通俗易懂讀5G——5G你讀高三了

　　如果說巴塞羅那有兩張城市名片，那么一張是足球，那另一張肯定是MWC(世界移動大會)。從2月底開始，在巴塞羅那長達(dá)11公里的對角線大道上，每隔30-50米就會出現(xiàn)一組世界移動通信大會MWC 2017的宣傳廣告，一年一度的通信盛會已在這里深入人心。

　　在經(jīng)過了漫長的前戲之后，5G在MWC 2017上加快了自己的步點，幾乎所有通信業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者均認(rèn)為2018年試商用、2019-2020年大規(guī)模商用的時間表天經(jīng)地義，與此同時，全球5G標(biāo)準(zhǔn)的制定也進(jìn)入沖刺階段，應(yīng)用場景日漸成熟。

　　“知道我前幾年為什么都沒有來參加MWC嗎?因為當(dāng)時的5G產(chǎn)業(yè)鏈還不夠成熟，從去年開始我來了，因為這里有數(shù)十億美元的大生意?！避涖y董事長孫正義略帶調(diào)侃地揭示了5G商用前夜的最后瘋狂。

　　對于5G來說，就像一個久經(jīng)考驗已經(jīng)讀到高三的孩子，知識和技術(shù)儲備已經(jīng)成熟，時機(jī)就在眼前，只等國際標(biāo)準(zhǔn)出臺的最后臨門一腳。

　　Part1

　　揭開1.0版5G的面紗

　　什么是5G?這個問題已經(jīng)連續(xù)問了很多年，有趣的是，每年的答案其實都不盡相同。2017年，業(yè)界對近于眼前的5G有著更加深刻和豐富的認(rèn)識，要滿足連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接、低時延高可靠等應(yīng)用場景。

　　在MWC 2017現(xiàn)場，多位通信業(yè)專家向記者表示，“千兆網(wǎng)絡(luò)+低時延”可能是第一階段5G部署的基礎(chǔ)，帶有這些特征和達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)將成為首批真正的5G網(wǎng)絡(luò)，這也成為芯片商、設(shè)備商、運營商們共同追逐的目標(biāo)。如果說5G擁有一個1 。0版本，那么大概就是這個樣子。

　　千兆，只是5G的敲門磚

　　新一代網(wǎng)絡(luò)的部署不會一蹴而就，5G同樣是這樣。對普通消費者來說，身邊的5G網(wǎng)絡(luò)暫時還不會像3G、4G那樣實現(xiàn)隨處可見，并實現(xiàn)連續(xù)廣域覆蓋，“4G覆蓋+5G熱點”的覆蓋模式預(yù)計將成為主流，而在那些人口密集、流量消費需求旺盛的地域?qū)⒙氏炔渴?G網(wǎng)絡(luò)。

　　需要提醒普通消費者的是，支持千兆速率的下載能力還算不上值得歡呼的5G網(wǎng)絡(luò)，事實上，在目前的4G、4.5G網(wǎng)絡(luò)上，消費者利用現(xiàn)有的部分手機(jī)終端(搭載驍龍835芯片的商用產(chǎn)品)，運營商利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能實現(xiàn)千兆下載。在未來5G的長期發(fā)展過程中，2Gbps、3Gbps甚至高達(dá)數(shù)十Gbps的下載速度都將成為可能，芯片和設(shè)備廠商表示，只要應(yīng)用場景成熟、需求客觀存在，從目前技術(shù)的演進(jìn)眼光來看，超高速的下載是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。

　　所以，千兆網(wǎng)絡(luò)還只是5G的敲門磚。先別急著歡呼，好戲還在后頭。

　　所見即所得，關(guān)鍵得靠“低時延”

　　2017年初，全球首個千兆LTE網(wǎng)絡(luò)正式在澳洲推出，澳大利亞網(wǎng)絡(luò)運營商Telstra聯(lián)合高通、愛立信、美國網(wǎng)件Netgear等合作伙伴第一次讓千兆無線網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)普通消費者的身邊。心急的人們不禁會問：那么這樣的網(wǎng)絡(luò)算是5G嗎?

　　答案是：不算。5G網(wǎng)絡(luò)的另一個重要特征是“低時延”，業(yè)界普遍流行的觀點是針對無人駕駛等關(guān)鍵性應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)的最低時延必須達(dá)到10-20毫秒以下的水平。為什么要“低時延”，以無人駕駛為例，這被認(rèn)為是5G時代最重要的應(yīng)用，如果時延過長、網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)過慢、系統(tǒng)不能及時傳達(dá)指令，帶來的后果是高速行駛的汽車可能會車毀人亡。

　　在MWC 2017愛立信展臺區(qū)，體驗者可以在現(xiàn)場駕駛數(shù)公里之外試驗場地內(nèi)的無人汽車，無人汽車通過攝像頭和無線網(wǎng)絡(luò)將高清視頻實時回傳至駕駛者眼前，駕駛者憑借視頻圖像呈現(xiàn)的信息來完成駕駛。據(jù)愛立信方面介紹，愛立信能實現(xiàn)的高清圖像實時回傳應(yīng)用的最低時延是50毫秒，這在業(yè)界已達(dá)到極致水平。

　　全球范圍來看，尚未出現(xiàn)已規(guī)模部署的能實現(xiàn)50毫秒以下時延的運營商網(wǎng)絡(luò)，低時延將是未來很長一段時間，全球電信運營商們面臨的挑戰(zhàn)。

　　從連接人到連接一切

　　除了“千兆+低時延”，低功耗大連接也是5G的重要特征，這就是大家常說的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，物聯(lián)網(wǎng)將在未來10-20年中創(chuàng)造出數(shù)百億個新增連接，讓一切設(shè)備互聯(lián)將重塑生產(chǎn)和生活中的方方面面，并創(chuàng)造出萬億美元級龐大無邊際市場。

　　擺在通信業(yè)界面前的挑戰(zhàn)是什么?華為輪值CEO徐直軍說：“有時候我們(通信業(yè)界)是在自娛自樂”，只有更多合作伙伴的加入，共同合作，才能助力物聯(lián)網(wǎng)和5G在更多垂直行業(yè)的落地，生根發(fā)芽。

　　“物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可以看成是，通信業(yè)界希望在智能移動終端領(lǐng)域獲得的巨大成功分享和傳遞給其它的三百六十行，讓全行業(yè)都能共享通信技術(shù)極致發(fā)展帶來的新局面?！备咄üこ碳夹g(shù)副總裁范明熙說。

　　“無疑，未來將是一個萬物互聯(lián)的世界，這是未來5G通信技術(shù)展示給人類最美妙藍(lán)圖之一。”孫正義說。

　　Part2

　　5G標(biāo)準(zhǔn)出臺：進(jìn)入最后沖刺階段

　　標(biāo)準(zhǔn)之爭，一直是5G產(chǎn)業(yè)鏈最敏感的話題，在未來兩年時間內(nèi)，全球5G標(biāo)準(zhǔn)制定將進(jìn)入最為關(guān)鍵的一錘定音階段。一旦5G標(biāo)準(zhǔn)落地，那么電信運營商將能夠充滿底氣地向消費者宣稱自己的網(wǎng)絡(luò)是名副其實的5G!

　　在MWC 2017上，多家移動通信巨頭宣布將共同支持加速5G新空口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以推動于2019年盡早實現(xiàn)5G新空口的大規(guī)模試驗和部署。3月6日至9日，國際權(quán)威通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP全體會議將在克羅地亞的杜布羅夫尼克市舉行，AT&T、NTT DOCOMO、SK電訊、愛立信、高通、沃達(dá)豐、英特爾以及中國廠商華為、中興、vivo等均將在會上支持面向5G新空口規(guī)范第一階段的提案計劃。這標(biāo)志著5G核心標(biāo)準(zhǔn)的制定和出臺進(jìn)入最后的沖刺階段，翹首以盼多年的消費者即將等到被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)可的真正的5G網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)和體驗。

　　可以明確的是，在主要的大方向上，全球通信業(yè)參與者都已經(jīng)達(dá)成了共識，5G標(biāo)準(zhǔn)并不需要完全的重建，而是一個逐步演進(jìn)和優(yōu)化的過程，目前整個5G的技術(shù)框架已經(jīng)逐漸清晰。目前仍在博弈的是一些關(guān)系到運行優(yōu)化參數(shù)等細(xì)節(jié)方面，但往往有時候，細(xì)節(jié)很重要，細(xì)節(jié)可以決定成敗。

　　標(biāo)準(zhǔn)之網(wǎng)速：邊緣速率大幅提升

　　近日，國際電聯(lián)ITU已經(jīng)提出了有關(guān)5G網(wǎng)速的報告草案，雖然最終敲定還需等到今年11月，但其中對網(wǎng)速的描述值得關(guān)注。

　　ITU公布了最新的有關(guān)IMT-2020無線接口性能的最低標(biāo)準(zhǔn)要求，每一個5G基站至少能提供20Gbps的下行和10Gbps上行的帶寬傳輸性能。若是將該數(shù)字轉(zhuǎn)移到個人用戶的頭上，規(guī)范要求下行速度至少達(dá)到100Mbps，同時上行速度至少也要達(dá)到50Mbps。有人會說，這個網(wǎng)速看上去遠(yuǎn)不如想象中那樣美好，但實際上，以上只是最低標(biāo)準(zhǔn)，而為了實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，電信運營商會部署能力更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，對絕大多數(shù)通信用戶來說，下行速度絕不會僅僅停留在100Mbps上。

　　“例如在5G部署初期，一些住在小區(qū)邊緣，覆蓋相對不佳區(qū)域的用戶日常真實下載體驗可能只有幾十兆，但隨著整個網(wǎng)絡(luò)能力的提升，即便網(wǎng)絡(luò)覆蓋邊緣地區(qū)的速率也會相應(yīng)地水漲船高，達(dá)到數(shù)百兆甚至更高水平?！币晃煌ㄐ艠I(yè)專家解釋，5G網(wǎng)速的提升同樣會有一個過程，隨時隨地地千兆下載體驗還很難在短期實現(xiàn)。

　　標(biāo)準(zhǔn)之低時延：性命攸關(guān)的事

　　5G網(wǎng)絡(luò)還將解決4G網(wǎng)絡(luò)的一大問題：時延。ITU的草案中規(guī)定，連接到5G網(wǎng)絡(luò)的最大延遲不能超過4毫秒，甚至保持1毫秒的超低延遲通信。

　　超低時延的好處是，不僅在移動網(wǎng)絡(luò)下看視頻、玩游戲都能感受到更加淋漓暢快的體驗，同時在一些性命攸關(guān)的關(guān)鍵性應(yīng)用上，低時延遲的重要性更佳突出。例如在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)下，時速100公里的汽車從發(fā)現(xiàn)障礙物到制動停車至少需要1 。4 米的極限距離，但如果網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)速度能更快一些，那么制動距離將變得更短。數(shù)據(jù)顯示，假設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)10毫米時延，那么制動安全距離將提升至14厘米，安全性得以大大提升。

　　用最通俗的方式解讀，目前5G網(wǎng)絡(luò)想實現(xiàn)超低時延，業(yè)界的主流實現(xiàn)方式是，一方面大幅降低空口傳輸時延，另一方面要盡可能減少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，因為數(shù)據(jù)包每少經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都會省下一定的時間。

　　標(biāo)注之物聯(lián)網(wǎng)：爭議最少

　　相比其他5G要求，有關(guān)Cat-M和NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)凍結(jié)，預(yù)計其最終成為5G標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

　　物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一大特點是對頻譜效率、密度和能耗將做出更高要求。例如，在ITU上述草案中，規(guī)定單個5G網(wǎng)絡(luò)在每平方公里區(qū)域范圍內(nèi)，至少能承載100萬臺設(shè)備。這一數(shù)字并不夸張，未來5G設(shè)備將不只有智能手機(jī)，汽車、交通紅綠燈、廣告牌等等都將融入5G的大家庭。

　　在未來的5G技術(shù)框架中，每個數(shù)據(jù)子幀將變得很小，這讓5G運營商有能力在相同容量下控制更多的終端設(shè)備。例如，假設(shè)一個小區(qū)接入了10萬個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，那么目前的2G、3G、4G技術(shù)都無法滿足如此海量的終端接入，而NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入能力。

　　除了大連接，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用同時要求低功耗，這樣才具備規(guī)模商用的可能?，F(xiàn)在業(yè)界宣稱NB-IoT設(shè)備的能耗可以做到非常小，甚至保持10年以上的壽命。但據(jù)一位通信設(shè)備廠商人士透露，“理論上是可以達(dá)到10年，但目前還無法驗證，該技術(shù)的誕生都遠(yuǎn)沒有十年，到底能在復(fù)雜的現(xiàn)實環(huán)境下實現(xiàn)多長的電池壽命時間，還需要實際使用案例的檢驗?！?/p>

　　Part3

　　5G應(yīng)用場景：來點真格的!

　　在MWC 2017上，5G應(yīng)用場景得到升華。如果哪個廠商還在說：幾秒鐘就能下載一部高清電影的“老故事”，那可真是老掉牙了。越來越真實的應(yīng)用場景，越來越接近實際商用的案例，成為世界移動大會參展商們向所有人交出的成績單。再過1-2年，5G就要規(guī)模商用，現(xiàn)在再玩虛的可不行!而對產(chǎn)業(yè)界和每一個普通消費者而言，他們將對5G提供商們展示的愿景做出關(guān)鍵的場景選擇，也就是說：愿不愿意為這樣的5G埋單，又或是將來我真的會這樣玩轉(zhuǎn)5G嗎?

　　替代固網(wǎng)在農(nóng)村地區(qū)提供高速網(wǎng)絡(luò)

　　5G就像一個萬能網(wǎng)絡(luò)，每個不同運營商都可以向其索要完全不同的心愿。而美國運營商Verizon和AT&T的心愿單上則寫著：希望高速5G網(wǎng)絡(luò)可以解決有線寬帶覆蓋的難題。

　　近日，Verizon和AT&T接連宣布正式部署和試商用5G網(wǎng)絡(luò)，覆蓋的美國城市包括亞特蘭大、達(dá)拉斯、丹佛、休斯敦、奧斯汀等。過去一直困擾美國這個互聯(lián)網(wǎng)大國的是，美國的平均上網(wǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日韓等人口密度高的亞洲國家，而這兩家運營商認(rèn)為5G網(wǎng)絡(luò)恰恰可以幫助他們在地廣人稀的美國“大農(nóng)村”實現(xiàn)高效的無線寬帶覆蓋。

　　千兆LTE的重要意義在于，證明了無線網(wǎng)絡(luò)有能力取代固網(wǎng)寬帶實現(xiàn)高速下載和上傳。而剩下的則是運營商等如何設(shè)計商業(yè)模型并為其定價，從Verizon和AT&T的實踐來看，他們已經(jīng)邁出了關(guān)鍵性的一步。

　　不過通信業(yè)界一直有個觀點：“有線通信是無線的，無線通信是有限的”。有通信專家表示，無線寬帶完全取代有線寬帶的觀點目前來看不現(xiàn)實。但即便對于有線寬帶運營商來說，如國內(nèi)的中國電信和中國聯(lián)通等，也可以利用5G技術(shù)在家庭寬帶上玩出很多花樣。例如，在光纖覆蓋普遍完成后，在用戶家中利用5G毫米波技術(shù)可以營造出令人贊嘆的超高速無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓消費者家中的數(shù)字設(shè)備完全徹底擺脫線纜的束縛。

　　網(wǎng)絡(luò)卡?這可不行!

　　無論在PC上網(wǎng)還是手機(jī)上網(wǎng)過程中，用戶口中都常常會出現(xiàn)一個詞“卡”。而在5G時代，這可不行。

　　假設(shè)一個有趣的狀態(tài)，一個5G基站覆蓋的區(qū)域下，有幾個用戶正在在線觀看高清視頻，還有幾個用戶正在玩網(wǎng)絡(luò)游戲，更有幾輛無人駕駛車正在道路上行駛，所有這些看似風(fēng)格迥異的需求都得由一個基站完成。如果觀看高清視頻占據(jù)了大量的帶寬，那么剩下來的網(wǎng)絡(luò)資源還能保證對無人駕駛低時延的操控嗎?萬一“卡”了怎么辦?

　　在MWC愛立信展臺，恰恰就還原了類似的場景。同一個基站下，4路高清視頻正在實時播放，同時一個機(jī)械臂正與無人小車配合完成裝卸貨，這對網(wǎng)絡(luò)時延和精確性都有很高要求。

　　愛立信技術(shù)人員介紹，由于網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)的應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)下完全可以實現(xiàn)不同的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)需求共存，一邊是消費型的娛樂應(yīng)用，一邊是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)，可以相安無事地融合在一起，一個基站就能搞定。

　　可見，5G網(wǎng)絡(luò)的部署效率將大幅提高。據(jù)愛立信介紹，目前5G基站的大規(guī)模天線部署能力已經(jīng)高達(dá)512根天線，是4G時代的10倍以上。而且，這種技術(shù)已經(jīng)成熟，如有需要，隨時可以投入商用，從而為5G網(wǎng)絡(luò)的可靠性帶來質(zhì)的飛躍。

　　VR，被寄予厚望的殺手應(yīng)用

　　幾乎所有5G業(yè)者都不曾懷疑，VR和AR技術(shù)將在5G時代大放異彩。盡管當(dāng)下全球VR眼鏡出貨量并不十分樂觀，VR產(chǎn)業(yè)鏈的激情似乎也比前些年有所懈怠，但5G依然認(rèn)準(zhǔn)了VR：沒錯，你就是我的殺手應(yīng)用。

　　在MWC展會現(xiàn)場，幾乎每家廠商都會展示虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)，VR眼鏡幾乎成了每個展臺的標(biāo)配，而三星的“VR過山車”展區(qū)更是傳來粉絲的聲聲尖叫?！白畎舻腣R眼鏡還沒有問世呢!”高通產(chǎn)品管理高級總監(jiān)Hugo Swart似乎對VR目前的現(xiàn)狀并不擔(dān)心，他堅信隨著5G帶來的極致體驗，移動VR應(yīng)用終將大放異彩。

　　“我們需要的是超越當(dāng)前的藝術(shù)形態(tài)，想象一下，你坐在辦公室，墻上有一塊4K分辨率的監(jiān)視器或顯示器，即使是50、60、70英寸，也只是你的視野的一部分。如果你想要看到整個視野，4K是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，你可能還需要8K，甚至更多。而當(dāng)你在全視野下左右移動時，你又需要時延極低，VR設(shè)備必須能夠追蹤你的目光。”高通首席技術(shù)官Matt Grob認(rèn)為，VR用戶體驗的極致就是千兆級的速率、非常低的時延以及更輕薄、功耗更低的穿戴設(shè)備，這一切和我們今天所做的事情相比，需要幾倍的計算、處理和傳輸能力，而這恰恰需要5G。

　　所以，雖然VR這個“殺手有點冷”，但仍被整個5G產(chǎn)業(yè)鏈寄予厚望。