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编译 杨勇
即使现在开始规划5G能给IT带来什么好处，也已经不算早了
无线广域网通信演进的下一阶段——称之为5G，即将翻开其第一篇章，这有充分的理由：它将完成蜂窝技术从增强固网到替代固网的演进，战略上从移动优先发展到只有移动。
尽管5G的核心是演进而不是革命，但现在就开始进行一些基本规划，希望知道5G将如何适应各种规模企业、行业和任务的IT规划，并使之受益——这已经不算早了。
5G当然能够给最终用户提供更高的吞吐量和容量，满足地理位置可用性、用户群、用户设备范围，以及容量和应用等方面持续增长的巨大需求，而同样重要的是使运营商和服务供应商能够抓住总体战略、提供服务以及扩大市场等方面出现的新机遇。
本文探讨了推动5G的技术和市场因素，重点阐述5G对企业IT的意义所在。
5G冉冉升起
虽然5G现在还是一个不太准确的术语，但演进发展的关键目标已经很清晰了。如右图所示：
● 更高的吞吐量——正如Wi-Fi的情形，蜂窝网络的关键进展首先是由新的吞吐量上限定义的。5G在这里的神奇数字实际上是最低1 Gbps，而有的则提到高达10 Gbps的数值。然而，还是类似于Wi-Fi的情形，从整体上考虑每个小区和全系统容量是非常重要的。因此，我们认为，每用户50 Mbps的吞吐量是更合理的——但显然仍然是非常高的吞吐量，今后五年在某些部署中将实现高达300 Mbps的峰值吞吐量。吞吐量超过我们的预期是非常有可能的。
● 更低的延时——也许比吞吐量更重要的是，减少每个数据包的往返时间。减少延时对于提高语音和视频容量以及提高总容量来说非常重要，当然5G是以全IP的方式实现语音。5G的空中延时目标是小于10ms，某些定义的服务类型甚至能够小于1ms。
● 管理和OSS的进展——运营商总是想降低开销和运营费用，因此希望通过增强系统管理和运营支撑系统（OSS）来进一步提高可靠性、可用性、服务能力、适用性、一致性、分析能力以及运营效率。而且，在大多数情况下，这些好处对于最终用户也是透明的。
● 更好的移动性——支持用户以非常高的速度移动，每小时甚至高达几百公里，从而能够为各种交通状况下的用户提供服务。监管和环境相关的限制仍然适用——特别是在飞机上。
● 更强的安全性——安全仍然是其他人替代不了的IT人员的工作，应加强加密、认证和隐私保护。很多企业的身份管理（IDM）解决方案以及目前在用的解决方案至少来自多家运营商，这并不奇怪。目前的IDM供应商也会对把他们的功能扩展到企业购买的5G服务中非常感兴趣。
● 新频谱——预计至少某些5G部署将采用30GHz以上的毫米波段。世界上很多地方都支持这些频段的有牌照和无牌照频谱。毫米波频率通常适用于微小区，因为它们需要不太突出的小天线，其固有的信号方向性提高了频谱效率。毫米波的主要缺点是不太适用于传统的大规模小区，对物体（例如，建筑物）的穿透性也不强，但在频率复用方面有优势。不管怎样，考虑到5G开发和部署所需的吞吐量和容量目标，应提供更多的频谱资源，目前分配的频谱资源肯定还不够——尽管能够把小块的频谱资源汇集起来。
● 新的支撑技术——我们期望有高阶MIMO实现，有时被描述为“巨大的”，例如，16～64个流，还有提高了功率利用率的更先进的调制和信道编码技术，以及其他相关的先进技术。微小区将会有频率复用，小区通信塔也会很快应用在人口稠密的地区。目前网络中仍然在应用的技术，包括SDN和NFV，也会应用于5G，很多基础设施是在基于云的服务中实现的。5G很可能不需要芯片或者制造技术有重大进展，由于地理覆盖范围有限，因此，即使时钟频率提高了，设备功耗也不会太大。不过，技术和可行性分析以及成本等方面仍然有很多工作要做，但是我们看到这些方面还没有很大突破。如果推出另一类WiMAX，在营销上大肆宣传似乎也没有什么风险，但是比上一代并没有明显的优势，技术风险总体上不大。也许最大的挑战是进度安排失误，这是因为本质上非常复杂的系统工程需要的时间比预想的要多。
● 普遍应用支持——5G作为固网的替代技术，应支持各类数据流和各种设备，从广播质量视频分配到远程监测、置入式医疗设备、增强现实和虚拟现实，以及先进的交互功能和图形等，当然还有游戏。还有联网汽车和自主驾驶汽车、遥控车辆（无人驾驶飞机）、公共安全、建筑物和市政自动化/监测/控制，以及救灾，还包括具备运动小区功能并支持动态无线网格网的移动基础设施等。还有数据吞吐量很大的机器人和物联网设备，这些设备的延时变化也比较大。我们预计在未来10年内将部署数百亿台5G设备，因此挑战和需求都会非常大。
● 产业增长——最终，运营商以及基础设施和用户设备供应商只需要部署新技术，让最终用户随时看到带来的好处，以便继续发展他们的业务。仅仅依靠新用户将不能实现这一目标。
简而言之，5G是正在设计中的商业发展机会，其实施能够提供我们期望从固网中获得的所有通信功能和性能。要做到这一点，应考虑到上面所有的要求，这不会很容易，也不会很快，而且不便宜。
5G的精简定义
3G是最后一个有正式定义的G，它是由ITU定义的，设定的吞吐量高达2Mbps。4G并没有正式定义过，甚至到底什么是4G在法律上也存在着争论，人们普遍认为，第三代合作伙伴项目（3GPP）所规定的LTE和LTE-Advanced至少就是4G。3GPP是一个由大企业和协会组成的行业标准组织，在全球范围内得到了广泛的支持和尊重。自3G以来，该组织一直主导着移动行业的各种定义，推动了蜂窝部署的其他关键进展，包括全IP内核、LTE、LTE-Advanced，等等。
考虑到他们的整体领导作用，从营销和运营角度，我们预计3GPP实际上会对5G进行定义，2019年第二季度很有可能出现第16版。ITU的ITU-R也制定了IMT-2020計划，他们努力进行这方面的工作，奇怪的是预计2020年才能完成工作。ETSI是积极参与讨论的另一个组织，其5G工作也很活跃，而下一代移动网络（NGMN）联盟是运营商组成的同业协会，类似于Wi-Fi联盟。他们的5G白皮书也许是迄今为止公布的最完整的5G设想和工作定义。无论如何，显然需要协调各个组织的各种工作。
即使现在开始规划5G能给IT带来什么好处，也已经不算早了
无线广域网通信演进的下一阶段——称之为5G，即将翻开其第一篇章，这有充分的理由：它将完成蜂窝技术从增强固网到替代固网的演进，战略上从移动优先发展到只有移动。
尽管5G的核心是演进而不是革命，但现在就开始进行一些基本规划，希望知道5G将如何适应各种规模企业、行业和任务的IT规划，并使之受益——这已经不算早了。
5G当然能够给最终用户提供更高的吞吐量和容量，满足地理位置可用性、用户群、用户设备范围，以及容量和应用等方面持续增长的巨大需求，而同样重要的是使运营商和服务供应商能够抓住总体战略、提供服务以及扩大市场等方面出现的新机遇。
本文探讨了推动5G的技术和市场因素，重点阐述5G对企业IT的意义所在。
5G冉冉升起
虽然5G现在还是一个不太准确的术语，但演进发展的关键目标已经很清晰了。如右图所示：
● 更高的吞吐量——正如Wi-Fi的情形，蜂窝网络的关键进展首先是由新的吞吐量上限定义的。5G在这里的神奇数字实际上是最低1 Gbps，而有的则提到高达10 Gbps的数值。然而，还是类似于Wi-Fi的情形，从整体上考虑每个小区和全系统容量是非常重要的。因此，我们认为，每用户50 Mbps的吞吐量是更合理的——但显然仍然是非常高的吞吐量，今后五年在某些部署中将实现高达300 Mbps的峰值吞吐量。吞吐量超过我们的预期是非常有可能的。
● 更低的延时——也许比吞吐量更重要的是，减少每个数据包的往返时间。减少延时对于提高语音和视频容量以及提高总容量来说非常重要，当然5G是以全IP的方式实现语音。5G的空中延时目标是小于10ms，某些定义的服务类型甚至能够小于1ms。
● 管理和OSS的进展——运营商总是想降低开销和运营费用，因此希望通过增强系统管理和运营支撑系统（OSS）来进一步提高可靠性、可用性、服务能力、适用性、一致性、分析能力以及运营效率。而且，在大多数情况下，这些好处对于最终用户也是透明的。
● 更好的移动性——支持用户以非常高的速度移动，每小时甚至高达几百公里，从而能够为各种交通状况下的用户提供服务。监管和环境相关的限制仍然适用——特别是在飞机上。
● 更强的安全性——安全仍然是其他人替代不了的IT人员的工作，应加强加密、认证和隐私保护。很多企业的身份管理（IDM）解决方案以及目前在用的解决方案至少来自多家运营商，这并不奇怪。目前的IDM供应商也会对把他们的功能扩展到企业购买的5G服务中非常感兴趣。
● 新频谱——预计至少某些5G部署将采用30GHz以上的毫米波段。世界上很多地方都支持这些频段的有牌照和无牌照频谱。毫米波频率通常适用于微小区，因为它们需要不太突出的小天线，其固有的信号方向性提高了频谱效率。毫米波的主要缺点是不太适用于传统的大规模小区，对物体（例如，建筑物）的穿透性也不强，但在频率复用方面有优势。不管怎样，考虑到5G开发和部署所需的吞吐量和容量目标，应提供更多的频谱资源，目前分配的频谱资源肯定还不够——尽管能够把小块的频谱资源汇集起来。
● 新的支撑技术——我们期望有高阶MIMO实现，有时被描述为“巨大的”，例如，16～64个流，还有提高了功率利用率的更先进的调制和信道编码技术，以及其他相关的先进技术。微小区将会有频率复用，小区通信塔也会很快应用在人口稠密的地区。目前网络中仍然在应用的技术，包括SDN和NFV，也会应用于5G，很多基础设施是在基于云的服务中实现的。5G很可能不需要芯片或者制造技术有重大进展，由于地理覆盖范围有限，因此，即使时钟频率提高了，设备功耗也不会太大。不过，技术和可行性分析以及成本等方面仍然有很多工作要做，但是我们看到这些方面还没有很大突破。如果推出另一类WiMAX，在营销上大肆宣传似乎也没有什么风险，但是比上一代并没有明显的优势，技术风险总体上不大。也许最大的挑战是进度安排失误，这是因为本质上非常复杂的系统工程需要的时间比预想的要多。
● 普遍应用支持——5G作为固网的替代技术，应支持各类数据流和各种设备，从广播质量视频分配到远程监测、置入式医疗设备、增强现实和虚拟现实，以及先进的交互功能和图形等，当然还有游戏。还有联网汽车和自主驾驶汽车、遥控车辆（无人驾驶飞机）、公共安全、建筑物和市政自动化/监测/控制，以及救灾，还包括具备运动小区功能并支持动态无线网格网的移动基础设施等。还有数据吞吐量很大的机器人和物联网设备，这些设备的延时变化也比较大。我们预计在未来10年内将部署数百亿台5G设备，因此挑战和需求都会非常大。
● 产业增长——最终，运营商以及基础设施和用户设备供应商只需要部署新技术，让最终用户随时看到带来的好处，以便继续发展他们的业务。仅仅依靠新用户将不能实现这一目标。
简而言之，5G是正在设计中的商业发展机会，其实施能够提供我们期望从固网中获得的所有通信功能和性能。要做到这一点，应考虑到上面所有的要求，这不会很容易，也不会很快，而且不便宜。
5G的精简定义
3G是最后一个有正式定义的G，它是由ITU定义的，设定的吞吐量高达2Mbps。4G并没有正式定义过，甚至到底什么是4G在法律上也存在着争论，人们普遍认为，第三代合作伙伴项目（3GPP）所规定的LTE和LTE-Advanced至少就是4G。3GPP是一个由大企业和协会组成的行业标准组织，在全球范围内得到了广泛的支持和尊重。自3G以来，该组织一直主导着移动行业的各种定义，推动了蜂窝部署的其他关键进展，包括全IP内核、LTE、LTE-Advanced，等等。
考虑到他们的整体领导作用，从营销和运营角度，我们预计3GPP实际上会对5G进行定义，2019年第二季度很有可能出现第16版。ITU的ITU-R也制定了IMT-2020計划，他们努力进行这方面的工作，奇怪的是预计2020年才能完成工作。ETSI是积极参与讨论的另一个组织，其5G工作也很活跃，而下一代移动网络（NGMN）联盟是运营商组成的同业协会，类似于Wi-Fi联盟。他们的5G白皮书也许是迄今为止公布的最完整的5G设想和工作定义。无论如何，显然需要协调各个组织的各种工作。