是啊!“5G來了”可是如今IT界叫得最響的口號、最受青睞的詞匯。不信的話,請你用這4個字在谷歌、百度上搜索一下。哎呀呀!準(zhǔn)把你嚇一跳,幾乎是眾口一詞!每一個標(biāo)題,每一幅圖案,都是一開頭就用上了這個詞!
5G者,第5代移動通信技術(shù)的簡稱。2018年9月11日上午11時,北美的手機(jī)運(yùn)營巨頭威瑞森公司宣布:從 2018年 10月 1日起,在美國 4個城市(休斯敦、印第安納波利斯、洛杉磯和加利福尼亞州薩克拉門托)優(yōu)先推出5G商用,名為Verizon 5G Home(威瑞森5G家庭寬帶服務(wù)),位于這 4個城市精選街區(qū)的客戶可以訂購這項(xiàng)服務(wù)。公司承諾:前三個月免費(fèi),并且免費(fèi)安裝路由器和升級。而后,原威瑞森無線(Verizon Wireless)的客戶月費(fèi)為50美元,而新客戶則為70美元/月。
威瑞森首席技術(shù)官凱爾·瑪拉迪在一份聲明中說:“我們提供革命性的 5G體驗(yàn),它將改變?nèi)藗兊纳?、工作和娛樂方式?!奔彝拵俣葟拿棵?300Mb(兆比特)到每秒1000Mb。這是什么概念呢?每秒300Mb意味著用26秒可下載1GB(吉字節(jié))的文件,而每秒1000Mb意味著用8秒即可下載1GB的文件。再形象一點(diǎn)說,幾秒鐘可下載一部高清電影。
其實(shí),美國的另一電信巨頭AT&T并不比威瑞森消極。早在2018年 7月 20日,它就宣布了將于2018年年底前在美國的亞特蘭大、夏特洛、達(dá)拉斯、印第安納波利斯、俄克拉荷馬市、羅利和韋科這 7個城市開始5G商業(yè)運(yùn)營。9月10日,它又增加了新奧爾良、休斯敦、圣安東尼奧、杰克遜維爾和路易斯維爾5個城市。還說 2019年年初更會增加拉斯維加斯、洛杉磯、納什維爾、奧蘭多、圣迭戈、舊金山和圣何塞。
可是,說得多做得慢,就讓人家威瑞森拔了頭籌,成為美國第一個投入5G商業(yè)運(yùn)營的公司。
據(jù)媒體報道,中國也在緊鑼密鼓地布局5G商用試點(diǎn)。迄今,三大運(yùn)營商已基本確定了全國18個城市將成為第一批5G試點(diǎn)城市。它們分別是:
中國移動首批試點(diǎn)城市為5個,分別為杭州、上海、廣州、蘇州、武漢;
中國電信則為 6個,包含雄安、深圳、上海、蘇州、成都、蘭州;
中國聯(lián)通的試點(diǎn)城市占比最大,多達(dá) 16個,分別為北京、雄安、沈陽、天津、青島、南京、上海、杭州、福州、深圳、鄭州、成都、重慶、武漢、貴陽、廣州。
為什么大家都這么積極呢?因?yàn)?G是一門熱門技術(shù),商機(jī)很大。據(jù)著名市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS Market的估計(jì),至2022年全球5G用戶將達(dá)5.5億。其中,僅中國市場2020年所需的設(shè)備即可帶動4500億人民幣產(chǎn)值。業(yè)界這樣形容:如果說4G以前的技術(shù)是解決了人與人的聯(lián)系、改變了人們的生活的話,5G則是解決萬物互聯(lián)、改變了人類社會。這樣好的東西,為什么到現(xiàn)在才開始試點(diǎn)呢?因?yàn)闊o法可依、沒有標(biāo)準(zhǔn)!而如今,標(biāo)準(zhǔn)來了!
2018年6月 13日,負(fù)責(zé)制定通信技術(shù)規(guī)范的組織3GPP在美國加利福尼亞州的圣迭戈召開了第80次 TSG RAN會議,正式發(fā)表了5G NR SA(Standalone,獨(dú)立組網(wǎng))方案,表示首個針對商用的5G標(biāo)準(zhǔn)出爐。關(guān)于這次的發(fā)布會新聞,現(xiàn)在來把其中一些英文符號解釋一下,以幫助理解。3GPP的技術(shù)規(guī)范組(TSG)有三個,分別是:
無線接入網(wǎng)絡(luò)(Radio Access Network)技術(shù)規(guī)范組,縮寫為 TSG RAN,主席為巴拉斯·伯尼;
服務(wù)與系統(tǒng)方面(Service &Systems Aspects)技術(shù)規(guī)范組,縮寫為 TSG SA,主席為埃里克·古特曼;
核心網(wǎng)和終端(Core Network & Terminals)技 術(shù)規(guī)范組,縮寫為 TSG CT,主席為格奧爾·邁耶。
5G NR中的NR是英文New Radio(新無線電)的縮寫。所以這次在圣迭戈開的是無線接入網(wǎng)技術(shù)規(guī)范組的第80次會議,由主席巴拉斯·伯尼主持并宣布了5G新無線電獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。5G之所以那么誘人,主要是因?yàn)樗腥髢?yōu)勢(業(yè)界又稱為場景),即:
大寬帶——正式術(shù)語為增強(qiáng)型移動寬帶,英文縮寫為 eMBB;
低時延——正式術(shù)語為超可靠低時延,英文縮寫為uRLLC;
大連接——正式術(shù)語為海量機(jī)器類通信,英文縮寫為 mMTC。
R15版本的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上包括兩個標(biāo)準(zhǔn):非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)和獨(dú)立組網(wǎng)(SA)。前者已于 2017年12月完成,后者就是這次宣布的(注意:不要把這里的SA與技術(shù)規(guī)范組的SA搞混了)。R15是5G的第一版成型的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn),開創(chuàng)了5G商用的歷史,因而受到歡呼和熱捧。但這也僅僅是開始,它只支持上面三個場景中的前兩個:eMBB和uRLLC,而后一場景 mMTC尚有待研究。
5G的大寬帶,也就是高速率的達(dá)成主要是由于它工作在毫米波段這個物質(zhì)基礎(chǔ)。右圖就表明了它與前代相比在頻譜和速率上的優(yōu)勢,一目了然。
大家有體會,想當(dāng)初,1G手機(jī)只能打電話,2G可以發(fā)短信,盡管3G能夠上網(wǎng)了,但看視頻就不那么行,如今你用4G就可以方便地發(fā)微信、看視頻、手機(jī)支付、安排旅行……儼然已成為一個全能的智能助理,這一切都是拜速率越來越快所賜。而5G的傳輸速率更快,形象地說,可以秒傳一部4K甚至8K的高清電影。
再比如:虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)燒友,如今戴著VR眼鏡或頭盔,看上一會兒就會感到頭暈?zāi)垦?,根源就是速率慢。按理,VR傳輸?shù)乃俾室_(dá)到150兆以上,看起來才舒服。目前,4G網(wǎng)絡(luò)做不到,5G卻不在話下!
可千萬不要認(rèn)為5G的能耐就僅僅是提高了網(wǎng)速、下載個高清電影而己。這可是大大的誤解!5G是一場革命!各國都把它放在國家戰(zhàn)略的高度來對待,因?yàn)樗鼘⑷娓淖兾覀兊纳鐣?!高速下載只不過是它的eMBB場景的優(yōu)點(diǎn)之一。更不要說其他兩個場景,那更是熱鬧非凡。
就說“低時延”吧!這三個字寫起來輕松,想起來卻十分沉重。舉個例子,比如熱門的無人駕駛的自駕車,你有沒有想過,為什么自駕車吵吵嚷嚷了十幾年,許多世界名企還在不停地試驗(yàn),各國政府也還下不了決心推廣?就是因?yàn)槟芨咚?、可靠、低時延的傳遞信息的車聯(lián)網(wǎng)沒有建成!試想一下,當(dāng)兩車即將相碰發(fā)生交通事故、千鈞一發(fā)之時,如果相互信息能高速傳遞,自動駕駛可以高速糾正,車禍就可避免??墒?G的時延只能做到幾十毫秒。這是什么概念?舉例來說,如果車速是每小時60千米,每分鐘就是1千米,幾十毫秒就是幾十米。這樣的時延很難避免兩車相碰的災(zāi)難發(fā)生。而5G可以做到 1毫秒時延,這就為避險爭取了時間。
另外,例如醫(yī)生和患者異地的遠(yuǎn)程醫(yī)療,低時延就可達(dá)到“面對面”的效果。
而大連接也不難想象。在智能家居和智慧城市中,當(dāng)每一件物品都需要上網(wǎng)之時,只有5G的低能耗大連接才能承擔(dān)如此繁重的任務(wù)!5G與4G的最大差別正是它能全面滿足人與人、人與物、物與物的互聯(lián)。
那么,5G最熱門的產(chǎn)品是什么?當(dāng)然是從業(yè)界到普通大眾都關(guān)心的手機(jī)。說到這里要大聲提醒一句:準(zhǔn)備換手機(jī)吧!過去的手機(jī)一律作廢!為什么?因?yàn)轭l率換了!在無線電技術(shù)領(lǐng)域,有一個鐵律:頻率決定一切,一切跟著頻率轉(zhuǎn)!若是在相同的大頻段中換,事情還會少一點(diǎn),但如果連大頻段都換了,那可是一切都得變!4G以前都工作在分米波以下,而5G則是工作在厘米波甚至毫米波。正是因?yàn)轭l段提高了,5G才會輕輕松松地產(chǎn)生上述那么多優(yōu)點(diǎn)。然而,“天下沒有白吃的午餐”,也正是因?yàn)轭l段提高了,5G 手機(jī)才會姍姍來遲,因?yàn)轭l段一變,芯片、天線、基站以及相應(yīng)的一切都要隨之而變。而它們的研制可是困難重重!
就以芯片來說吧,雄居霸主的高通和英特爾,也都“使出了吃奶的勁”。所以,迷戀 iPhone的果粉們才帶著對 iPhoneX、繼而 iPhoneXS的遺憾,期盼著來年新的 5G iPhone會出現(xiàn)。然而,據(jù)傳卻要等到 2020年,那時的 iPhone可能會用上英特爾的5G芯片。
再說天線,頻率變高,也就是波長變短。同時,電波的衰減變大,建筑物對它的阻擋也變強(qiáng)。所以,天線要變小,要陣列化。業(yè)界共識是5G最好用小型多元的相控陣陣列天線。這又是個難題,大家都在努力。舉例來說,年初曾有報道:上海大學(xué)的上海先進(jìn)通信與數(shù)據(jù)科學(xué)研究院研發(fā)出了一款可工作于28GHz頻段的毫米波5G手機(jī)相控陣天線。電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)認(rèn)為其最大特色在于具備可被集成到全金屬外殼5G智能手機(jī)的能力,并能降低制造成本。5G相應(yīng)的基站覆蓋面積變小,基站小型化,布局又要更密集,甚至已有終端基站化的方案(即5G手機(jī)可能也會具備基站功能)。請大家想象一下將來那種人人手機(jī)變基站的動人場面吧!
你也想,他也盼,企業(yè)忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)。既然大家都著急,為何還要兩三年?理由有四:
其一,標(biāo)準(zhǔn)待齊全。上文已談到按計(jì)劃要到2019年12月5G的全部標(biāo)準(zhǔn)才能定完,到2020年國際電聯(lián)才能正式批準(zhǔn)頒布執(zhí)行。
其二,網(wǎng)絡(luò)待修建。5G要用頻率更高的新頻段,就必須增基站、建新網(wǎng),這可是個花錢費(fèi)力又費(fèi)時的大工程。
其三,產(chǎn)品待研制。新頻段、新標(biāo)準(zhǔn)就意味著要新元器部件、新產(chǎn)品,芯片、天線、基站、終端的試制、試用、定型、批產(chǎn)都需要投錢、花時間。
其四,市場待成熟。新事物,業(yè)界猛宣傳,媒體炒得歡,但是一旦要掏腰包,人們就得掂量一下了。用戶有個適應(yīng)期,市場有個培育過程。
總之,在如今這種鋪天蓋地的5G輿論氛圍中,人們很容易會產(chǎn)生一個錯覺:5G會一蹴而就,而忽略了“好事多磨”的成語。事實(shí)上,2018年有“5G 元年”之稱,從年初在巴塞羅那召開的移動通信大會上就熱鬧了一番,到6月R15標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之后又掀起一個高潮。但是參加制定標(biāo)準(zhǔn)最積極的中、美、日、韓及歐洲各國,仍然把正式發(fā)展的目標(biāo)定在2020年之后。2019年只是預(yù)商用期,一邊研制配套產(chǎn)品和建網(wǎng),一邊逐步擴(kuò)大試驗(yàn)范圍。而5G的真正黃金期預(yù)計(jì)是在2020—2035年之間。根據(jù)美國高通公司預(yù)測:到2035年,5G將在全球創(chuàng)造 12.3萬億美元的經(jīng)濟(jì)收益。