国际标准化组织3GPP定义了5G的三大业务场景:eMBB(enhanced Mobile Broadband,增强型移动宽带(如3D/超高清视频等))、mMTC(massive Machine-Type Communication,大连接物联网或大规模机器类通信)、uRLLC(ultra-Reliable Low-Latency Communication,超可靠低时延通信(如无人驾驶、工业自动化等)) [2] 。
(1)eMBB
增强型移动宽带是指在现有移动宽带业务场景的基础上,大幅提升用户体验速度。4G网络时代,一般用户实际体验的上传速率为6Mbit/s,下载速率为50Mbit/s,这个速率远不能满足高清视频等应用需求,而且体验也有欠缺;尤其是一些对大流量要求较高的业务(如视频直播等),4G视频直播上传速率为6Mbit/s,严重限制了市场上火热的直播带货等创新业务形态。增强型移动宽带的价值是大大提升原来移动宽带的速率,理论上最高可达1Gbit/s,用户的体验发生巨变。
增强型移动宽带对于需要大带宽的业务(诸如高清视频、虚拟现实(VR)等)的重要性不言而喻。这种改变在国内已经相当明显;针对因光缆部署不足而上网带宽受限较为严重的国家(如美国、德国等),采用增强型移动宽带即可带来网络生活翻天覆地的变化,其传输单位从Mbit/s到Gbit/s的改变能够带来创新网络应用的爆发。
在具体实现方式上,eMBB可以独立组网部署,也可以非独立组网部署。非独立组网部署下,可实现主体网络是4G,在重点地区部署增强型移动宽带。
(2)mMTC
大连接物联网可实现真正的万物互联。5G最主要的价值之一,是突破了人与人之间的通信,使人与机器、机器与机器的通信成为可能。
物联网并非全新的概念,其早在21世纪初即崭露头角,不过其万物互联的特性一直受网络技术的制约。大量的物联网载体(如电线杆、车位、井盖、家庭门锁、空气净化器、暖气、冰箱、洗衣机等)都要接入网络中,主要存在功耗和大容量两方面的问题。功耗方面,众多的物联网载体无法使用固定电源供电,只能使用电池,如果通信部分需要较大的功耗,就意味着部署起来非常困难,将大大限制物联网的发展。
mMTC提供的能力是让功耗降至极低的水平,让大量的物联网设备可以一个月甚至更长时间不需要充电,从而方便进行部署。
当然,大量物联网应用的加入也带来另一个问题,就是应用终端会极大地增加。预计2025年,中国的移动终端产品将达100亿台,其中包含80亿台以上的物联网终端,这需要网络有能力支持大量的设备接入,目前的4G网络显然没有这样的能力。只有5G时代的mMTC依托低功耗、海量接入等能力,才能支持大量的物联网设备的接入,真正实现“亿物互联”。
(3)uRLLC
传统通信中,对于可靠性的要求是相对较低的,但是无人驾驶、工业机器人、柔性智能生产线等场景对通信提出了极高要求,主要体现在高可靠和低时延等方面。所谓“高可靠”就是网络必须保持稳定,保证在运行过程中不会拥堵、不会被干扰和不会经常受到各种外界的影响。而之前的4G网络时延最低只能达到20ms,但是uRLLC却可以将时延缩短到1~10ms,这样的时延才能提供高稳定性、高安全性的通信能力,从而让无人驾驶、工业机器人等高精尖设备,在接收命令时第一时间做出反应,迅速、及时地执行操作指令。当然,上述极致的网络时延能力需要采用边缘计算、网络切片等多种创新技术来实现,确保更多高可靠的通信场景。
上述三大场景基本上代表了世界移动通信业对于5G的基本愿景。