2020年3月份国家提出加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。5G为何排在了“新基建”的首位成为领路者?5G又可以为“新基建”发展起到什么助推作用?5G与新基建又将为人们生产、生活带来什么改变?下面就让我们具体来了解一下。

新基建为什么要把5G放到首位?下面就让我们来看看和4G相比,5G的技术优势在哪里:

5G的技术优势

在谈论5G技术优势的时候,提到最多是高带宽、低延时,而5G还有一个重要技术属性——海量连接,却并没有受到重视。

当前中国移动提供的4G网络带宽可以达到50-100Mbp,5G的网络带宽在理论上可以达到1000Mbp。带宽提升,转发速率必然会提高,转发速率提高,单位时间内数据包转发数量就会提升,数据包的传输延时自然就会降低。这些确实都是非常显而易见的5G技术优势。

但是我们需要看到的是,当前即便是4G的百兆带宽都没有得到很好利用,即便5G将带宽再提升十倍,如果没有适当的应用进行支持,最终也会是空欢喜一场。而解决应用带宽问题的办法就是,打破传统三层网络架构对带宽的束缚。

在传统的三层网络架构中,受到树状网络结构的限制,所有网络流量都需要通过核心交换设备进行转发。而核心交换设备所具备的网络带宽是有限制的。因此即便接入设备具有再高带宽,也会受到核心设备转发能力限制,无法发挥出应有的性能。而5G的网络连接本身就是通过软件定义网络的方式,实现转发与控制分离,将传统网络的树状结构变为网状结构,从而在架构上对网络带宽限制问题进行解决。

下面以新华三基于SDN的5G网络切片为例:

新华三基于SDN的5G网络切片,通过对网络的拓扑资源(如链路、节点、端口等)进行虚拟化,按需组织形成多个虚拟网络vNet(即切片网络)。从整体架构上分为业务层、切片网络层、物理网络层。实现了控制面和转发面的解耦,使得物理网络具有了开放、可编程特征,支持未来网络体系结构和业务的创新。借助SDN,控制面可将物理转发资源抽象成虚拟的设备节点、逻辑连接,并根据策略将这些虚拟资源进行分组管理,形成独立的逻辑切片vNet。

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图2 基于SDN的网络切片架构

如此一来,5G网络连接可以不再受到核心交换设备限制,在独立的逻辑切片中实现就近数据转发。从而让5G的网络带宽与延时优势真正得到体现。下面就让我们来看一下5G的全新架构实现的高带宽与低时延可以为新基建建设起到什么助推作用。

5G可以为新基建做什么

“新基建”主要包括七大领域:5G基建、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网,其中5G的基础设施建设列于首位,是因为5G是其它六大领域的基础设施建设有着密不可分的关系。

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图2 “新基建”主要包括的七大领域

5G的高带宽优势,势必会在未来业务应用中产生出更加海量的数据。这些数据需要更多可以进行大数据分析的数据中心进行支撑。海量数据产生需要高效的进行处理,这就会催生人工智能分析技术的进一步发展。因此,5G与大数据中心和人工智能技术可以说是一种相辅相成的存在。

5G的低延时优势,会让更多工业互联网设备通过更加灵活的5G无线方式进行联接,从而极大促进工业互联网和智能制造技术发展。

在特高压、新能源充电桩以及高铁和城市轨道交通中,会有海量的物联网设备进行支持,这些物联网设备,也会在5G的基于SDN网络切片中更加灵活高效的进行组网。

由此可知,5G将成为所有新基建领域的信息化、数字化基础。

5G将为生产、生活带来什么改变

下面,让我们更具体的从与我们生活息息相关的工业互联网和智慧城市的角度来看一下,5G将会为我们带来什么样的改变。

在工业互联网方面,5G超大带宽、超低时延、海量数据的特性,为工业互联网新型基础设施建设和融合创新应用提供了关键支持和重要机遇。未来超过八成的5G应用将来自于工业互联网等垂直领域。因此,5G是驱动工业互联网蓬勃发展的关键使能技术之一,而工业互联网也是加快5G商用规模部署的重要突破口之一,二者相辅相成、强强联合,碰撞产生1+1>2的倍增效应和价值裂变。

工厂内网络包括现场总线、工业以太网、TSN、PON等有线网络,以及5G、NB-IoT、Wi-Fi、蓝牙等无线网络。工业现场环境高温湿热、嘈杂恶劣,有线网络难以铺设、组网复杂、覆盖范围有限,无线连接将逐渐成为主流。5G作为工业无线连接的重要支撑载体,支持工厂内外多场景、灵活、无缝的网络覆盖,打通人、机、物、法、环等各生产要素,实现工业全系统、全产业链、全价值链泛在深度互联。

随着客户对高质量、定制化产品需求的不断增长,生产线必须具备可随时调整的“多品种、小批量”定制化生产能力。5G用“无线”代替“有线”贯穿工业制造的全过程,可更灵活便捷地部署、调整产线上的设备单元,节省线缆支出、减少布线人工,满足产线高效率、零停机、高稳定可靠的刚需,使能工厂向柔性生产转型,提升企业规模化定制的能力。

在智慧城市领域,基于5G的智慧政务专网,可以足不出户的向人们提供各种行政业务的一站式审批、办理、加强各个委办局的横向业务联系,集中联合审批,提高跨部门行政审批效率,简化办事流程,以人为本,便于利民。

在智慧教育中,将通过基于5G的教育综合信息网、网络学校、数字化课件、教学资源库、虚拟图书馆、教学综合管理系统、远程教育系统等资源共享数据库及共享应用平台系统,建设完善教育领域和校园网工程,推动智慧教育事业发展。

同时5G还会推动智慧医疗建立卫生服务网络和城市社区卫生服务体系、智慧公共服务体系发展,借助5G物联网,把感应器和装备嵌入到各种环境监控对象(物体)中,通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来,实现人类社会与环境业务系统的整合,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的“智慧”。

结束语:

正是由于5G打破了传统的网络架构限制,才具备了高带宽、低延时和承载海量连接的能力。也正是因为这些新特性的存在,5G将会为未来的生产、生活带来根本性的转变。这也是5G位列新基础设施建设第一位,成为新基建领跑者的最主要原因。

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