5G發(fā)展?jié)u入佳境 新技術(shù)不可阻擋

文 徐 勇

當(dāng)前，5G發(fā)展?jié)u入佳境。

經(jīng)過概念預(yù)熱、由華為事件引發(fā)的全民技術(shù)普及、牌照發(fā)放等幾個階段后，5G已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈緊鑼密鼓研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備、運營商密集建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)、先行終端廠家接踵發(fā)布5G手機(jī)、通信行業(yè)與垂直行業(yè)加緊開發(fā)應(yīng)用階段。截至2019年7月，我國已建成5G基站3.8萬個。在終端方面，5G消費類終端仍將以智能手機(jī)為主要形式，以國內(nèi)企業(yè)為主的5G終端企業(yè)陸續(xù)發(fā)布了商用終端，目前已至少有13款商用終端入網(wǎng)。今年年底前，我國有望在一批城市中開通5G商用，萬眾期盼的5G時代正向我們走來。

任何一代新技術(shù)剛出現(xiàn)時，總會伴隨質(zhì)疑之聲，即便5G已經(jīng)過業(yè)界的反復(fù)論證，我們依然會聽到一些雜音。針對外界對5G誤傳的一些問題，中國信息通信研究院（以下簡稱信通院）的有關(guān)專家做了一些詳解。

問題1：5G僅僅是比4G技術(shù)指標(biāo)更高一些，沒有新的應(yīng)用場景？

信通院專家認(rèn)為，與4G相比，5G不僅具有更強(qiáng)的性能，而且應(yīng)用場景更豐富，包含增強(qiáng)移動寬帶、低時延高可靠和低功耗大連接三大應(yīng)用場景。為滿足不同應(yīng)用場景的多樣化性能需求，5G采用了與4G不同的設(shè)計理念。其中，5G無線技術(shù)采用了系統(tǒng)靈活設(shè)計，支持多參數(shù)集、靈活幀結(jié)構(gòu)配置和調(diào)度、靈活波形等關(guān)鍵技術(shù)，可在同一硬件平臺滿足多場景需求。5G核心網(wǎng)采用全新服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可針對不同業(yè)務(wù)場景開發(fā)定制化的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計算。

5G作為新一代信息技術(shù)的代表受到萬眾矚目

其中，增強(qiáng)移動寬帶是5G最先商用的場景，即使是該場景下，也不僅僅是數(shù)據(jù)傳輸速率比4G提高10倍，其時延小于4ms，僅為4G時延的約三分之一。由于高速率、低延時性能的提升，一些4G難以實現(xiàn)的移動寬帶應(yīng)用，如4K/8K高清視頻、3D視頻、AR/VR等，5G可以實現(xiàn)。

問題2：5G難以實現(xiàn)低時延、高可靠嗎？

信通院專家認(rèn)為，首先需要澄清的是，國際標(biāo)準(zhǔn)定義的5G時延1ms不是端到端時延，而是無線空中接口的時延。

在5G低時延方面，無線技術(shù)主要采用更寬子載波/更短符號長度、靈活的調(diào)度顆粒度、自包含幀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)盡快反饋、多業(yè)務(wù)共存時的優(yōu)選傳輸方案等；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為了降低端到端業(yè)務(wù)時延，邊緣計算是行之有效的方案之一，將業(yè)務(wù)信息或信息處理下沉到離終端最近的位置，可有效降低端到端時延，邊緣計算已成功應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案中。

在5G高可靠方面，5G設(shè)計了更高等級的控制信道、定義專用等級、更小的控制信息負(fù)載、業(yè)務(wù)信道重復(fù)傳輸、支持?jǐn)?shù)據(jù)分集傳輸?shù)龋詫崿F(xiàn)在低時延下的高可靠。

通過以上技術(shù)方案，5G系統(tǒng)已支持工業(yè)自動化、電力分配等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。以工業(yè)自動化為例，5G支持?jǐn)?shù)據(jù)負(fù)載為32字節(jié)時，空口時延小于1ms，端到端時延小于2ms，可靠性滿足99.9999%。

問題3：5G核心網(wǎng)架構(gòu)及協(xié)議過于復(fù)雜嗎？

信通院專家認(rèn)為，在5G核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，5G網(wǎng)絡(luò)采用服務(wù)化架構(gòu)（SBA），對核心網(wǎng)的邏輯功能進(jìn)行了合理化解構(gòu)并重組（模塊化），雖然看上去功能實體更多，網(wǎng)元間的交互更加復(fù)雜，但事實上，服務(wù)化架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)更易于實現(xiàn)靈活定制、按需裁剪和簡化部署；在服務(wù)化接口協(xié)議方面，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的服務(wù)化接口采用歸一化的協(xié)議棧（HTTP/JSON），符合信息通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，將4G的多種協(xié)議進(jìn)行統(tǒng)一，極大地簡化了協(xié)議復(fù)雜度。

5G核心網(wǎng)架構(gòu)及協(xié)議已經(jīng)基本穩(wěn)定，目前主要5G企業(yè)的核心網(wǎng)產(chǎn)品已研發(fā)完成，并進(jìn)行了互通測試。當(dāng)然，由于新型IT化的協(xié)議結(jié)構(gòu)在定義方面更加靈活，初期不同廠家的理解有所不同，互聯(lián)互通需要一定時間來磨合，但并不會影響5G核心網(wǎng)絡(luò)的商用部署。

問題4：5G設(shè)備造價及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本過高嗎？

信通院專家介紹說，5G可實現(xiàn)10倍以上4G的性能，更強(qiáng)的性能也意味著更高的設(shè)備成本。以典型的5G宏基站為例，采用大規(guī)模天線技術(shù)，設(shè)備通道數(shù)從4G的8通道增加到32/64通道，軟硬件處理復(fù)雜度大幅增加，數(shù)字和射頻器件的數(shù)量和性能規(guī)格也大幅提升，初期，估算總成本為4G設(shè)備的2～3倍。但隨著5G產(chǎn)業(yè)的逐步成熟以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模展開，設(shè)備價格將會降低。同時，我國5G商用初期將主要在中頻段開展網(wǎng)絡(luò)部署，通過大規(guī)模天線等技術(shù)進(jìn)行路損補(bǔ)償后，5G中頻段覆蓋與4G差異不是很大，預(yù)計5G中頻段基站數(shù)量約為4G的1.5倍?？傮w而言，基站規(guī)模的增加及單站成本的提升將提高5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，據(jù)中國移動預(yù)測，為4G建網(wǎng)投資的兩倍左右。當(dāng)前，制造企業(yè)不斷努力增強(qiáng)5G產(chǎn)品性能、降低成本。同時，運營企業(yè)也可以通過網(wǎng)絡(luò)的共建共享來降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，加快5G商用步伐，盡早實現(xiàn)5G規(guī)模商用。

專家介紹，5G可實現(xiàn)10倍以上4G的性能。

此外，我們欣喜地看到5G終端價格下降的速度比預(yù)計要快一些，這意味著更多用戶將很快享受到5G業(yè)務(wù)。

問題5：5G具備實現(xiàn)萬物互聯(lián)的低時延高可靠場景能力嗎？

信通院專家介紹說，有人認(rèn)為5G原來設(shè)計是3種場景，但目前實施的僅僅是增強(qiáng)移動寬帶一種場景，這與5G愿景設(shè)計不符。要知道，5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一個漸進(jìn)的過程，5G技術(shù)能夠保證在統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)下進(jìn)行多種場景的擴(kuò)展。2018年6月，5G第一個版本標(biāo)準(zhǔn)完成了增強(qiáng)移動寬帶場景，2020年3月，5G第二版本標(biāo)準(zhǔn)將完成低時延高可靠場景。5G產(chǎn)品將在5G標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后的1～2年內(nèi)提供。5G技術(shù)將會在其10年的生命周期內(nèi)，不斷增強(qiáng)性能、擴(kuò)展應(yīng)用場景。

總結(jié)

對待新生事物，不要急著潑冷水。當(dāng)初，人類用了幾千年時間，才從農(nóng)耕文明進(jìn)化到工業(yè)文明，而當(dāng)工業(yè)文明最主要的標(biāo)志之一“汽車”剛剛出現(xiàn)時，那些坐馬車的人也視汽車為洪水猛獸，用非理性的語言妖魔化這個新生事物。當(dāng)然，早期的汽車性能也不太可靠，故障頻繁、走走停停，每當(dāng)汽車拋錨時，開車的人就會成為被嘲笑的對象。早期的汽車也并不像現(xiàn)在這樣舒適美觀，開車的人渾身上下都是油泥，和燒鍋爐的沒什么兩樣，這同貴族馬車裝飾富麗堂皇、馭手制服整潔形成鮮明對比。汽車與馬車的“戰(zhàn)爭”持續(xù)了數(shù)十年，最終，這個新生事物以其強(qiáng)大的生命力，戰(zhàn)勝了落后的馬車，成為人類的主要交通工具。

如今，5G作為新一代信息技術(shù)的代表，在享受萬眾矚目的同時，也正經(jīng)受著它的前輩一樣的待遇，初期的各種討論非常正常，各種討論有利于我們把新生事物的方方面面探討得更清楚，而不是成為阻擋我們前進(jìn)的障礙。只要把目光放長遠(yuǎn)，讓“子彈再飛一會兒”，新技術(shù)終將以不可阻擋之勢進(jìn)入我們的生活，改善我們的社會。