動終端上即可看到個性化的體育賽事直播，進行全方位無死角觀看。

智慧交通的應用只是5G時代的開端，而真正的王者，是無人機。

在無人駕駛飛機上，低時延的要求同樣很高。比如，當成百上千架無人駕駛飛機編隊飛行時，為了確保安全，每一架飛機之間的距離和動作要極為精準，哪怕是其中一個信息傳輸延遲太久，都有可能引發重大災難性事故。而在工業自動化領域，機械臂在操作零件組裝時，要想做到高度精細化，制造出高質量的產品，也需要超低時延。

當前，在傳統的人與人通信，甚至人與機器通信時，要求都沒有這么高，因為人的反應相對較慢，也不需要機器那么高的效率和精細化。要滿足低時延的要求，必須在5G網絡建構中找到減少時延的辦法。可以預見，邊緣計算這樣的技術將被用到5G的網絡架構中。

萬物互聯

移動通信的基本聯系方式是蜂窩通信，現在一個基站基本只能連四五百部手機，國際電信聯盟的期望是每一平方公里有100萬個終端。愛立信有一個預測，人類未來會有500億個連接。我們現在的預測是，到2025年，中國會有100億個移動通信的終端。

傳統的通信中，終端是非常有限的，這是因為在固定電話時代，電話是以人群來定義的，比如說家里一部電話，辦公室一部電話。而手機時代，終端數量大爆發，因為手機是按個人來定義的。4G時代的智能終端產品已不再局限于移動手機，智能手環、平板電腦、智能電器、無人機等都已進入人們的日常生活。

為什么說到2025年中國會有100億個移動通信的終端？有兩個方面的原因。

第一個原因是，到了5G時代，終端不再按人來定義，而是每個人可能擁有數個終端，每個家庭擁有數個終端。屆時，智能產品將更加層出不窮，并且通過網絡相互關聯，形成真正的智能物聯網世界。以后的人類社會，人們不再有上網的概念，聯網將會成為常態。

數據顯示，2018年，中國移動終端用戶已經達到15億，其中以手機為主。從發展趨勢來看，5G時代接入網絡中的終端，不再以手機為主，還會擴展到日常生活中的更多產品。換句話說，眼鏡、筆、皮包、腰帶、鞋子等都有可能接通入網絡，成為智能產品。家中的門窗、門鎖、空氣凈化器、加濕器、空調、冰箱、洗衣機都可以接入5G網絡，相互之間進行信息傳遞，普通家庭真正成為完全智能化的智慧家庭。

第二個原因是，社會生活中以前不可能聯網的設備也會聯網工作，變得更加智能。比如汽車、井蓋、電線桿、垃圾桶這些公共設施，之前的功能都非常單一，談不上什么智能化。而5G將賦予這些設備新的功能，成為智能設備。所謂4G改變生活，5G改變社會，其要義就在于此。

大數據以前是通過傳統渠道獲得信息，如果未來我們有100億個終端可以傳輸數據，那么我們擁有的數據量將會大大增加。有了這么大的數據量，人工智能的能力才會變得強大，才會變得有價值，這對于社會效率的提高是非常有價值的。

5G時代還會創造出很多以前人們日常生活中沒有的新產品，比如家中會有環境寶這樣的產品，用來進行室內空氣品質的監測，并根據監測結果智能控制家中的空氣凈化器、空調，甚至暖氣。馬桶也將更加智能化，不但可以沖洗，還可以進行日常身體的健康檢查。

重構安全體系

安全似乎并不是3GPP討論的基本問題，但依個人之見，它也應該成為5G的一個基本特點。具體來說，傳統的互聯網要解決的是信息傳輸速度、無障礙傳輸問題，自由、開放、共享是互聯網的基本精神，但建立在5G基礎上的智能互聯網，功能更為多元化，除了傳統互聯網的基本功能，更要建立起一個社會和生活的全新體系。正因如此，智能互聯網的精神也變成了安全、管理、高效、方便。

其中，安全是對5G時代的智能互聯網的首位要求。沒有安全保證，可以不建5G；5G建設起來后，如無法重新構建安全體系，將會產生巨大的破壞力。

可以設想一下，如果無人駕駛系統很容易被攻破，像電影劇情一樣，道路上的汽車可能很容易被黑客控制。如果智能健康系統被攻破，大量用戶的健康信息被泄露。如果智慧家庭被入侵……這個世界將會變成何等模樣？這些可怕的場景不應該出現，安全問題也不是修修補補可以解決的。

在5G的網絡構建中，在底層就應該解決安全問題。從網絡建設之初，應該加入安全機制，信息應該加密，網絡不應該是開放的，對于特殊的服務需要建立起專門的安全機制。網絡不是完全中立、公平的。舉一個簡單的例子。在網絡保證上，普通用戶的上網服務，如果只有一套系統保證網絡暢通，用戶可能會面臨擁堵。但在智能交通領域，需要多套系統保證其安全運行，保證其網絡品質，在網絡出現擁堵時，必須保證智能交通體系的網絡暢通，且這個體系也不是一般終端可以接入并實現管理與控制的。

根據全國電子商務交易額統計，手機支付的用戶比例已經從2014年的33%上升到如今的超過75%。在將來5G時代的物聯網中，每一個商品都將裝上傳感器，完成無人值守和自動購買。目前，無人超市正在全國部分城市試點。

在目前的移動支付體系中，安全問題也是一重大隱患，盜卡盜號、支付詐騙和非法融資的情況屢見不鮮，這也成為很多用戶不愿選擇移動支付的主要原因。而到了5G時代，有了大數據、云計算和人工智能的技術，移動支付的安全性問題將會逐步解決。各大金融機構已經緊跟時代步伐，研發新的智能支付產品，智能終端有望成為移動金融安全終端，新的安全體系將會重構。

隨著5G的到來，傳統的互聯網TCP/IP協議也將面臨考驗。傳統互聯網的安全機制非常薄弱，信息都是不經加密就直接傳輸，這種情況不能在智能互聯網時代繼續下去。隨著5G的大規模部署，將會有更多的安全問題出現，世界各國應該就安全問題形成新的機制，最后建立起全新的安全體系。

智能交通

在5G時代以前，交通工具的發展經歷了幾大階段。最原始的交通工具是人的雙腳，然后是被人類馴化的馬、驢以及馬車、牛車等，同時，轎子與畜力工具長期并存，再往后，隨著蒸汽機出現，汽車、火車代替了原始的交通工具。隨著文明的飛速發展，人類上天入地下海也變得司空見慣。在即將到來的5G時代，人類的交通工具將變得更加智能，功能更為強大。

電影《速度與激情8》中有一個頗為驚險的場景：網絡恐怖分子通過計算機間接控制了上千輛汽車，使其在街頭橫沖直撞，成為殺人武器。

這不是導演的臆想，實際上汽車的遠程控制已經不是一個新話題了。如今，將手機通過移動通信網絡連接就形成了移動互聯網。同理，將無處不在的汽車看作是一個個終端，將車通過移動通信網絡連接，就形成了車聯網。

簡要來說，所謂車聯網技術，就是信息通信、智能汽車等多種技術的深度融合。在3G和4G時代，車聯網技術不夠成熟，關鍵的障礙是通信系統的數據傳輸速度不夠快，物與物之間的信息傳遞還未真正建立起來。進入5G時代后，超高速傳輸將打破這個瓶頸，自動駕駛指日可待。

可以預見，5G給交通領域帶來的巨大變革，無人駕駛絕對是關鍵的一環。

2018年2月，美國加利福尼亞州成為首個允許沒有人類安全駕駛員監督的無人駕駛汽車進行公路測試的州，這意味著像Uber（優步）和谷歌旗下的Waymo公司正在加速將無人駕駛汽車推向市場。

而在地球另一端的中國，無人駕駛汽車也出現喜人局面。據中國新聞網報道，2018年3月22日，在北京街頭，幾輛外形獨特的轎車平穩前進，這些汽車頂部裝著不斷旋轉的儀器，剎車、減速、轉彎、平穩行駛，似乎與正常行駛的汽車沒什么區別。然而，透過車窗可以看到，坐在汽車駕駛座上的司機卻雙手放在膝上，完全由汽車自動駕駛。這是北京市首批自動駕駛測試試驗的現場，當天，北京市交管局向百度發放了北京市首批自動駕駛測試試驗用臨時號牌，三輛自動駕駛汽車輛正式上路測試。除了北京，上海、重慶等多個城市也先后出臺了無人駕駛汽車路測政策，無人駕駛汽車項目如雨后春筍般涌現，行業熱度迅速升溫。

不論是政策法規層面還是技術層面，自動駕駛都在逐漸完善，而這些車輛將如何影響我們的生活，仍然是個充滿想象力的問題。在5G時代，自動駕駛必將對社會產生革命性影響。

此外，5G時代，道路也將被重新定義。在城市化進程中，交通是經濟社會發展的命脈。如今，關于出行的話題也越來越多，我們的交通方式相比從前已經發生了巨大的變化。無論是出行方式的多樣性，還是出行的便捷度、舒適度、安全性，都得到了全方位的提升。但一個殘酷的現實是：道路擁堵、停車困難、交通事故頻發等問題也越發嚴重。

交通系統具有時變、非線性、不連續、不可測、不可控的特點。在過去缺少數據的情況下，人們在“烏托邦”的狀態下研究城市道路交通。但隨著即時通信、物聯網、大數據等技術的發展，數據采集全覆蓋、解構交通出行逐漸成為了可能，一場交通系統的革命已經到來。

注：本書由 中國人民大學出版社 推薦，文章內容為該出版社授權發布