5G 技术的优缺点

移动通信的第五代是“5G”。这项新的通信技术建立在其前身4G（LTE）的优势之上，但能够实现更快的数据传输，几乎没有延迟，从而开启了全新的应用领域。

5G简介

5G取代了之前的移动电信技术GSM（2G）、UMTS（3G）和LTE（4G）。3GPP标准组织仍在进行标准化和开发工作。这项新通信标准的主要组成部分是超高速移动互联网和数字电话呼叫。它是对数字化以及流媒体、大数据和物联网（IoT）等变量导致的全球流量不断增长的回应。

5G有望通过首次实现实时数据传输来建立新的数据速度、网络容量、处理速度、可靠性和安全标准。这创造了各种新的应用机会，例如工业4.0、自动驾驶汽车和工业物联网（IIoT）。

5G如何工作？

当前的5G技术不是独立的，因为它通常需要4G网络来连接。因此，这被称为5G非独立（5G NSA）。只有通过独立的网络（5G SA）、改进的基站技术和合适的设备，才能充分发挥5G的潜力。

更高频率范围可以实现更快的数据传输。

与LTE相比，5G使用的频段是新的，而且天线数量也更多。与主要使用3 GHz以下频段的LTE相比，5G频段现已扩展到6 GHz，并将最终涵盖24 GHz至最高100 GHz的频率。

因此，数据传输的带宽现在大大增加了。然而，为了提供全面的覆盖，5G比LTE需要更多的基站。这是因为它可以以更高的频率传输更多数据。但同时，其覆盖范围也相应地缩短了。

网络切片

可用于任何目的的可扩展网络。

能够根据需求将网络分割成特定于应用程序的层，并连续运行多个虚拟子网络，这是5G最重大的技术进步之一。软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）是这些技术的支撑。它也称为“网络切片”，因为5G网络被分成许多部分。每个层或切片都为特定目的而创建。

1. 增强型移动宽带（eMBB）

对于超高清视频流，选择增强型移动宽带（eMBB），以获得最快的连接和最高的数据速率。

2. 海量机器类通信（mMTC）

用于低能耗和低数据速率的大量连接（例如，物联网）。

3. 超可靠低延迟通信（uRLLC）

为了获得最可靠的低延迟连接，请使用超可靠低延迟通信（uRLLC）（例如，自动驾驶汽车和工业自动化）。

通过这种细分，各种应用程序可以获得它们所需的精确资源。这使得5G网络能够灵活地适应特定的客户群、服务和市场领域。

波束赋形实现定向无线覆盖。

波束赋形有源天线技术提高了无线覆盖的容量和效率。与随机向所有方向广播无线电波的无源天线不同，5G基站上的有源天线可以将无线电波定向到传输半径内的特定设备。LTE已经实现了波束赋形，但方式不太复杂。

5G的优点和缺点是什么？

理论上，5G技术可以将数据传输速度提高到20 Gbit/s，比4G技术快20倍。此外，5G有望首次实现实时数据传输，延迟时间不到一毫秒。

此外，每平方公里可以联网的设备数量应增加高达1000倍，能耗应低于4G。这为个人和专业场景创造了许多全新的应用机会。

商业和工业的应用和优势

• 将实时通信集成到自动驾驶汽车和联网公路交通中。
• 例如，在现代农业中使用数字测量和控制技术来远程操作农业设备。
• 服务水平为紧急服务提供网络可访问性，例如为当地企业、大学或特定建筑物提供封闭的5G网络。
• 智能电表、直接视频连接和增强现实都是远程医疗的组成部分。
• 改进的机器对机器（M2M）连接，用于自动化，例如，无线连接的制造机器人。

客户的优势和潜在应用

• 更快的网站加载和更短的加载时间，例如，在浏览或流式传输视频时。
• 极快的响应速度，例如，在线或云游戏时。
• 改进的覆盖范围和连接稳定性，例如，在大型活动或火车上。
• 更好的移动电话网络（5G语音通话）。
• 可能用于千兆互联网的固定网络的替代方案。
• 新的应用领域包括实时增强或虚拟现实、超高清直播电视的5G广播以及4K视频通话。

缺点

• 消费者尚未从千兆移动通信中获得显著的好处。
• 供应仍然不足（尤其是在农村地区）。
• 需要新的设备。
• 与4G相比，需要更多的传输天线才能实现均匀的网络覆盖。
• 移动辐射是否会导致健康风险的问题尚未得到妥善解答。

5G包含哪些安全功能？

目标是通过采取一些额外的安全措施，使5G比以前的几代更安全。例如，使用现代加密技术独立保护每个网络组件。即使某些组件受到损害，其他组件也得到保护。与以前的移动通信代不同，在5G网络中，国际移动用户身份（IMSI）也以加密形式提供，以阻止未经授权方的接入点，例如使用IMSI捕获器。

当设备漫游或使用外国网络时，它会向国内运营商提供外国蜂窝运营商身份的加密证明。此身份验证确认（AC）可确保设备连接到受信任的网络，并且共享的任何数据都是安全的。网络切片允许虚拟、高度安全的网络在医院交换敏感数据，例如患者数据。

使用5G存在哪些风险？

5G网络也无法保证完全安全。安全专家此前已经发现了多种网络协议漏洞，这些漏洞允许中间人攻击和5G网络服务攻击。软件漏洞通常是黑客的主要入口点之一。由于软件是5G基础设施的关键组成部分，因此存在巨大的潜在风险。

制造时或之后包含在网络组件中的后门也可能很危险，因为它们可能允许数据监视甚至执行破坏企图。在这种情况下，也存在政府干预的可能性。中国网络设备制造商华为因是5G组件的关键供应商之一而受到多地的批评。

例如，美国指控他代表中国政府进行间谍活动。因此，德国拟议的《IT安全法》（IT-SiG 2.0）规定，关键供应商的组件必须通过严格的检查，并且“不可信”的制造商不得参与5G网络的实施。

新蜂窝标准的流行将增强基于僵尸网络的DDoS攻击的效果。因此，未来，5G将允许以显著更快的数据速度联网更多物联网（IoT）设备。如果它们没有得到良好的保护，网络犯罪分子将暴露更多的带宽，他们可以利用这些带宽进行更有效的网络攻击。

已采取哪些步骤来部署5G网络？

自2019年以来，5G在德国的发展速度更快。尽管到目前为止，LTE基础设施已主要作为技术基础运行，但5G技术正以独立基站和天线的形式不断发展。德国电信的5G网络现在覆盖了超过三分之二的德国人口，预计到2021年底覆盖率将增至80％，到2025年将达到99％。

沃达丰现在可以通过其5G网络连接德国2000多万人。到年底，这一数字可能会达到3000万。到2021年底，Telefónica Deutschland希望其5G能够覆盖30％以上的德国家庭，并希望到2025年拥有“全国性”5G网络。到2025年，将有三分之一的世界人口能够使用5G。GSMA预测，这项新的通信标准将能够处理多达12亿个连接。

结论

这些文章重点介绍了5G技术的多个方面。因此，IT行业未来可能会受益于这项研究。5G技术带来的社会和经济效益将对社会产生巨大影响。

借助5G技术，人们可以舒适地在家中与亲人联系，并立即保存巨大的EB级别的数据。许多知名的安全公司越来越依赖无线网络系统，这是这项技术为国家安全部门带来的另一个好处。我们相信您会发现这些材料很有用。