33、5G 网络：现状、挑战与未来展望

5G 网络：现状、挑战与未来展望

1. 5G 时代的来临与设计驱动因素

随着连接的移动设备数量预计将大幅增加，以及新兴宽带服务对服务质量（QoS）的要求日益严格，现有的网络扩展技术和策略已难以满足需求。若继续采用“购买更多频谱或基础设施”的传统方式来应对用户增长，在频谱资源稀缺的当下，运营商将难以有效满足客户需求，传输成本也会急剧上升。

信息科技已深度融入社会，带来了深远的社会经济影响。从媒体娱乐到安全关键应用，各种服务丰富了我们的日常生活。预计到本十年末，几乎所有物理对象都将接入网络，形成物联网。根据思科预测，到 2017 年，全球 IP 流量将达到每小时 4100 万张 DVD 的数据量，视频通信将占总 IP 流量的 80% - 90%。

同时，能源效率成为系统设计的核心考量。运营商的电费支出是运营成本的重要组成部分，随着网络流量的增加，这一成本可能会达到惊人的水平。下一代手机功能复杂，支持众多耗电应用，若不注重能源效率设计，设备将发热严重，不得不依赖外接电源，无法充分享受 5G 带来的无处不在的服务。此外，欧盟的 20 - 20 - 20 目标推动了能源和每比特成本的降低、服务的普遍性以及高速连接，这些成为了下一代网络（即 5G）的关键设计驱动因素。

2. 5G：绿色互联网络体验

2.1 未来网络场景

从整体来看，5G 将根据上述设计驱动因素在多个维度发展，形成如图 1 所示的未来互联网络场景。在这个场景中，所有类型的服务（如音频、视频和数据）将通过 IP 在分组交换基础设施上汇聚。终端用户使用各种设备，会选择附近最佳的连接方式。运营商的接入网络、控制运营中心、数据中心和各种服务平台将通过边缘路由器（ERs