爱立信发布5G用例——下一代网络如何助力行业转型

7/16/2015,在移动、宽带和云的推动下，目前数字化浪潮在全球势头正猛。未来随着全世界将5G作为全球连接的新标准，数字化仍将强劲增长。

    对于用户而言，5G不仅代表着技术演进，更是一种全新的业务模式和思维方式——5G将为物联网普及奠定基础，从而实现万物互联的“网络社会”。在这一目标实现的过程中，各种5G用例会源源不断地产生，而数字化的关键则在于各行业如何适应5G用例并进行业务转型。

网络高性能催生业务新用例

    爱立信认为，5G将作为用户提供享受极限网络的体验方式，通过集成现有LTE技术的演进和补充性的新技术。 5G的目标是提供无限的信息接入，并且能够让任何人和物随时随地共享数据，使个人、企业和社会受益。早在2013年， 5G研发前沿组织METIS项目负责人、爱立信大师级研究员Afif Osseiran博士在北京召开的“未来5G信息通信技术峰会” 上，提出了 5G 的数字化目标，这业已成为行业共识：

l在人口密集的城市环境中，5G将提供10Gbps 至 1000Gbps的速率，是目前的10-100倍

l单位面积或单用户移动数据将增加1000倍，即超过100Gbps/km2或500 GB/用户/月

l互连终端设备数量将增加10到100倍

l低功耗大型通信设备的电池使用寿命将延长10倍，传感器或传呼机等终端设备的电池使用寿命将达到10年

l支持超快速响应应用，如“触觉互联网”，实现低于5微秒内端到端时延，并具有很高的可靠性

l在满足上述要求的前提下，单位面积成本和能耗不高于当前蜂窝系统

    伴随着网络性能的大幅度提高，消费者和商业需求也将发生变化，一刀切模式不能满足需求——不仅人们的使用行为从通信转向娱乐、分享和生活，数百亿的事物也将成为通信基础架构不可分割的一部分，过去的不可能将变为可能，新的服务、职业和发展机遇将不断诞生。

    凭借网络安全和低功耗两大优势，5G将助力各种用例成为现实，从而使企业能够经济高效地实现数字化转型。当企业用户准备充分利用5G系统时，会有针对每个企业的网络切片，满足各个行业的特定需求。5G无线接入、核心网、管理与协同将推动增强这些用例，并让我们充分挖掘其潜力。

    尽管5G的标准化活动将于2016年开始，2020年左右才能实现设备和终端设备的商用，但是这并不意味着供应商和制造商现在只能等待。爱立信正在与日新月异的行业不断紧密合作，5G用例也不断发展演进和增加。无论是在大型公共场所的宽带连接，还是在矿山等危险工作条件下实现重要机器的远程自动化，5G都已开始投入应用，帮助企业走向未来。爱立信携手这些行业创建新用例，展望到2020年5G如何帮助他们实现业务转型。

    下面将介绍一些5G用例，展示爱立信5G系统如何帮助行业用户实现业务转型。

五大典型5G用例

用例1——无处不在、随时随地的宽带体验

    这一用例包括人群密集区域的宽带连接、公共交通的宽带连接和活动平台，目标用户为一般移动用户、网络运营商、大型活动和奥运赛事等。

    随着3G成熟和4G的规模部署，移动宽带网络也得到了普及，根据爱立信的统计数据，截至2015年第一季度，全球移动宽带用户数已达29亿。从当前性能最优的网络LTE-A来看，通过载波聚合技术，运营商可以实现225Mbps～300Mbps的下行数据传输速率，扩大了容量，改善了室内覆盖。但是在人群密集或者偏僻遥远的地方，网络性能会有所下降，此外用户的室内外连接体验仍存在较大差距。而展望未来5年，移动数据流量将以大约45%的年复合增长率（CAGR）增长，即便是现在看来绰绰有余的4G网络，如果不加快升级扩容也会在不久的将来出现容量饱和的情况。

    5G商用之后，借助其高系统容量、网络覆盖，以及高可持续性和安全性的特点，用户上网体验将大大提升，不仅网络速度和稳定性大大提高，而且用户在室内外均可获得最佳连接体验，即使在严苛的网络条件下，无论是人群密集的比赛场馆还是人迹罕至的偏远地区，都能获得高品质的宽带服务。

    之所以能够大幅提升用户体验，是因为：在无线接入层面，5G具有高数据速率、高流量、高移动性、高频谱效率、容量最大化的特点；在核心网层面，5G的往返延迟大大降至1毫秒内，可为紧急情况下通信/与安全相关的通信提供QoS支持；在管理与协同方面，5G网络可针对每个用户和每个业务提供不同的拥塞处理或基于使用量的拥塞处理，可根据流量变化动态分配资源，并大幅减少交通链路负载和CPU负载。



用例2——智能汽车、交通运输和基础设施

    这一用例包括智能基础设施、联网公交站、联网卡车和联网汽车，目标用户为汽车、基础设施、交通运输公司和行政机构/政府等。

    汽车、交通运输和基础设施是率先采用连接的技术行业之一，目前物联网技术已经在这一行业得到应用，为用户带来了娱乐点播、旅途咨询、行车导航、交通信息等方便的驾乘服务。未来随着更高性能5G的应用，我们可以考虑将传感器嵌入道路、铁路和机场，从而实现它们彼此之间的通信以及与智能汽车的通信，这样的通信具有高安全性、移动性、可持续性、可扩展性以及易于部署的特点。爱立信认为，这一用例属于大规模的机器类通信，5G网络的高覆盖和低功耗特性可以有效满足这类通信的需求。

    来具体看看推动这一用例的5G技术力量：在无线接入层面，5G密度更高，设备能耗和成本更低，与目前相比信令开支也更低，从而满足其大规模低成本的需求，软SIM卡或者无SIM卡操作则适用于传感器类设备；在核心网层面，可在网络切片内整合公共基础设施，并支持以发布/订阅消息为主的通信，适合于汽车通信和交通运输的特殊场景；在管理与协同层面，可统筹大量数据和输入接口，用统一的界面面向所有设备和基础设施供应商，还可定义不同的用户文件，接入同一网络，在满足规模应用特点的同时兼顾个性化应用需求。


用例3——多媒体无处不在

    这一用例包括规模化直播电视、点播服务和面向家用电视的移动服务等，目标用户为消费者、付费电视运营商、广播公司、新内容所有者和整合者、OTT提供商等。

    看电视正在从传统的空中广播模式和通过光纤传输的有线电视或者卫星电视转变为通过蜂窝网、Wi-Fi和光纤传输的“电视无处不在”体验。人们不用在特定的时间围绕在电视机周围看新闻，而是可以在室内或室外，甚至是在移动过程中，如乘坐高铁和飞机旅行时使用多个屏幕来消费视频。人们可以消费不同类型的媒体，包括按节目表播放的电视、直播电视流、视频点播，以及广播和音乐流以及基于Web的视频流。

    面向电视和其他媒体的5G可提供优化的媒体传输服务，包括4K、8K、HDR、HFR等无处不在的终极视频品质成为可能，5G可满足用户在家用屏幕和各种手持终端上观看视频的需求，实现“移动优先”市场的媒体愿景，而在4G网络上小试牛刀的广播和组播服务也将展现出更优的性能，并得到更大规模的应用。随着5G的到来，消费者将迎来全新的全媒体消费时代，助力行业向全IP网络转型。

    5G是推动多媒体无处不在的关键力量：在无线网络层面，改进的波束成形技术、大规模MIMO、载波聚合、全新高频频谱等将大幅提高多媒体内容的传输速度和传输质量；由于采用了云计算技术，多媒体业务可实现灵活部署和敏捷使用；网络切片技术则可以优化所有媒体的交付和管理服务，改善商业模式、性能和消费者体验。



用例4——远程设备的关键控制

    这一用例包括重型设备的远程控制、工厂自动化、工厂/加工状况的实时监控、智能电网和远程手术等，目标用户为制造业、采矿业和医疗保健业等。

    远程控制无需人们亲临现场工作。在某些危险环境下（矿井挖掘和森林木材砍伐加工），驾驶员可监控多台机器的动作，远程控制重型设备，从而降低危险环境下的风险，确保工作的安全性；在另一些情况下（抢救异地病人、读取电表数据）的情况下，人们无需亲临现场即可完成操作，从而能够提高时间效率并降低成本。5G的实现，使得上述行业的移动办公成为可能，并可支持这些行业的可持续性发展。

    对于该用例来说，至关重要的是传输来自远程环境的高品质视频、音频和其他传感信息。要实时控制远程设备，就需要使设备和操作人员之间的通信链路延迟保持在极低的水平。这不仅对无线接入网提出了要求，还对传输网和核心网也提出了要求。在这些情况下，应避免长传输链路，应用处理更靠近操作人员。此外，由于机械和操作员可能四处移动，因此支撑网络需要灵活适应。

    借助其为特定的使用情况创建网络的能力，5G将支持创建能够满足此类用例对低延迟和高可靠性链路的要求。在无线接入网络部分，5G可改善无线连接的接入性和持续性，提供高品质视频的上行链路，预估并报告网络连接的可到达性和可靠性，将节点可用性提升至少至99.999%；在核心网方面，5G通信服务的可用性和持续性可达99.9%，5G的高QoS则可有效满足服务水平承诺；在管理与协同，5G网络能缩短诊断问题的响应时间，并能面向每个用户、每项服务预估并报告连接的实际可靠性。



用例5——人与物联网的交互

    这一用例包括身临其境的增强现实技术、身临其境的游戏、监测、触觉互联网、智能自行车头盔、儿童监测、智能家居和智能运输/邮递等，目标用户为公共安全、健身、医疗保健业、家庭生活、日常生活等。

    近年来IOT（Internet of things，物联网）在全球快速发展，截至2014年底全球约有2.3亿蜂窝IOT用户。目前75%的蜂窝IOT模块都只使用GSM技术，仅用于不要求高网络吞吐量的应用，此外由于网络和发展阶段的限制，人和物联网的交互非常有限。

    目前，随着芯片价格的不断降低，更低时延、更高速率的LTE开始应用于许多事物，未来的5G将完善其性能，使事物更加灵活。5G还可在网络切片内整合不同环境，支持以发布/订阅消息为主的通信，适合部分特殊的物联网应用场景。此外，5G在协同管理方面表现出色，可实现统一的数据管理系统，应对终端设备的多样性，并支持不同部门和用户。

    可以预见，5G的应用将大幅提升物联网的安全性、隐私性、实时性、可持续性和移动性，填补人与物联网交互的空白，提升人类对环境的感知能力，而这也是人与物联网的交互同M2M之间的主要区别。