5G的大势所趋

事实上，5G并不是这两年才启动标准制定和研发工作的。早在2010年，爱立信公司就发布了“网络社会”的愿景，认为在不远的将来，全球将产生500亿部终端的联接需求。海量的联接只是个开始，更重要的是无处不在的基础设施支持各行各业开发出众多创新应用产品。经欧盟推广，“网络社会”愿景迅速被国际移动通信产业界所接受，5G正式进入大众视野。

根据国际电信联盟ITU的定义，目前，5G主要包括三大业务应用场景（见图2-4）。

增强型移动带宽（eMBB, Enhance Mobile Broadband），是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升。按照计划，5G网络能够在人口密集区域为用户提供100Mbps的用户体验速率和20Gbps的峰值速率，主要面向高清视频等大流量移动宽带业务。

海量物联网通信（mMTC, Massive Machine Type Communication），提供低功耗、低成本、海量联接服务。mMTC不仅能够支持医疗仪器、家用电器和手持通信终端等硬件全部联接在一起，还能面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景展开服务，并提供超千亿网络联接支持能力。

高可靠低时延通信（uRLLC, Ultra Reliable & Low Latency Comm-unication），主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要高可靠低时延联接的业务，能够为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。

可以说，5G是第一个应用驱动的通信技术，基于应用驱动的导向，才有了5G的三大方向。下面我们来具体看看5G技术的这三个应用场景都会给我们的产业和社会带来哪些影响。

1．增强型移动带宽（eMBB）

提及5G，大部分用户第一个反应就是预测网速会更快。而这个快，说的就是eMBB增强型移动带宽提供的高速率性能。eMBB主要针对个人用户消费流量进行功能升级。通信网络传输速度提升，用户体验才会有较大改善，网络才能面对VR、超高清业务时不受限制。对网络速度要求很高的业务才能被广泛地推广和使用。因此，5G第一个特点就是网络速率的提升。大家经常看新闻报道，5G的下载速度非常快，几秒钟就能下载一部电影，说的就是这个场景。根据目前的实际测试结果来看，5G的速率已经达到了4G的10倍。

这么高的速率，除了下载电影之外，还有很多用武之地。对网络速率有很高要求的业务有了发展机会和创新可能。

比如VR眼镜（见图2-5）。我们一般在展会或者在商店里见到的VR眼镜有两个特点。首先，大家试戴的时候，要么坐着，要么就是步行缓慢移动。其次，VR眼镜一般都有长长的数据线，人们佩戴VR眼镜时间久了会有眩晕感。

随着5G网络覆盖的完善，相关技术能够进一步改进VR眼镜的使用功能，从而加快VR眼镜的普及速度。如同《头号玩家》里的场景，人们佩戴VR眼镜不再受距离、空间、速度的影响，可以随意走动和奔跑。

这里面有三个重要特点。

首先，5G的传输速度非常快，那么VR眼镜里的计算和图像渲染工作可以放在云端进行，然后通过5G网络快速传回到眼镜上。这样一来，VR眼镜就不用设计得过于复杂，从而无须装配昂贵的芯片，VR眼镜的制造成本可以进一步降低。

其次，VR眼镜将逐步向“无绳化”演进，也就是说，设备不再需要长长的数据线，而是利用无线网络进行数据传输。此时，用户佩戴VR眼镜可以突破物理界限，不会被限制在一个具体的空间内。

最后，当前我们佩戴VR眼镜的时候，都有这样一种体验，那就是VR眼镜佩戴时间长一点，人就会有眩晕感。这个问题在于设备受传输速率影响，时延太高，用户眼中的画面与实际动作产生滞后冲突，所以佩戴者才会有眩晕感。5G的高速率传输和低时延特点可以让设备传输更加高清的画面，同时还能把时延降低到毫秒级，从而有效地提升用户佩戴VR眼镜时的感受，减少眩晕现象。

5G技术的eMBB应用场景优势会最早地在个人业务设备当中发挥作用，从而大大提升用户的感官体验。与4G网络当前的传输速率相比，5G网络的超高速传输速率一定会让人眼前一亮。

2．海量物联网通信（mMTC）

随着行业应用范围的扩大，通信网络业务需要将更多设备纳入其中，广泛互联互通。把移动网络的服务主体从手机扩展到一切对网络联接有需求的设备，是5G网络建设想要达到的目标之一。大量设备互联的网络生态环境能够支持更加丰富的行业应用业务，让新技术在更加复杂的实际应用场景中使用。海量物联网通信，即mMTC，描述的就是将大量设备联接进入网络的场景。那么，5G网络大概能联接多少个智能终端设备呢？5G技术对这个场景的定义是，每平方千米能够联接超过100万个智能终端。

这个密度有多大呢？举个例子，就相当于全部北京的居民集中在北京二环内一半的空间里，而且还要保证通信非常畅通。未来接入通信网络中的终端不仅是我们的手机，还会有更多千奇百怪的产品。可以说，我们生活中每一个产品都有可能通过5G接入网络当中。我们的眼镜、衣服、腰带、鞋子都有可能被接入网络，成为智能产品。家中的窗户、门锁、空气净化器、加湿器、空调、冰箱、洗衣机都可能带有智能功能，通过5G技术接入网络，我们的家庭将有望成为智慧家庭。

大量的物联网设备联接到网络中之后，会有什么用处呢？一方面，网络覆盖的范围扩大，会带来全新的应用。以前，在森林、高山等地区生活的人很少，这些地方不一定需要网络覆盖，但是这些区域有一定的环境样本研究价值。如果能在森林、高山地区覆盖5G网络，则可以大量部署传感器，进行生态环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测，这就非常有应用价值。5G可以为更多这类应用提供网络服务。比如，北京空气质量监测点有35个。实际上，35个监测点是不够的，未来随着5G网络的完善，大量物联网终端的普及，监测点和设备可以进一步增加。那么，监测数据颗粒度将会提升，城市环境的监测水平将更加精细。这对于环境的治理和改善，能够起到重要作用。

另一方面，网络覆盖纵深的增加会提升用户的体验。在我们的生活中，虽然通信网络的覆盖已经比较广泛，但是在覆盖深度和网络质量方面还需要向更高品质的纵深方向发展。我们家中已经有了4G网络覆盖，但是家中的卫生间可能网络质量不太好，地下停车库基本没有信号。这种情况在现在是可以接受的状态，因为我们对此已习以为常。但随着5G的到来，在技术上可以解决卫生间、地下停车库的网络覆盖问题，用质量良好的5G网络进行广泛覆盖。

另外，在5G网络覆盖的环境下，物联网终端设备还能够更加精准地对个人用户进行监测。可穿戴设备能够记录大家每天的活动数据，从而积累智慧医疗的大数据，帮助我们及早地发现潜在患病风险。

从某种意义上说，网络覆盖的广度和深度，要比网络的高速率更加重要。它将为我们真正打开万物互联的新时代。大量人与物、物与物之间的通信将成为可能。

3．高可靠低时延通信（uRLLC）

在介绍5G在时延方面的特点之前，我们先来简单了解一下什么是时延。其实，我们传输信息是需要花费时间的。比如数据从北京传输到深圳，并不是实时到达，而是需要花费一定的时间，这个时间就可以简单理解为信息传输过程中产生的时延。

5G的时延在理论上仅有1毫秒，听起来时间很短，它到底有多短呢？

举个例子，到医院看病，医生给我们抽血或打针，当针头扎到皮肤里时，我们立马就会感到疼，人们认为这个过程应该是实时的。

但是实际上，我们感知到疼痛是需要时间的。我们去观察孩子打疫苗的场景，就能够很明显地发现，针头刚刚扎进小朋友胳膊的时候，小朋友还没有感觉。过了几秒钟以后，小朋友才开始哭。这就是明显的感官时延效果。大人的感官时延相比于小朋友要短，这个时间大概在80～100毫秒。5G的理论时延只有1毫秒，远远低于我们成年人的感官时延（见图2-6）。

再比如，我们在前文提到了自动驾驶的例子。5G网络环境中，数据传输理论时延为1毫秒，对于自动驾驶的车辆来讲，从车辆系统判断采取刹车的指令到车俩做出实际反应，移动距离大概只有3～4厘米，这种情况下，致命交通事故发生的概率就会比较低。这样一来，自动驾驶技术的安全性将会提高很多。

在远程医疗场景中，过去，远程医疗只能停留在科幻电影里，但是2019年以来，已经有多个远程医疗的应用案例出现在现实生活中。我们人的血管壁厚度约为0.2毫米，手术刀移动速度一般是每秒0.5厘米。如果是在4G网络下进行远程医疗手术，手术刀因为4G网络较高的时延可能造成0.5毫米的移动，因此发生医疗事故的概率则会很大。所以，降低时延是提高远程医疗技术安全性的关键。

5G的理论时延是1毫秒，在现实场景中的实际时延大概为5毫秒，手术刀因为时延而产生的额外移动距离仅为0.0025毫米，这样的操作效果可以满足手术的实际需要，从而减少医疗事故的发生，让远程医疗真正能够走进大家的生活。

5G网络将创造全新的服务产品、商业模式和收入的潜在机会，而不是像4G那样，电信运营商主要依靠个人用户联接网络产生资费而营利。需要指出的是，5G网络部署投资成本高，有些技术标准尚未最终完善。未来，电信运营商将围绕应用场景需求采取更加长期、灵活的部署方式，从而以长远的眼光形成营利。

增强型移动带宽类的应用将优先在用户密度高的区域落地，因为其总体技术相对成熟，经济价值也大。随着时间的推移，更多的技术壁垒将被打破，5G带来的经济价值也将在更多场景中突显。

在应用场景的选择上，5G商用部署的优势首先将通过增强型移动带宽体验的场景实现。例如，以人为中心的4K/8K视频、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术带来的沉浸式娱乐消费。后期，随着通信基站和下游应用终端数量的增加，在众多应用对网络实时响应能力的要求不断提高的推动下，运营商必然转向关注高可靠、低时延的网络建设，由此，5G的价值将得到更加充分的发挥。