《5G+网络空间安全》中国产业发展研究院|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《5G+网络空间安全》

【作　者】中国产业发展研究院

【丛书名】中国通信学会5G+行业应用培训指导用书

【页 数】 137

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2022.01

【ISBN号】978-7-111-69967-5

【价 格】69.00

【分 类】第五代移动通信系统-网络安全

【参考文献】 中国产业发展研究院. 5G+网络空间安全. 北京：机械工业出版社, 2022.01.

图书封面：

图书目录：

《5G+网络空间安全》内容提要：

本书作为“中国通信学会5G+行业应用培训指导用书”之一，针对5G给网络空间安全带来的变化和挑战，结合5G应用展开讨论。全书共6章，分别对5G对国际关系的影响力、5G网络的核心技术、新基建体系下的网络空间安全需求、5G背景下的安全策略、基于5G的网络空间安全保障技术、5G新生态下的新兴安全问题等内容进行了较为系统的讲解。

《5G+网络空间安全》内容试读

第1章什么是5G

回顾移动通信的发展历程，每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义。其中，1G采用频分多址(Frequency Division Multiple

Aceess,FDMA),只能提供模拟语音业务；2G主要采用时分多址(Time Division

Multiple Access,.TDMA),可提供数字语音和低速数据业务；3G以码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)为技术特征，用户峰值速率达到2Mbit/s至数十Mbi/s,可以支持多媒体数据业务；4G以正交频分多址(Orthogonal

Frequency Division Multiple Access,OFDMA)技术为核心，用户峰值速率可达1O0Gbi/s~1Gbi/s,能够支持各种移动宽带数据业务。

移动通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对更高性能移动通信的追求从未停止。为了应对未来爆炸性移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现

的各类新业务和应用场景，5G应运而生。

5G将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态

系统。5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其

境的信息盛宴。5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人

与万物的智能互联。5G将为用户提供光纤的接入速率，“零”时延的使用体

验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接密度和超高移动性等多场景的一致服务、业务及用户可感知的智能优化，同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。

001

5G+网络空间安全

1.15G的前世今生

用户通信需求的提升和通信技术的革新是移动通信系统演进的原动力。1980

年至今，人类移动通信技术经历了从1G到5G的演进，如图1-1所示。通信技

术的发展显著提升了人类社会的信息传递效率。本部分将回顾移动通信技术从

1G向5G演进的过程，主要介绍每一代移动通信技术的进步和不足。

a

1G

2G

3G

4GLTE

5G

模拟语音

数字语音

移动宽带

更快更好

●

20世纪80年代20世纪90年代

20世纪初

20世纪10年代

20世纪20年代

图1-1移动通信技术的演进

1.1G

为了满足“动中通”的业务需求，1G(第一代移动通信技术)实现了“移

动”能力与“通信”能力的结合，树立了移动通信系统从无到有的里程碑，并

拉开了移动通信系统的演进序幕。1G采用模拟调制和频分多址技术，主要为用

户提供模拟语音通信业务。1978年，美国贝尔实验室成功研制了全球第一套蜂窝移动通信系统，经过5年的不断完善，第一套移动通信系统在芝加哥正式投入

商用，同年在全美推广。1G在全美推广后，全球其他各国紧追其后，纷纷建立

了本国的第一代移动通信系统。中国的第一代移动通信系统采用了英国的TACS

(Total Access Communications System)通信制式，并在1987年正式建成后投入商

用。在调制方式上，1G采用了模拟调制技术，这导致系统只支持传输语音信号

而无法支持数字业务，直接限制了1G的大规模使用。此外，1G移动通信系统还

002

第1章

什么是5G

存在其他明显不足，如系统容量有限、传输稳定性差、终端笨重和保密性差（如

串号、盗号等现象)。因此，中国的1G网络于1999年正式关闭，准备迎接2G

数字通信时代的到来。1G通信终端如图1-2所示。

2.2G

2G(第二代移动通信技术)完成了从模拟

体制向数字体制的全面过渡，是人类通信史上

一次极大的飞跃。与1G所采用的模拟调制技术

不同，2G采用数字调制方式，即在信息传递过

程中，原始信号被转化为“0”或“1”的二进

制编码。数字调制方式的引入为2G通信的可靠

性和安全性奠定了坚实的基础，系统容量较1G

得到了大幅度的提升。1992年，2GGSM图1-21G通信终端(“大哥大”)

(Global System for Mobile Communications,全球移动通信系统)通信网络最初在

欧洲商用，世界上第一款支持GSM制式的手机也随之诞生，即诺基亚7110型号

手机，如图1一3所示。然而，由于国际上2G移动通信标准不完全统一，因此用

户只能在同一制式覆盖的范围内漫游（即无法实现全球漫游）。此外，2G的通信

系统因带宽有限，而无法提供如移动多媒体等高速率业务。如今，随着3G、4G

通信网络的广泛应用，中国三大运营商在部分省份已陆续关闭2G业务。

图1-3诺基亚7110型号手机

003

5G+网络空间安全

3.3G

3G(第三代移动通信技术)采用了高带宽和CDMA技术，具有速度快、稳

定性好、安全性强且能耗低等优点。在日益丰富的业务需求驱动下，相比于1G

和2G,3G的重要改变是通过3G智能手机将无线通信与互联网全面结合，从而

构建了可以传输图像和音乐等媒体的全新通信系统。至此，高数据速率和大带宽支持成为移动通信系统演进的重要指标。随着智能手机的出现，人们需要更多、

更快的数据流量。3G虽开启了移动多媒体时代的大门，但仍然无法满足音视频

等高数据量业务的快速传输需求。

4.4G

4G(第四代移动通信技术)具有更高的传输速率以及稳定性，满足了人们

随时随地接入高速互联网的需求，成为移动互联网的基础支撑。4G将无线局域

网(WLAN)与3G技术相结合，通过不断优化和技术创新，使得图片、视频和

文件下载时的速度最高可达到几十Mit/s,为移动互联生活带来更佳的体验。4G

LTE(长期演进技术)是3G的演进，该技术增强了3G的空中接人技术，采用正

交频分复用(OFDM)和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)】

技术提升了无线网络的传输能力。其中，ODM技术可以提高频谱利用效率，提

升系统抗干扰能力以及抗衰落能力；MMO技术可以大大提高信道容量，有效提

升信号传输的速率及稳定性。同时，4GLTE采用了eNodeB构成的单层接入网结

构，有利于减少接入时延，并压缩网络建设与运营的成本。总体来说，4G满足

了人们绝大部分的通信需求，优化了网络在信息化生活中的体验，极大地方便了

人们的学习、生活及工作。然而，4G在实现人与物、物与物之间的互联方面还

存在明显不足，例如4G无法解决海量物联网设备同时接入等问题，这就催生了

5G的到来。

5.5G

在4G获得巨大商业成功的同时，5G(第五代移动通信技术)逐渐渗透到了

垂直行业，把传统的增强型移动宽带(Enhanced Mobile BroadBand,eMBB)场景

004

第1章

什么是5G

延拓至大规模机器类通信(Massive Machine-type Communication,mMTC)场景和超可靠低时延通信(Ultra-reliable and Low---latency Communication,URLLC)场景。基于大规模多入多出(Massive MIMO)、毫米波(Millimeter Wave,mmWave)传输、多连接(Multiple Connectivity,MC)等技术，5G实现了峰值速率、用户体验数据速率、频谱效率、移动性管理、时延、连接密度、网络能效、区域业务容

量等性能的全方位提升。5G的到来可改变信息交互的方式，而移动互联网和物

联网的融合为5G提供了广阔的发展空间。

2G到5G可提供业务的变化如图1-4所示。

1991

1998

2008

2020

品2

3

5

短信

短信互联网接入

短信互联网接入

短信互联网接入

■

视频

超高清智能

视频

家居

图1-42G到5G可提供业务的变化

1.25G有什么新特性

作为目前最先进的移动通信技术，5G的“新”主要体现在新的应用场景以

及新的技术上。本部分将介绍5G的应用场景、无线和网络技术，以及应用场景

与无线和网络技术间的关系。

1.5G新应用场景

5G可应对多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战，不同应用场景面

临的性能挑战有所不同，用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都是不

005

5C+网络空间安全

同场景的挑战性指标。从移动互联网和物联网主要应用场景、业务需求及挑战出

发，可归纳出四个5G主要应用场景，即连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大

连接和超可靠低时延。其中，连续广域覆盖和热点高容量这两个应用场景主要满

足各类用户现在及未来的移动互联网业务需求，它们也是传统的4G的主要应用

场景。而低功耗大连接和高可靠低时延场景主要面向物联网业务，是5G新拓展

的场景，重点解决传统移动通信无法很好支持物联网及垂直行业应用的问题

(1)连续广域覆盖连续广域覆盖是移动通信最基本的覆盖方式。它以保证用户的移动性和业务连续性为目标，为用户提供无缝的、高速的业务体验。该场景的主要挑战在于随时随地（包括小区边缘、高速移动等恶劣环境）为用户提供1O0Mbi/s以上的用户体验速率。

(2)热点高容量热点高容量主要面向局部热点区域，为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。1Gbi/s的用户体验速率、数十Gbit/s峰值速率和数十Tbit/(s·km2)的流量密度需求是该场景面临的主要挑战。

(3)低功耗大连接低功耗大连接主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用领域，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。这类场景的终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力、满足100万/km2连接密度指标要求，而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。

(4)超可靠低时延超可靠低时延主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类特殊应用对时延和可靠性具有极高的指标要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。

5G应用场景下的关键指标见表1-1。

表1-15G应用场景的关键指标

应用场景

关键挑战

连续广域覆盖

100Mbit/s用户体验速率用户体验速率：1Gbi/s

热点高容量

峰值速率：数十Gbi/s流量密度：数十Tbi/(s·km2)

006

···试读结束···