2020年3月份國(guó)家提出加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。5G為何排在了“新基建”的首位成為領(lǐng)路者？5G又可以為“新基建”發(fā)展起到什么助推作用？5G與新基建又將為人們生產(chǎn)、生活帶來(lái)什么改變？下面就讓我們具體來(lái)了解一下。

新基建為什么要把5G放到首位？下面就讓我們來(lái)看看和4G相比，5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在哪里：

5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在談?wù)?G技術(shù)優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，提到最多是高帶寬、低延時(shí)，而5G還有一個(gè)重要技術(shù)屬性——海量連接，卻并沒有受到重視。

當(dāng)前中國(guó)移動(dòng)提供的4G網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到50-100Mbp，5G的網(wǎng)絡(luò)帶寬在理論上可以達(dá)到1000Mbp。帶寬提升，轉(zhuǎn)發(fā)速率必然會(huì)提高，轉(zhuǎn)發(fā)速率提高，單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量就會(huì)提升，數(shù)據(jù)包的傳輸延時(shí)自然就會(huì)降低。這些確實(shí)都是非常顯而易見的5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

但是我們需要看到的是，當(dāng)前即便是4G的百兆帶寬都沒有得到很好利用，即便5G將帶寬再提升十倍，如果沒有適當(dāng)?shù)膽?yīng)用進(jìn)行支持，最終也會(huì)是空歡喜一場(chǎng)。而解決應(yīng)用帶寬問題的辦法就是，打破傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)帶寬的束縛。

在傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，受到樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的限制，所有網(wǎng)絡(luò)流量都需要通過(guò)核心交換設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。而核心交換設(shè)備所具備的網(wǎng)絡(luò)帶寬是有限制的。因此即便接入設(shè)備具有再高帶寬，也會(huì)受到核心設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)能力限制，無(wú)法發(fā)揮出應(yīng)有的性能。而5G的網(wǎng)絡(luò)連接本身就是通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的樹狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而在架構(gòu)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬限制問題進(jìn)行解決。

下面以新華三基于SDN的5G網(wǎng)絡(luò)切片為例：

新華三基于SDN的5G網(wǎng)絡(luò)切片，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)滟Y源（如鏈路、節(jié)點(diǎn)、端口等）進(jìn)行虛擬化，按需組織形成多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)vNet（即切片網(wǎng)絡(luò)）。從整體架構(gòu)上分為業(yè)務(wù)層、切片網(wǎng)絡(luò)層、物理網(wǎng)絡(luò)層。實(shí)現(xiàn)了控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面的解耦，使得物理網(wǎng)絡(luò)具有了開放、可編程特征，支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)的創(chuàng)新。借助SDN，控制面可將物理轉(zhuǎn)發(fā)資源抽象成虛擬的設(shè)備節(jié)點(diǎn)、邏輯連接，并根據(jù)策略將這些虛擬資源進(jìn)行分組管理，形成獨(dú)立的邏輯切片vNet。

圖2 基于SDN的網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)

如此一來(lái)，5G網(wǎng)絡(luò)連接可以不再受到核心交換設(shè)備限制，在獨(dú)立的邏輯切片中實(shí)現(xiàn)就近數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。從而讓5G的網(wǎng)絡(luò)帶寬與延時(shí)優(yōu)勢(shì)真正得到體現(xiàn)。下面就讓我們來(lái)看一下5G的全新架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的高帶寬與低時(shí)延可以為新基建建設(shè)起到什么助推作用。

5G可以為新基建做什么

“新基建”主要包括七大領(lǐng)域：5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，其中5G的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)列于首位，是因?yàn)?G是其它六大領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有著密不可分的關(guān)系。

圖2 “新基建”主要包括的七大領(lǐng)域

5G的高帶寬優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必會(huì)在未來(lái)業(yè)務(wù)應(yīng)用中產(chǎn)生出更加海量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需要更多可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行支撐。海量數(shù)據(jù)產(chǎn)生需要高效的進(jìn)行處理，這就會(huì)催生人工智能分析技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，5G與大數(shù)據(jù)中心和人工智能技術(shù)可以說(shuō)是一種相輔相成的存在。

5G的低延時(shí)優(yōu)勢(shì)，會(huì)讓更多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過(guò)更加靈活的5G無(wú)線方式進(jìn)行聯(lián)接，從而極大促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造技術(shù)發(fā)展。

在特高壓、新能源充電樁以及高鐵和城市軌道交通中，會(huì)有海量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行支持，這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也會(huì)在5G的基于SDN網(wǎng)絡(luò)切片中更加靈活高效的進(jìn)行組網(wǎng)。

由此可知，5G將成為所有新基建領(lǐng)域的信息化、數(shù)字化基礎(chǔ)。

5G將為生產(chǎn)、生活帶來(lái)什么改變

下面，讓我們更具體的從與我們生活息息相關(guān)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的角度來(lái)看一下，5G將會(huì)為我們帶來(lái)什么樣的改變。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面，5G超大帶寬、超低時(shí)延、海量數(shù)據(jù)的特性，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和融合創(chuàng)新應(yīng)用提供了關(guān)鍵支持和重要機(jī)遇。未來(lái)超過(guò)八成的5G應(yīng)用將來(lái)自于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直領(lǐng)域。因此，5G是驅(qū)動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵使能技術(shù)之一，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也是加快5G商用規(guī)模部署的重要突破口之一，二者相輔相成、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，碰撞產(chǎn)生1+1>2的倍增效應(yīng)和價(jià)值裂變。

工廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)包括現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、TSN、PON等有線網(wǎng)絡(luò)，以及5G、NB-IoT、Wi-Fi、藍(lán)牙等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境高溫濕熱、嘈雜惡劣，有線網(wǎng)絡(luò)難以鋪設(shè)、組網(wǎng)復(fù)雜、覆蓋范圍有限，無(wú)線連接將逐漸成為主流。5G作為工業(yè)無(wú)線連接的重要支撐載體，支持工廠內(nèi)外多場(chǎng)景、靈活、無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，打通人、機(jī)、物、法、環(huán)等各生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈泛在深度互聯(lián)。

隨著客戶對(duì)高質(zhì)量、定制化產(chǎn)品需求的不斷增長(zhǎng)，生產(chǎn)線必須具備可隨時(shí)調(diào)整的“多品種、小批量”定制化生產(chǎn)能力。5G用“無(wú)線”代替“有線”貫穿工業(yè)制造的全過(guò)程，可更靈活便捷地部署、調(diào)整產(chǎn)線上的設(shè)備單元，節(jié)省線纜支出、減少布線人工，滿足產(chǎn)線高效率、零停機(jī)、高穩(wěn)定可靠的剛需，使能工廠向柔性生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)規(guī)?；ㄖ频哪芰?。

在智慧城市領(lǐng)域，基于5G的智慧政務(wù)專網(wǎng)，可以足不出戶的向人們提供各種行政業(yè)務(wù)的一站式審批、辦理、加強(qiáng)各個(gè)委辦局的橫向業(yè)務(wù)聯(lián)系，集中聯(lián)合審批，提高跨部門行政審批效率，簡(jiǎn)化辦事流程，以人為本，便于利民。

在智慧教育中，將通過(guò)基于5G的教育綜合信息網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)校、數(shù)字化課件、教學(xué)資源庫(kù)、虛擬圖書館、教學(xué)綜合管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)等資源共享數(shù)據(jù)庫(kù)及共享應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)，建設(shè)完善教育領(lǐng)域和校園網(wǎng)工程，推動(dòng)智慧教育事業(yè)發(fā)展。

同時(shí)5G還會(huì)推動(dòng)智慧醫(yī)療建立衛(wèi)生服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和城市社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系、智慧公共服務(wù)體系發(fā)展，借助5G物聯(lián)網(wǎng)，把感應(yīng)器和裝備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對(duì)象（物體）中，通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將環(huán)保領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與環(huán)境業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理和決策的“智慧”。

結(jié)束語(yǔ)：

正是由于5G打破了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)限制，才具備了高帶寬、低延時(shí)和承載海量連接的能力。也正是因?yàn)檫@些新特性的存在，5G將會(huì)為未來(lái)的生產(chǎn)、生活帶來(lái)根本性的轉(zhuǎn)變。這也是5G位列新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)第一位，成為新基建領(lǐng)跑者的最主要原因。