從電報、電話到手機(jī)，從1G到4G，通信技術(shù)為人類和社會帶來了無盡的便利和福祉。如今我們正迎來5G時代，可5G到底是什么？

5G只是更快嗎？當(dāng)然不是。

5G不再只是從2G.txt到3G.jpg再到4G.avi的網(wǎng)絡(luò)速率的提升，而是將人與人之間的通信擴(kuò)展到萬物連接，打造全移動和全連接的數(shù)字化社會。

5G應(yīng)用不再只是手機(jī)，它將面向未來VR/AR、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、智能家居、智慧醫(yī)療、無人機(jī)、應(yīng)急安全等等。

這意味著什么呢？有運(yùn)營商在白皮書里將5G定義為一次徹底的創(chuàng)新。

如果我們把一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新為四類：漸進(jìn)式創(chuàng)新、模塊創(chuàng)新、構(gòu)架創(chuàng)新和徹底創(chuàng)新，從2G到4G是頻譜效率和安全性等逐步提升的漸進(jìn)式創(chuàng)新，也是在維持集中式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下的模塊式創(chuàng)新，還有從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架向扁平化和分離化演進(jìn)的構(gòu)架創(chuàng)新。

但到了5G，除了提供1G至4G時代的手機(jī)業(yè)務(wù)，還要面向各種新的服務(wù)，提供不連續(xù)的、嶄新的能力，因而這對于移動通信是一次徹底的創(chuàng)新。

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的演進(jìn)與創(chuàng)新

移動網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架主要包括核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)，從2G到4G，其構(gòu)架演進(jìn)是這樣的...

到了5G時代，移動網(wǎng)絡(luò)按循序漸進(jìn)的方式引入5G網(wǎng)元設(shè)備。

第一步，5G NR（新無線）先行，5G基站（gNodeB）與4G基站（eNodeB）以雙連接的方式共同接入4G核心網(wǎng)。

第二步，5G基站獨(dú)立接入5G核心網(wǎng)（NGCN，下一代核心網(wǎng)）。

第三步，5G基站和4G基站統(tǒng)統(tǒng)接入5G核心網(wǎng)，4G核心網(wǎng)退出歷史舞臺。

以上5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架演進(jìn)看似整體一致，實(shí)際上，我們把核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)分開來看，其內(nèi)部構(gòu)架發(fā)生了顛覆性的改變。

先比較4G基站和5G基站是怎樣接入核心網(wǎng)的？

由上圖可知，核心網(wǎng)網(wǎng)元名字變了，有4G時代的MME/S-GW變?yōu)?G時代的AMF/UPF。

說起這個AMF/UPF，就要提到我們引以為豪的，由中國移動牽頭提出的SBA 5G核心網(wǎng)基礎(chǔ)構(gòu)架。

▲5G系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)

這是一個基于云原生設(shè)計原則的構(gòu)架，不僅要對傳統(tǒng)4G核心網(wǎng)網(wǎng)元NFV虛擬化，網(wǎng)絡(luò)功能還將進(jìn)一步軟件模塊化，實(shí)現(xiàn)從駐留于云到充分利用云的跨越，以實(shí)現(xiàn)未來以軟件化、模塊化的方式靈活、快速地組裝和部署業(yè)務(wù)應(yīng)用。

AMF：全稱Core Access and Mobility Management Function ，負(fù)責(zé)控制面的移動性和接入管理，代替了不能MME的功能。

UPF：全稱User plane Function，就是負(fù)責(zé)用戶面，它代替了原來4G中執(zhí)行路由和轉(zhuǎn)發(fā)功能的SGW和PGW。

無線接入網(wǎng)又發(fā)生了怎樣的改變呢？分離、分離、分離。

如上圖所示，首先是控制面和用戶面的分離；其次是基站被分離為三部分：AAU、DU和CU。

5G無線關(guān)鍵技術(shù)：微基站和Massive MIMO

5G的容量是4G的1000倍，峰值速率10Gbps-20Gbps，要提升容量和速率無非就是三板斧：頻譜帶寬、頻譜效率和小區(qū)數(shù)量。

▲提升網(wǎng)絡(luò)容量的三板斧

用公式來表達(dá)就是這樣的...

首先頻譜帶寬，高頻段的頻率資源豐富，同時，目前小于3GHz的低頻段基本被2/3/4G占用，所以5G就得向高頻段3.5GHz-30GHz（甚至更高）擴(kuò)展。

問題來了，頻段越高，穿透能力越差，覆蓋范圍越小。

怎么辦？這就引出了5G的兩大關(guān)鍵技術(shù)：Massive MIMO和微基站（Small Cells）。

毋庸置疑，微基站已成為未來解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的關(guān)鍵。未來城市路燈、廣告牌、電桿等各種街道設(shè)施都將成為小基站掛靠的地方。

Massive MIMO就是在基站側(cè)配置遠(yuǎn)多于現(xiàn)有的系統(tǒng)的大規(guī)模天線陣列的MU-MIMO，來同時服務(wù)多個用戶。它可以大幅提升無線頻譜效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和系統(tǒng)容量，簡而言之，就是通過分集技術(shù)提升傳輸可靠性、空間復(fù)用提升數(shù)據(jù)速率、波束賦形提升覆蓋范圍。

MU-MIMO將多個終端聯(lián)合起來空間復(fù)用，多個終端的天線同時使用，這樣以來，大量的基站天線和終端天線形成一個大規(guī)模的虛擬的MIMO信道系統(tǒng)。這是從整個網(wǎng)絡(luò)的角度更宏觀的去思考提升系統(tǒng)容量。

波束賦形是指大規(guī)模多天線系統(tǒng)可以控制每一個天線單元的發(fā)射（或接收）信號的相位和信號幅度，產(chǎn)生具有指向性的波束，消除來自四面八方的干擾，增強(qiáng)波束方向的信號。它可補(bǔ)償無線傳播損耗。

在去年舉行的中國國際信息通信展覽會（PT展）上，筆者看到了各大廠家的Massive MIMO。

據(jù)說在這一年時間，各大廠家的Massive MIMO產(chǎn)品均在不斷更新和進(jìn)步，相信今年的PT展我們能看到更多更新的設(shè)備。

3 5G是一場融合創(chuàng)新

5G超高速上網(wǎng)和萬物互聯(lián)將產(chǎn)生呈指數(shù)級上升的海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要云存儲和云計算，并通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能產(chǎn)出價值。

與此同時，為了面向未來多樣化和差異化的5G服務(wù)，一場基于虛擬化、云化的ICT融合技術(shù)革命正在推動著網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與轉(zhuǎn)型。

為了靈活應(yīng)對智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等多樣化服務(wù)，使能網(wǎng)絡(luò)切片，核心網(wǎng)基于云原生構(gòu)架設(shè)計；面臨毫秒級時延、海量數(shù)據(jù)存儲與計算等挑戰(zhàn)，應(yīng)運(yùn)而生的是云化的C-RAN構(gòu)架和實(shí)時的移動邊緣計算（MEC）引入。從核心網(wǎng)到接入網(wǎng)，未來5G網(wǎng)絡(luò)將分布式部署巨量的計算和存儲于云基礎(chǔ)設(shè)施之中，核心數(shù)據(jù)中心和分布式云數(shù)據(jù)中心構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

這是一場由海量數(shù)據(jù)引發(fā)的從量變到質(zhì)變的數(shù)據(jù)革命，是一場由技術(shù)創(chuàng)新去推動社會進(jìn)步的革命，因此，5G需廣泛與各行業(yè)、垂直領(lǐng)域合作，共同激發(fā)創(chuàng)新，從而持續(xù)為社會創(chuàng)造價值。

中國5G走在世界前列

我國從國家宏觀層面已明確了未來5G的發(fā)展目標(biāo)和方向。《中國制造2025》提出全面突破5G技術(shù)，突破“未來網(wǎng)絡(luò)”核心技術(shù)和體系架構(gòu)；在《“十三五”規(guī)劃綱要》、《“十三五”國家信息化規(guī)劃》、《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件中，均提出要積極推進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

面向5G，我國通信各界緊鑼密鼓的籌備已然開始：從標(biāo)準(zhǔn)的討論制定，到產(chǎn)品研發(fā)和部署，再到設(shè)備性能功能的測試，一切都為了5G騰飛。

為此，我國在北京懷柔建設(shè)了全球最大的5G外場試驗(yàn)環(huán)境，華為、中興、愛立信、諾基亞貝爾、大唐、英特爾等全球重要的系統(tǒng)、芯片、儀器儀表等領(lǐng)域企業(yè)共同參與了該項(xiàng)目。

2017年6月，我國IMT-2020(5G)推進(jìn)組公布5G第二階段測試，測試結(jié)果全面滿足ITU指標(biāo)。據(jù)悉，在今年即將開幕的PT展會期間，將進(jìn)一步發(fā)布我國5G技術(shù)第二階段測試成果。

總而言之，5G就是一場革命，它以技術(shù)為驅(qū)動，從人與人的連接延伸到萬物互聯(lián)，從個人和家庭延伸到社會各個領(lǐng)域，進(jìn)而為社會經(jīng)濟(jì)、生活帶來革命性的影響。

有人說，4G就夠了。IBM的老沃森曾說，世界上只需要5臺電腦。比爾蓋茨也曾說，640K內(nèi)存都足夠了。

而對于5G這場技術(shù)和生態(tài)革命而言，顯然不是“夠不夠”的問題，而是“能不能創(chuàng)新更多”的問題。

2017年，這一年我們都在聊5G和物聯(lián)網(wǎng)。即將于9月27日開幕的中國國際信息通信展覽會（PT展）一定會給我們帶來更多5G和物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新。華為、中興通訊、愛立信、大唐電信、諾基亞貝爾、美國高通、甲骨文（Oracle）等這些展商會給我們帶來怎樣的驚喜呢？

5G NR速率能再提升多少？時延能再降低多少？新的5G基站天線設(shè)備長啥樣？智慧城市、遠(yuǎn)程駕駛、智慧工廠、遠(yuǎn)程醫(yī)療等物聯(lián)網(wǎng)用例又是怎樣的一種體驗(yàn)？融合于未來網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)又將如何推動這場網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新？值得期待。

網(wǎng)絡(luò)信號變得無處不在，以至于我們很多時候都感受不到它們的存在，好像電能和水一樣，但當(dāng)它們消失時，我們幾乎無法生存，因?yàn)槿祟愐呀?jīng)把越來越多的生活、工作內(nèi)容塞進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，沒有WIFI，我們可能變得不會交流；沒有WIFI，我們想要交話費(fèi)時，幾乎找不到去營業(yè)廳的路；沒有WIFI，我們宛如同世界隔絕，再沒有能力去閱讀報紙、雜質(zhì)來獲取資訊了....這些改變不是發(fā)生在一夜之間，它們?nèi)缰┲虢Y(jié)網(wǎng)、細(xì)菌吞噬，是經(jīng)年累月的。現(xiàn)如今，5G時代也開始入侵人類的生活，它在本質(zhì)上不是絕對的新技術(shù)，而是對現(xiàn)有包括4G和WIFI在內(nèi)的無線接入技術(shù)的演進(jìn)，當(dāng)然，在5G時代肯定出現(xiàn)一些突破式創(chuàng)新，總而言之，3G時代讓消費(fèi)者能移動上網(wǎng)，4G時代讓消費(fèi)者在有限的區(qū)域高速上網(wǎng)；5G時代讓消費(fèi)者隨時隨地高速上網(wǎng)!

既然是之于現(xiàn)有無線技術(shù)的演進(jìn)，在5G時代勢必會有一些技術(shù)消失，事實(shí)上，大量的WIFI連同它們的密碼都將逐步消失，正如手機(jī)短信的出現(xiàn)讓BP機(jī)尋呼臺徹底倒閉，更摧枯拉朽的是，5G時代“無處不在的高速網(wǎng)絡(luò)” 或?qū)㈩嵏踩祟愓麄€網(wǎng)絡(luò)生活，同時，逐漸滲透于現(xiàn)實(shí)生活中，甚至改變整個世界的存在形態(tài)。

5G時代會有哪些新鮮事兒，那些又會消失？

如前文所示，在成熟的5G時代，WIFI將會徹底消失，但這并不意味著人類泡在網(wǎng)上的時間會減少，甚至?xí)啵吘梗F(xiàn)在還有一些偏遠(yuǎn)地區(qū)沒有裝WIFI，而5G時代高速網(wǎng)路無處不在，可不止于一句空話，雄心勃勃的運(yùn)營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，甚至?xí)靡恍釟馇颍谏衬⑸絽^(qū)建造空中基站，如果有需要，南極都會飄揚(yáng)出錯落有致的5G信號，而當(dāng)網(wǎng)速增長到原來100倍的時候，人類的生活形態(tài)將隨之改變，一些配套的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也勢必要調(diào)整自己的方向，以適合人類無處不在的高速上網(wǎng)需求：

在新一輪的技術(shù)革命中，網(wǎng)絡(luò)傳輸將會變得高速、低時延、大密度數(shù)據(jù)、多元化處理，這種基本技術(shù)性能的大幅度提升，會帶來越來越多之前不敢想象的事情。舉個例子，筆者于學(xué)生時代，上網(wǎng)基本就兩件事聊QQ和看網(wǎng)頁，還不能奢望圖片較多的網(wǎng)頁，畢業(yè)之后，我第一次在PPTV上打開NBA火箭直播視頻時，整個世界都亮了，但直播信號依舊靠天吃飯，好的時候能順利地看上5分鐘，壞的時候就只能觀看PPT了。現(xiàn)如今，這些卡頓的圖片、視頻基本上已經(jīng)消失了，但依舊有體驗(yàn)不佳的情況出現(xiàn)，更何況，VR/8K視頻/大數(shù)據(jù)/車聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用場景的出現(xiàn)，又快速占滿了帶寬，5G時代有望充分釋放這些束縛，比如高清視頻采集將會變得無處不在，在合法的領(lǐng)域內(nèi)，人類的一切活動都將被記錄，生產(chǎn)車間內(nèi)，一切的設(shè)備運(yùn)行狀況將會實(shí)時傳輸?shù)焦芾碚叩霓k公室內(nèi)，到那個時候，大量的工作將會被無處不在的“天眼”取代，而這些數(shù)據(jù)將會在5G網(wǎng)絡(luò)下的高速運(yùn)算下，快速得出判斷，從而實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器于機(jī)器之間的高效溝通，未來數(shù)據(jù)采集崗位將會消失，一些單維度的決策崗位也會消失，至于說，車間主任、秘書、私人秘書等崗位也就沒有存在的必要了！

另外，VR會在5G時代野蠻生長，現(xiàn)在VR之所以沒能大規(guī)模普及，核心就是體驗(yàn)差，可體驗(yàn)的范圍小，背后則受網(wǎng)絡(luò)速度、時延、噪音等因素的影響，一旦克服掉這些瓶頸，VR有望爆發(fā)，彼時普通的視訊會議將會消失，我們再也不用只看一個輪廓，通過高速網(wǎng)絡(luò)傳輸配上低時延、多元化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)在美國的客戶可以分分鐘做到亞洲供應(yīng)商的桌子上，一尊看得見，摸不著的立體影像；同時，電商對VR的應(yīng)用也會更加普及，5G時代，VR影像可以采集實(shí)體店或者商品的每一個細(xì)節(jié)，并完全轉(zhuǎn)化成消費(fèi)者體驗(yàn)，或許在5G時代，零售實(shí)體店真地會消失，最起碼，消費(fèi)者不用非要去店里查看衣服質(zhì)量，而買家秀和賣家秀的差距也會慢慢變小，直至消失。

其實(shí)，5G時代帶給人類的是整個社會形態(tài)的改變，同網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的東西都會因此而發(fā)生顛覆式的改變，比如網(wǎng)絡(luò)文字、圖片、低畫質(zhì)視頻都會消失，因?yàn)橛辛烁玫慕涣鞴ぞ撸?G時代聊微信或許再不用文字，直接發(fā)一段8K視頻給朋友....

追憶往昔，手機(jī)形態(tài)也會消失？

如前文所述，人類的社會形態(tài)將會在5G時代發(fā)生改變，其中，不止于交流工具和模式,還有往昔美好的生活。現(xiàn)在，普通人類最好的生活莫過于在一個慵懶的周末下午，在高速WIFI的環(huán)境下，盡情地刷朋友圈和玩連連看，不用糟心于周一的會議或者還沒有完成的KPI,但是筆者預(yù)測，在5G時代，手機(jī)形態(tài)多半也會消失。

眾所周知，智能手機(jī)作為綜合性娛樂終端，沖擊了功能手機(jī)、游戲機(jī)、照相機(jī)、MP3和傳統(tǒng)的PC等等，強(qiáng)大的功能讓人愛不釋手，同時，大概是因其流量耗費(fèi)嚴(yán)重、數(shù)據(jù)處理太過頻繁，以至于，絕大多數(shù)的Android手機(jī)都會遇到CPU內(nèi)存不足的問題，一些舊iPhone則無法容納新版本的IOS,有些甚至直接變成磚頭，電池更是不堪重用，炸完一臺又一臺，而5G時代里，數(shù)據(jù)處理、流量傳輸都會有顯著的增長，如今任何版本的智能手機(jī)都無法荷載，前沿的巨頭肯定會找到一些辦法來提升CPU和電池的性能，但終究會有極限，最終的結(jié)果可能是智能手機(jī)不再作為綜合性終端，而是被分解開來，當(dāng)然，不是回到傳統(tǒng)的相機(jī)、MP3等電子產(chǎn)品，而是分解成為“萬物聯(lián)網(wǎng)”的效果，到了那個時代，全部商品、自行車、汽車都會高密度聯(lián)網(wǎng)，建筑物、墻體則都會變成液晶屏幕，手機(jī)形態(tài)將會消失。

智能手機(jī)和移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)帶給人類生活天翻地覆之改變，信息交流變得更加迅速，卻丟掉了慢生活的種種情調(diào)，早些時候“收信”之后的喜悅已經(jīng)轉(zhuǎn)換成“打電話不接，過后又不回電話”的惆悵。5G時代，唯快不破、勢不可擋，同時，希望留下些慢生活的美好。