日报标题:可能重蹈 3G 的尴尬,也可能带来新世界,你期待 5G 吗? 八里土人,土人 这篇文章最初是回答了一个问题,越加越多,信息越加越乱,这里整理一下,稍稍有条理一点。 5G 是什么 2G 是 GSM 和 CDMA,3G 是 UMTS(WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA),4G 是 LTE(长远演进),5G 是 4G 的下一代,一直没有取名字。 5G 时间规划 2017 年底完成第一个标准版本 2018 年预计第一批试商用版本 2020 年预计标准成熟,全面商用展开 5G 场景总结 - 单用户高速率 - 单位面积下高容量 - 单接入点高吞吐率 注:这三个之间有关系但不完全是一个乘法关系。第一个很好理解,单用户瞬间速率高;第二个是说如果有大量平均速率低,很少接入的终端,那么容量会在每平方英里几十万。大家常说的无联网就是这个场景。这个并不能乘以第一个数。第三个是单站点下所有用户的流量和高。 - 低时延,5ms,10ms - 高可靠性,容灾(例如,支持接力模式,没有能力直接连入基站的用户,可以通过其他用户的转发接力连到网络。场景可能是街角拐弯覆盖问题,地震灾害问题等等) - 高可靠性业务(例如远程医疗) 同样,这些场景间有相互关联,但也不是简单的相乘关系。例如同时满足低时延和高可靠性业务会很难,但特殊情况下也能支持。 3G 和 4G 的历史和经验教训 有人看到 3G 到 4G 没几年,预计 5G 很快。 3G 是个最失败的系统。 99 年立项时,没有智能手机,移动应用很少。于是 3G 系统设计需求时,根本没有敢设计一个纯分组交换的系统。当时主要以 dch 为主,而 dch 设计了各种速率的固定速率业务,信道建立后不论你用不用,都占无线资源,适合打电话看视频。 后来不得不打补丁,各种数据业务增强。数据业务从 5M 上升到 40M(还有更高速率的补丁,但没有用起来)。这些补丁就是“共享信道”,无线资源因需申请。共享信道更适合上网分组业务。 但是 cdma 的原理,决定了无线资源调度粒度比较大,所以在上网业务按需分配的时候,还是效率不高。 3G 商用之初的各种固定业务都没有玩起来,除了日本。日本的视频太发达了。 05,06 年 WIMAX 出来了。OFDM 类(WIMAX,Wi-Fi,4G 都用)技术一下子甩开 CDMA(3G)大块。3Gpp 开始反社会的疯狂阻截,利用 ITU(国际电信联盟)把一个好系统封杀,然后飞快开始 lte,也就是 4G。系统设计纯分组的,舍弃了控制器,设计全扁平化的 ran,体系一下子清爽了。核心网则把应用业务和转发彻底分离,从而 4G 整个网络只负责转发和移动性管理,语音视频短消息等等其他应用全部归入 ims。而承载也彻底废掉了 atm,网络架构看起来非常美:接入网 - 核心网 - 业务网。 如果不是 WIMAX 的搅局,3Gpp 可能补丁还是会继续打下去。当然,时代变化了,IP 占领了大部分网络,业务网全部 IP 化(NGN),都给 4G 提供了很好的基础,而移动应用的发展又给 4G 提供了一个大舞台。于是,4G 非常成功。 后起的 3G 部署,都要求设备能和 4G 兼容或者无缝升级。这是华为当初打市场的一个杀手锏,一个站 2、3、4G 同时上,同一个天线,同一套功放。发展到后来,很多运营商就有了一个论调,只留 2g 和 4G,不要 3G 怎么样。 特征与设计 上 5G,并没有业务诉求驱动,而是运营商和设备商“觉得”,该玩新东西了。于是又开始了类似 3G 时候的故事,假定了很多场景,很多业务,然后开始设计系统。 但是,这次谨慎多了。他不打算废弃 4G,而是把 4G 作为一个组成部分继续用。从无线带宽效率上来讲,4G 的效率已经差不多到顶了,新的接入技术只能在某些方面特殊应用下有提高。所以 5G 部署初步,只是补充 4G,如果业务跟不上,可以缓行。 5G 的核心网有了翻天覆地的变化。因为虚拟化技术的兴起,整个核心网开始设计成灵活性、扩展性、安全性很强大的网络,可以接入第三方业务和网络(第三方业务),可以租用出专用网(分片),网间互联更加简单。虚拟化允许 CDN 大力发展,甚至可以让业务随着用户移动。这样可以提高体验降低时延。 核心网网元功能逻辑化单一化,像乐高积木一样拼装成一个灵活的网络。这个架构想想也很酸爽。 保守势力仍然在阻碍,例如漫游,例如 SIM 卡等等。5G 仍然会有些不得不做的不好看的设计。 什么样的设计好看呢?类似面向对象设计一样,多些通用设计,一棵大树,多些继承,少些专用设计,一个很长的树干,明明和其他树可以合并非要单独设计一个完整的从上到下的东西。 5G 业务写了几十种,NGMN(下一代移动网络,一个运营商为主,设备商参与的需求分析组织)总结了 6 类。其中物联网和低时延是最受关注的。但是,为什么物联网要接入一个广覆盖的网,如何和工业已成规模部署的系统去竞争,都是运营商在头疼的问题。什么 VR 体验之类的,和 3G 时代考虑视频电话一样没谱。 所以 5G 设计成一个完全灵活的,按需组合的系统,期待能作为终极网络形态,后续只是组合扩展。 不仅仅是网络部分是灵活设计的,终端部分也将进行灵活设计。终端的各种制式、能力、业务,都可以被网络定义修改。只要硬件能力够,无线变化不大,上层的网络和业务可以重新下载运行软件改变。区别于当前智能手机只能应用软件化,相当于基带部分和网络信令部分都是可以软件化。终端也可以通过虚拟化技术,进行网络切片,同时作为几个专网的用户分别接入网络。 总结 1. 5G 业务驱动不强,不一定能很快赚到钱。和 3G 时代差不多,没有杀手应用 2. 5G 网络设计目标是终结者,不会再出现 6G。但是谁知道呢,也许和 3G 一样很快开始打补丁,然后用一个 evolution 去干实际上是 revolution 的事。LTE 就是羊头狗肉。 3. 5G 核心网大变大革命,目标是灵活扩展,借了虚拟化的东风,非常有吸引力。 4. 也是虚拟化,运营商爽了,买软件是一套可以全网吃,硬件买通用的商用机,不会再被设备商捆绑销售。设备商惨了,需要找办法去赚回来。 5. 还是虚拟化,基站做成半虚拟化的,无线部分硬件化越来越少,设备商继续不爽。 6. 保守势力会一直存在,阻碍革新 7. 物联网想抢工业网和已有专业网的菜,能不能抢到是未知数。运营商要想抢到,必须找到赚钱降成本的办法。 8. 5G 端到端设计都考虑软件化(业内叫“软件定义”),设计中能软件定义的就软件定义。力争实现一个灵活扩展的网络和终端。 阅读原文