5G是什么呢?, 说5G不过是4G的热点补充对么？

5G是什么？《星际迷航》里有句经典的话：

To boldly go where no man has gone before.

勇踏前人未至之境。

每次想到这句话，都能让我热血澎湃，几乎热泪盈眶。这句话放在5G身上太恰当不过了。

1 、勇踏前人未至之境

 NGMN是这样定义的：

5G是一个端到端的生态系统，它将打造一个全移动和全连接的社会。5G主要包括三方面：生态、客户和商业模式。它交付始终如一的服务体验，通过现有的和新的用例，以及可持续发展的商业模式，为客户和合作伙伴创造价值。

显然，比起2/3/4G，5G应该向它的前辈们叹息一句“燕雀安知鸿鹄之志哉”。2/3/4G时代主要局限于接入网和随之演进的核心网，更多聚焦于技术。5G变了，它的野心是“端到端”的系统构架。从技术上讲，5G还将实现电信也从未有过的软件和硬件分离，并引入IT数据中心所采用的云化和虚拟化的概念。

简而言之，2/3/4G是技术推动单调的服务和商业模式，而5G要运用各种技术去满足和支持持续变化的生态和商业模式。技术、生态和商业模式在天平上的重量发生了改变…

从未有过。

勇踏前人未至之境。

2 、容量=带宽*频谱效率*小区数量

这是一个很熟悉的公式...

5G的容量是4G的1000倍，峰值速率10Gbps-20Gbps，全靠这个公式了。要提升容量无非三种办法：提升频谱带宽、提高频谱效率和增加小区数量。

但是，过日子要精打细算，我们得看一看这三种方式中哪个更省钱。增加小区数量意味着建更多基站，这笔花费不小。至于频谱带宽，考虑国外很多运营商的频谱资源都是通过拍卖获得的，也是挺剁手的。

从过日子的角度考虑，运营商更喜欢通过提升频谱效率的方式来提升容量。考虑什么校验纠错、编码方式等办法都接近了香农极限，最有效的办法就是多天线技术了。

所以，高阶MIMO和Massive MIMO这种复杂的天线系统必然成为5G的首选。

大规模天线是怎么个概念？以今年3月份某机构的试验结果为例（最新数据懒得去查了），基站部署128支天线阵元，连接12个单天线终端，频谱效率可达79.4bit/s/Hz，便于计算也就是约80Mbps/MHz。如果将这个大规模天线系统部署在我们现有的20MHz带宽的LTE基站上，80Mbps/MHz*20MHz就等于1.6Gbps，提升了12倍。

当然，对于容量比4G提升1000倍的目标来说，这是不够的。那就需要新增高频段了，花钱也得上啊。

但是，这引发一个问题，高频段的穿透能力差，覆盖范围小。

所以，有人说5G不过是4G的热点补充，要想实现100%全覆盖还得依靠低频段，但是，这种说法我们并不认同。

5G也可以让高频段扩大覆盖范围，这就是C-RAN结构+Massive MIMO。

在这样的网络构架下，控制面和用户面分离。工作于低频段且覆盖范围大的宏小区主要负责控制面，传送控制信令；而工作于高频段的Small Cells只负责用户面，传送用户数据流量。

这样的构架不但解决了高容量和全覆盖的问题，同时，减少了切换，减少了网络信令。

C-RAN构架就是将RRU拉远，BBU资源集中化，并对其进行软件化、虚拟化和云化，电信中心机房向IT数据中心转型，并引入移动边缘计算等，下面会继续讲到。

3 、1ms时延

5G网络的目标是毫秒级的端到端时延。很多人听到这个1ms差点笑得在地上打滚，让人想起了1961年美国总统肯尼迪说要10年内上月球。

LTE网络内部时延是小于20ms，这还不考虑重传，而要是ping外部服务器，这个时延通常在40-50ms以上。光纤的传播速度是200公里/ms，5G在应对时延超敏感用例时要求接入网时延不超过0.5ms，这就意味着5G中心机房（或者叫数据中心）与5G小区（基站）之间的物理距离不能超过50公里。

面对物理时延的挑战，我们不得不考虑在接入网引入移动边缘计算（MEC）、边缘数据中心，也就是将以前核心网和应用网的一些功能下沉到接入网。

尽管这种从中心化向分布式系统的演进和电信网络一直秉承的中心化概念是背道而驰的，但我们别无选择。

除了降低时延，这样的构架也附送了我们另一个好处，将更多的互联网内容揽入电信网络的怀抱中。正如我们刚才所讲，用4G手机ping LTE网络之外的外部服务器时，时延增加，外部时延不可控。低时延也向我们展示了电信网络要掌握更多内容控制权的霸气侧漏的姿势。

这种内容控制权也包括了基于MEC在接入网侧的内容感知，比如对GTP-U数据流的解析，如此接地气的参详内容过去从未有过，以前只能在核心网才能完成，这加强了网络对业务内容的理解，真正实现智能管道。

另外一点可能会出乎你的意料，低时延还会带来Small Cells的蓬勃生长。并不只是因为5G高频段覆盖范围小才不得不考虑Small Cells，其实时延也需要Small Cells。

小区越小，相对于宏站，意味着小区无线环境越简单、干净，这可以降低由于恶劣的无线环境带来的重传问题，在高可靠、低时延的5G应用中同样重要。

低时延能给用户带来怎样的体验？

2s时延足可以让你上网的心情瞬间沮丧，直想暴跳如雷甩手机。

100ms时延你能感觉到上网偶尔有断续。

传奇程序员，第一人称射击游戏之父，Oculus Rift的CTO John Carmack曾说，时延低于20ms人们通常难以觉察。低于20ms对于VR体验非常重要，所以我们可以预知，以后很多VR内容都关在我们的接入网中心机房里。

还有车联网的无人驾驶用例，尽管我不相信无人驾驶需要依靠5G低时延来控制刹车，在这方面科技巨头们对分布式系统的构想更为彻底，但蜂窝网络的广覆盖和移动性优势是任何网络都无法比拟的，车联网系统这么复杂，总有很多实时的东西不得不依靠5G。

至于需要低时延的远程工业控制、远程医疗、可触摸互联网等应用，我只能说，我们得面向未来，毕竟花大力气制定一个标准不容易。

不得不提的是，除了技术和网络构架的挑战，低时延也带来了网络建设成本的挑战。低时延意味着要建更多的中心机房（数据中心），铺更多光纤，建更多小基站，还得考虑中心机房设备的计算和处理能力，另外，所谓软件化/开源并不意味着免费，没有天上掉下来的馅饼，这都是要花钱的。这种投资是和时延成反比的，时延越低，投资越大。所以，有人认为，5G是有钱运营商的游戏。这也是欧洲运营商以5G要挟监管层放松管制的原因之一，我想这并不是欧洲运营商不愿意建5G，只是在高投入的压力下对监管层的一举一动变得更加敏感。

4、虚拟化/软件化/云化

我们为什么要虚拟化？2012年的时候，有很多运营商提出了这样的疑问。

想想那些血泪史吧。我们是怎样被OTT一步步蚕食的？OTT玩家们正是采用了虚拟化的IT构架和开源模式，从而以更敏捷、更高效、更灵活的方式抢走了我们手上的蛋糕。

长久以来，网络越来越庞大，越来越复杂，而那些专用的电信设备不但扩展不灵活，而且习惯了自扫门前雪，整体效率太低，如同我们的公司体制，这是一个庞大而臃肿的机构，仿佛背着世界前行。

所以我们要打破传统，用IT的方式重构网络。

而虚拟化打通了开源平台，让更多的第三方和合作伙伴参与进来，从而在已运行多年的成熟的电信网络上激发更多的创新和价值。

这正是NGMN的愿景：生态、客户和商业模式。

如果用四个词来概括5G网络的设计原则，它们是：解耦、软件化、开源化和云化。

解耦：软硬件解耦，控制面/用户面分离。

软件化：NFV、SDN、编排和网络切片。

开源：软硬件开源，前传、API接口开放。

云化：从CAPEX向OPEX模式转型，虚拟化&DevOps环境，动态&自动化运维。

5、4G就够了吗？

不想再引用那些预测数据了，让我们回忆一下两句经典“名言”吧。

IBM的老沃森曾说，世界上只需要5台电脑。

比尔盖茨曾说，640K内存都足够了。

有人说，4G就够了。

真的就够了吗？你有没有发现，我们在流量需求上一直是不诚实的。嘴上说不要不要，一旦体验到那种快感后，根本舍不得放下。你见过有几个用上4G之后，还愿意重返2G/3G时代？

最近看了一本书《摆渡人》。书中的女主角死于车祸后，摆渡人引导她的灵魂穿过荒原，历经重重劫难，终于到达彼岸。可是，她爱上了她的摆渡人，而摆渡人是不能和她一同到达彼岸的，为了找回自己的爱情，女孩义无反顾的回到荒原，在与恶魔多次战斗后，勇敢无畏的女孩终于再次遇上了她的摆渡人。于是，两人约定，重回世间。

我特么竟然把这故事和电信业想到一块了。

电信业经历过辉煌，如今跌入低谷，但绝不是跌下去就爬不起来了，这里没有地狱。我们没有死，我们需要的不过是重返荒原，寻找自己的摆渡人，重回世间。

5G会是我们的摆渡人吗？它会引导我们重返辉煌吗？

是的，当我们退无可退之时，5G就是我们的摆渡人，只要我们坚定生的信念，只要灵魂不死，我们就能重返世间。

这个世界没有死亡，真正的死亡是魂飞魄散。

关于5G愿景，有些人掉了一地下巴，但我觉得应该给予更多尊敬，深深的鞠一个躬，不是因为前方有千难万阻等着我们去穿越，勇气可嘉，而是它承载着电信业复兴之梦。不管是技术、生态，还是商业模式，5G犹如一次脱胎换骨，满血死后重生的渴望。