5G是什么？

5G是什么？《星際迷航》里有句經(jīng)典的話：

To boldly go where no man has gone before．

勇踏前人未至之境。

每次想到這句話，都能讓我熱血澎湃，幾乎熱淚盈眶。這句話放在5G身上太恰當(dāng)不過了。

1、勇踏前人未至之境

NGMN是這樣定義的：

5G是一個(gè)端到端的生態(tài)系統(tǒng)，它將打造一個(gè)全移動(dòng)和全連接的社會(huì)。5G主要包括三方面：生態(tài)、客戶和商業(yè)模式。它交付始終如一的服務(wù)體驗(yàn)，通過現(xiàn)有的和新的用例，以及可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，為客戶和合作伙伴創(chuàng)造價(jià)值。

顯然，比起2／3／4G，5G應(yīng)該向它的前輩們嘆息一句“燕雀安知鴻鵠之志哉”。2／3／4G時(shí)代主要局限于接入網(wǎng)和隨之演進(jìn)的核心網(wǎng)，更多聚焦于技術(shù)。5G變了，它的野心是“端到端”的系統(tǒng)構(gòu)架。從技術(shù)上講，5G還將實(shí)現(xiàn)電信也從未有過的軟件和硬件分離，并引入IT數(shù)據(jù)中心所采用的云化和虛擬化的概念。

簡(jiǎn)而言之，2／3／4G是技術(shù)推動(dòng)單調(diào)的服務(wù)和商業(yè)模式，而5G要運(yùn)用各種技術(shù)去滿足和支持持續(xù)變化的生態(tài)和商業(yè)模式。技術(shù)、生態(tài)和商業(yè)模式在天平上的重量發(fā)生了改變…

從未有過。

勇踏前人未至之境。

2、容量＝帶寬＊頻譜效率＊小區(qū)數(shù)量

這是一個(gè)很熟悉的公式．．．

5G的容量是4G的1000倍，峰值速率10Gbps－20Gbps，全靠這個(gè)公式了。要提升容量無非三種辦法：提升頻譜帶寬、提高頻譜效率和增加小區(qū)數(shù)量。

但是，過日子要精打細(xì)算，我們得看一看這三種方式中哪個(gè)更省錢。增加小區(qū)數(shù)量意味著建更多基站，這筆花費(fèi)不小。至于頻譜帶寬，考慮國外很多運(yùn)營商的頻譜資源都是通過拍賣獲得的，也是挺剁手的。

從過日子的角度考慮，運(yùn)營商更喜歡通過提升頻譜效率的方式來提升容量�？紤]什么校驗(yàn)糾錯(cuò)、編碼方式等辦法都接近了香農(nóng)極限，最有效的辦法就是多天線技術(shù)了。

所以，高階MIMO和Massive MIMO這種復(fù)雜的天線系統(tǒng)必然成為5G的首選。

大規(guī)模天線是怎么個(gè)概念？以今年3月份某機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果為例（最新數(shù)據(jù)懶得去查了），基站部署128支天線陣元，連接12個(gè)單天線終端，頻譜效率可達(dá)79．4bit／s／Hz，便于計(jì)算也就是約80Mbps／MHz。如果將這個(gè)大規(guī)模天線系統(tǒng)部署在我們現(xiàn)有的20MHz帶寬的LTE基站上，80Mbps／MHz＊20MHz就等于1．6Gbps，提升了12倍。

當(dāng)然，對(duì)于容量比4G提升1000倍的目標(biāo)來說，這是不夠的。那就需要新增高頻段了，花錢也得上啊。

但是，這引發(fā)一個(gè)問題，高頻段的穿透能力差，覆蓋范圍小。

所以，有人說5G不過是4G的熱點(diǎn)補(bǔ)充，要想實(shí)現(xiàn)100％全覆蓋還得依靠低頻段，但是，這種說法我們并不認(rèn)同。

5G也可以讓高頻段擴(kuò)大覆蓋范圍，這就是C－RAN結(jié)構(gòu)＋Massive MIMO。

在這樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下，控制面和用戶面分離。工作于低頻段且覆蓋范圍大的宏小區(qū)主要負(fù)責(zé)控制面，傳送控制信令；而工作于高頻段的Small Cells只負(fù)責(zé)用戶面，傳送用戶數(shù)據(jù)流量。

這樣的構(gòu)架不但解決了高容量和全覆蓋的問題，同時(shí)，減少了切換，減少了網(wǎng)絡(luò)信令。

C－RAN構(gòu)架就是將RRU拉遠(yuǎn)，BBU資源集中化，并對(duì)其進(jìn)行軟件化、虛擬化和云化，電信中心機(jī)房向IT數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型，并引入移動(dòng)邊緣計(jì)算等，下面會(huì)繼續(xù)講到。

3、1ms時(shí)延

5G網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是毫秒級(jí)的端到端時(shí)延。很多人聽到這個(gè)1ms差點(diǎn)笑得在地上打滾，讓人想起了1961年美國總統(tǒng)肯尼迪說要10年內(nèi)上月球。

LTE網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部時(shí)延是小于20ms，這還不考慮重傳，而要是ping外部服務(wù)器，這個(gè)時(shí)延通常在40－50ms以上。光纖的傳播速度是200公里／ms，5G在應(yīng)對(duì)時(shí)延超敏感用例時(shí)要求接入網(wǎng)時(shí)延不超過0．5ms，這就意味著5G中心機(jī)房（或者叫數(shù)據(jù)中心）與5G小區(qū)（基站）之間的物理距離不能超過50公里。

面對(duì)物理時(shí)延的挑戰(zhàn)，我們不得不考慮在接入網(wǎng)引入移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）、邊緣數(shù)據(jù)中心，也就是將以前核心網(wǎng)和應(yīng)用網(wǎng)的一些功能下沉到接入網(wǎng)。

盡管這種從中心化向分布式系統(tǒng)的演進(jìn)和電信網(wǎng)絡(luò)一直秉承的中心化概念是背道而馳的，但我們別無選擇。

除了降低時(shí)延，這樣的構(gòu)架也附送了我們另一個(gè)好處，將更多的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容攬入電信網(wǎng)絡(luò)的懷抱中。正如我們剛才所講，用4G手機(jī)ping LTE網(wǎng)絡(luò)之外的外部服務(wù)器時(shí)，時(shí)延增加，外部時(shí)延不可控。低時(shí)延也向我們展示了電信網(wǎng)絡(luò)要掌握更多內(nèi)容控制權(quán)的霸氣側(cè)漏的姿勢(shì)。

這種內(nèi)容控制權(quán)也包括了基于MEC在接入網(wǎng)側(cè)的內(nèi)容感知，比如對(duì)GTP－U數(shù)據(jù)流的解析，如此接地氣的參詳內(nèi)容過去從未有過，以前只能在核心網(wǎng)才能完成，這加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)內(nèi)容的理解，真正實(shí)現(xiàn)智能管道。

另外一點(diǎn)可能會(huì)出乎你的意料，低時(shí)延還會(huì)帶來Small Cells的蓬勃生長(zhǎng)。并不只是因?yàn)?G高頻段覆蓋范圍小才不得不考慮Small Cells，其實(shí)時(shí)延也需要Small Cells。

小區(qū)越小，相對(duì)于宏站，意味著小區(qū)無線環(huán)境越簡(jiǎn)單、干凈，這可以降低由于惡劣的無線環(huán)境帶來的重傳問題，在高可靠、低時(shí)延的5G應(yīng)用中同樣重要。

低時(shí)延能給用戶帶來怎樣的體驗(yàn)？

2s時(shí)延足可以讓你上網(wǎng)的心情瞬間沮喪，直想暴跳如雷甩手機(jī)。

100ms時(shí)延你能感覺到上網(wǎng)偶爾有斷續(xù)。

傳奇程序員，第一人稱射擊游戲之父，Oculus Rift的CTO John Carmack曾說，時(shí)延低于20ms人們通常難以覺察。低于20ms對(duì)于VR體驗(yàn)非常重要，所以我們可以預(yù)知，以后很多VR內(nèi)容都關(guān)在我們的接入網(wǎng)中心機(jī)房里。

還有車聯(lián)網(wǎng)的無人駕駛用例，盡管我不相信無人駕駛需要依靠5G低時(shí)延來控制剎車，在這方面科技巨頭們對(duì)分布式系統(tǒng)的構(gòu)想更為徹底，但蜂窩網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋和移動(dòng)性優(yōu)勢(shì)是任何網(wǎng)絡(luò)都無法比擬的，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)這么復(fù)雜，總有很多實(shí)時(shí)的東西不得不依靠5G。

至于需要低時(shí)延的遠(yuǎn)程工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、可觸摸互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用，我只能說，我們得面向未來，畢竟花大力氣制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不容易。

不得不提的是，除了技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的挑戰(zhàn)，低時(shí)延也帶來了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的挑戰(zhàn)。低時(shí)延意味著要建更多的中心機(jī)房（數(shù)據(jù)中心），鋪更多光纖，建更多小基站，還得考慮中心機(jī)房設(shè)備的計(jì)算和處理能力，另外，所謂軟件化／開源并不意味著免費(fèi)，沒有天上掉下來的餡餅，這都是要花錢的。這種投資是和時(shí)延成反比的，時(shí)延越低，投資越大。所以，有人認(rèn)為，5G是有錢運(yùn)營商的游戲。這也是歐洲運(yùn)營商以5G要挾監(jiān)管層放松管制的原因之一，我想這并不是歐洲運(yùn)營商不愿意建5G，只是在高投入的壓力下對(duì)監(jiān)管層的一舉一動(dòng)變得更加敏感。

4、虛擬化／軟件化／云化

我們?yōu)槭裁匆�虛擬化？2012年的時(shí)候，有很多運(yùn)營商提出了這樣的疑問。

想想那些血淚史吧。我們是怎樣被OTT一步步蠶食的？OTT玩家們正是采用了虛擬化的IT構(gòu)架和開源模式，從而以更敏捷、更高效、更靈活的方式搶走了我們手上的蛋糕。

長(zhǎng)久以來，網(wǎng)絡(luò)越來越龐大，越來越復(fù)雜，而那些專用的電信設(shè)備不但擴(kuò)展不靈活，而且習(xí)慣了自掃門前雪，整體效率太低，如同我們的公司體制，這是一個(gè)龐大而臃腫的機(jī)構(gòu)，仿佛背著世界前行。

所以我們要打破傳統(tǒng)，用IT的方式重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

而虛擬化打通了開源平臺(tái)，讓更多的第三方和合作伙伴參與進(jìn)來，從而在已運(yùn)行多年的成熟的電信網(wǎng)絡(luò)上激發(fā)更多的創(chuàng)新和價(jià)值。

這正是NGMN的愿景：生態(tài)、客戶和商業(yè)模式。

如果用四個(gè)詞來概括5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則，它們是：解耦、軟件化、開源化和云化。

解耦：軟硬件解耦，控制面／用戶面分離。

軟件化：NFV、SDN、編排和網(wǎng)絡(luò)切片。

開源：軟硬件開源，前傳、API接口開放。

云化：從CAPEX向OPEX模式轉(zhuǎn)型，虛擬化＆DevOps環(huán)境，動(dòng)態(tài)＆自動(dòng)化運(yùn)維。

5、4G就夠了嗎？

不想再引用那些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)了，讓我們回憶一下兩句經(jīng)典“名言”吧。

IBM的老沃森曾說，世界上只需要5臺(tái)電腦。

比爾蓋茨曾說，640K內(nèi)存都足夠了。

有人說，4G就夠了。

真的就夠了嗎？你有沒有發(fā)現(xiàn)，我們?cè)诹髁啃枨笊弦恢笔遣徽\實(shí)的。嘴上說不要不要，一旦體驗(yàn)到那種快感后，根本舍不得放下。你見過有幾個(gè)用上4G之后，還愿意重返2G／3G時(shí)代？

最近看了一本書《擺渡人》。書中的女主角死于車禍后，擺渡人引導(dǎo)她的靈魂穿過荒原，歷經(jīng)重重劫難，終于到達(dá)彼岸。可是，她愛上了她的擺渡人，而擺渡人是不能和她一同到達(dá)彼岸的，為了找回自己的愛情，女孩義無反顧的回到荒原，在與惡魔多次戰(zhàn)斗后，勇敢無畏的女孩終于再次遇上了她的擺渡人。于是，兩人約定，重回世間。

我特么竟然把這故事和電信業(yè)想到一塊了。

電信業(yè)經(jīng)歷過輝煌，如今跌入低谷，但絕不是跌下去就爬不起來了，這里沒有地獄。我們沒有死，我們需要的不過是重返荒原，尋找自己的擺渡人，重回世間。

5G會(huì)是我們的擺渡人嗎？它會(huì)引導(dǎo)我們重返輝煌嗎？

是的，當(dāng)我們退無可退之時(shí)，5G就是我們的擺渡人，只要我們堅(jiān)定生的信念，只要靈魂不死，我們就能重返世間。

這個(gè)世界沒有死亡，真正的死亡是魂飛魄散。

關(guān)于5G愿景，有些人掉了一地下巴，但我覺得應(yīng)該給予更多尊敬，深深的鞠一個(gè)躬，不是因?yàn)榍胺接星щy萬阻等著我們?nèi)ゴ┰�，勇氣可嘉，而是它承載著電信業(yè)復(fù)興之夢(mèng)。不管是技術(shù)、生態(tài)，還是商業(yè)模式，5G猶如一次脫胎換骨，滿血死后重生的渴望。