5G时代的承载网
万芬 余蕾 况璟 等编著
第1篇
5G时代的到来
第1章
5G的概念
随着无线技术的高速迭代发展， 5G 时代即将来临， 5G 到底是什么？ 5G 有哪些标准？ 5G 的发展近况如何？我们来一一揭晓。
| 1.1 移动通信发展历程 |
始于 20 世纪 70 年代的移动通信技术，经过 40 多年的蓬勃发展，已经渗 透到现代社会的各行各业，深刻影响着人类的工作、生活方式以及各行业的发 展趋势。在这些年的发展历程中，移动通信技术经历了从第一代到第四代的飞 跃。基于模拟技术的第一代无线通信系统（1G）仅支持模拟语音业务，存在容 量有限、保密性差、通话质量不高、不支持漫游、不支持数据业务等缺点；第 二代数字通信系统（2G）实现了数字传送技术和交换技术，有效提升了语音质 量和网络容量，同时引入了新服务和高级应用，如用于文本信息的存储和转发 短消息，2G 的演进又称为 2.5G，在语音和数据电路交换之上，引入了数据分 组交换的业务；第三代宽带通信系统（3G）则将业务范围扩展到图像传输、视 频流传输以及互联网浏览等移动互联网业务，3G 演进（3.5G）进一步提升了 数据速率，下行速率提高到 14.6Mbit/s，上行速率提高到 5.76Mbit/s。移动 互联网经过 3G 时代的培育已经进入了爆发期，人们对信息的巨大需求为第四 代移动通信系统（4G）的发展提供了充足的动力。蜂窝通信标准演进如图 1-1 所示。
第四代移动通信技术（4G）被称为 LTE，实现了系统容量的大幅提升，为终端用户真正带来了每秒百兆比特的数据业务传输速率，极大程度地满足了当前宽带移动通信业务的应用需求。
LTE 网络全球范围的大规模部署以及 LTE 终端的日趋成熟，极大地促进 了移动互联网和物联网的快速发展，涌现出多种多样的新型业务和琳琅满目的 终端，持续刺激并培养着人们的数据消费习惯。
如图 1-2 所示，IMT-2020（5G）推进组于 2014 年发布的《5G 愿景与 需求白皮书》中预计，2010—2020 年全球移动数据流量增长将超过 200 倍， 2010—2030 年将增长近 20000 倍。中国的移动数据流量增速高于全球平均 水平，预计 2010—2020 年将增长 300 倍以上，2010—2030 年将增长超过 40000 倍。发达城市及热点地区的移动数据流量增速更快，2010—2020 年上 海移动数据流量的增长率可达原来的 600 倍，北京热点区域移动数据流量的增 长率可达原来的 1000 倍。
如图 1-3 所示，预计到 2020 年，全球移动终端（不含物联网设备）的数 量将超过 100 亿，其中中国将超过 20 亿。全球物联网设备连接数也将快速增长， 2020 年将接近全球人口规模，达到 70 亿，其中中国将接近 15 亿。到 2030 年， 全球物联网设备连接数将接近 1000 亿，其中中国超过 200 亿。在各类终端中， 智能手机对流量的贡献最大，物联网终端数量虽大但流量占比较低。
为了能够更好地应对未来移动互联网和物联网高速发展带来的移动数据流 量的高速增长、海量的设备连接，以及各种各样差异化新型业务应用不断涌现 的局面，我们需要更加高速、更加高效、更加智能的新一代无线移动通信技术 来支撑这些庞大的业务和连接数。