还好意思说自己是搞通信的,5G是什么?

时间:2017-06-16 10:39:56 点击:

缘起

话说小明和小红是一对情侣。小明就职于某通信设备公司,所谓人在江湖身不由已,小明出差极多,三句话不离5G,为了这个5G出差地都快要三过家门而不入了。小红也不晓得男朋友到底是个什么样的岗位,到底干些什么,对如此强度的出差颇有微词。


某一天,两人闲聊间,小红说:你整天挂在嘴边的5G到底是什么东西,给咱扫个盲如何?



要是搁往日,工作已经够累人的了,小明早就一句『说了你也不懂』给怼回去了,可是今天刚吃了大餐心情愉悦,遂转念一想,虽说隔行如隔山,女朋友对自己的工作这么不理解也不是滋味,顺势做做科普也是极好的,能增加交流的深度嘛。于是他摸了摸头顶的那片地中海,稍作思忖,说道:好,今天,我们就以这个经典的哲学问题的思路来探讨5G吧:


一、5G是什么?

二、5G从哪里来?

三、5G将向哪里去?


小红略不好意思:其实呢,我和同事也常常在聊天中说起3G,4G呢,只是心里一直不知道这里面的G到底是什么意思,也不好意思开口问别人,这个应该是代表了某个很生僻的专用术语吧?


正好,那我们就从第一个问题开始说吧。


一、5G是什么?


一般人一看到英文缩写术语,总是不免心生抵触,因为这些异域文字丝毫无法像中文那样望文生义。其实这个G,就是英文单词generation的缩写,中文就是“代”的意思,5G的字面意思就是第5代移动通信。


话说通信,就跟人对话似的,至少得俩人,有人说,有人听,这俩人还得使用双方都能理解的语言才能正常交流,不然就是对牛弹琴,鸡同鸭讲。所以通信也必须遵从一套大家都认可的规则才行。


因此,2G,3G,4G也就分别指第2代,第3代,第4代移动通信标准,在这些标准的指导下,才能完成通信,并且随着技术的进步,电话音质越来越好,上网速度越来越快。


长江后浪推前浪,4G已经够快了,可人类的欲望和追求是无止境的。于是,对下一代通信标准,也就是5G需求就呼之欲出了。


二、5G从哪里来?


要说明这个问题,就不得不提一个国际组织,叫国际电信联盟(ITU International Telecommunication Union),简称国际电联。我们先看看国际电联的自我介绍:


『国际电联 (国际电信联盟) 是主管信息通信技术事务(ICT)的联合国机构。我们划分全球的无线电频谱和卫星轨道,制定技术标准以确保网络和技术的无缝互联,并努力为世界欠发达社区提供ICT接入。国际电联致力于连通世界各国人民 —— 无论他们身处何方,处境如何。通过我们的工作,我们保护并支持每个人的基本通信权利!


说白了,就是国际电联上管天,下管地,中间还要管空气,凡是和通信有关的事情,都管。国际电联一看,4G已经全球开花,随着苹果乔老爷子对手机的重新定义,上网流量爆炸性增长,多少都不够用了,这可咋办?是时候搞一个面向2020年及以后,能近一步满足人民群众日益增长的流量需求的新技术了!


然而国际电联是一个严谨的组织,把这个要搞的新技术叫做IMT-2020,IMT的英文是 International Mobile Telecommunications,合起来的意思就是面向2020年及以后的国际移动通信标准。其他的俗人可没这么严谨,4G再往后不就轮到5G了么,那么直接干脆就叫5G得了。


那么国际电联希望5G能干些什么?下面这张图展示了一张雄心勃勃的蓝图:

 

也就是说,5G要满足三角形顶点所描述的三个场景:


1、增强型移动宽带——网速要快一些,快一些,再快一些!

2、大规模机器类型通信——不但人通信,5G时代机器也要相互通信,万物互联!

3、超可靠和低延迟通信——工业自动化,自动驾驶要成真了!


由此可充分见证,吃瓜群众只是想网速更快,国际电联却搞出来了这3点远超越群众想象的5G的核心应用场景,想想也确实有用,有了5G,生活真要再便利好多。这再次证明了苹果乔老爷子说的那句话:『消费者并不知道自己需要什么,直到我们拿出自己的产品,他们就发现,这是我要的东西!蛔苤,5G的标准化就交给国际电联来领导组织,放心,省心。


话说国际电联就管些5G的定义和标准化的组织和成果鉴定,具体的技术活可干不了。专业的组织做专业的事,下面轮到另一个组织出场了,那就是大名鼎鼎的3GPP。


话说3GPP的全称是3rd Generation Partnership Project,翻译成中文叫第三代合作伙伴计划?疵掷锩嬗懈3G,难道这个3GPP是搞3G技术起家的? 


还真是。3GPP成立于1998年12月,当初的目标是为了制定3G技术规范,实现国际电联提出的3G目标。要说3GPP的工作也确实有声有色,制定的3G和4G技术规范现在都成了全球通用的标准,这下干脆连5G技术方案的研究制定也给包揽了。


那么3GPP是怎么搞定5G技术方案的研究制定这项规模庞大有复杂度极高的工作的呢?这就要从3GPP的组成和架构说起。3GPP是由以下几类成员组成的:


1、组织成员

2、市场代表

3、独立会员


组织成员就是发起成立3GPP的7个标准制定区域组织,分别是:


欧洲的欧洲电信标准协会 (ETSI)

日本的无线工业及商贸联合会 (ARIB) 和 通信技术委员会 (TTC)

中国的中国通信标准化协会 (CCSA)

韩国通信技术协会 (TTA)

美国的电信产业方案联盟 (ATIS)

印度的电信标准开发协会 (TSDSI)

 

看着架势,确实这3GPP的7大伙伴在全球分布,确实可以联合起来制定全球通信标准了?雌鹄窗闹,非洲和南美洲似乎一个都没有?其实澳洲有一个叫通信联盟(ACIF)的组织是3GPP的观察员角色,有资格在未来成为正式组织成员;至于非洲和南美洲,标准制定好了直接用就好了么!


第二类角色就是市场代表,主要是一些市场研究机构,给3GPP提供5G市场需求,功能建议等,共同推进标准的制定进程。比如在5G的标准制定上,这些机构纷纷发表自己的5G愿景,路标,技术需求等, 对3GPP的技术规范制定施加影响。

 


第三类角色就是独立会员,包含大量全球的通信公司,运营商,手机厂商,芯片厂商,互联网公司,高校等等,截止目前共有582个全球独立会员,包括我们熟知的中兴、华为、移动、联通、电信、小米,阿里巴巴,360,西安电子科技大学等等。


为什么这么多公司这么积极参与5G技术规范的制定?除了技术的话语权,说白了就是为了在5G的利益蛋糕中分得一块,怎么分?当然是靠专利。如果拥有自己专利的技术提案得到了3GPP采纳,在后续5G技术的应用中,谁用到了这个专利就得交钱。


举个例子,美国的高通公司在3G技术上垄断了绝大多数的专利,所有使用高通专利的手机厂商都不得不得给高通交专利费,高通是坐拥专利,躺着数钱到手抽筋,让其他公司既恨地牙痒痒,又眼红不已。


在5G规范的制定中,不久前刷屏的华为极化码(Polar码)方案已经被3GPP采纳,要说中国企业主导5G标准有些夸大其词,不过也至少说明了,中国企业在5G标准化进程中,有了更多的话语权,正在发挥着越来越大的影响。



标准的制定流程其实挺复杂的,上图看着已经比较让人头疼了,其实也隐藏掉了很多的细节。


首先,遵循国际电联的5G愿景和路标,在政府和其他监管机构的授权下,3GPP的7个合作伙伴,以及市场代表伙伴把5G的需求输入到3GPP的项目协作组。项目协作组是3GPP的最高决策机构,负责技术规范的制定的管理和进程把控,还包括人力协调,财务预算等等。总之,有了项目协作组的出色管理,下面的技术规范制定组的那帮技术狂人就可以没有后顾之忧地潜心搞技术了。


技术规范制定组把5G的技术研究工作划分成多个小块,分给底下的各个小的工作组分头去忙活。这时候该那582个独立会员发挥贡献了,这些企业和机构争先恐后,会提出很多很多的技术提案给3GPP技术规范制定组,经过多轮的讨论,博弈,妥协,融合,有竞争力的提案被采纳,多个技术点又近一步组成了一组特定的技术规范。最终一切尘埃落定,技术规范获得内部一致认可之后,就该发布了。按照3GPP的规划,在2018年的6月份,将发布5G的第一版技术规范。


3GPP的技术规范发布之后,7个合作伙伴,就结合各自的区域的特定需求,再按照各独立会员的技术贡献,加上知识产权相关信息,把3GPP的技术规范转换成区域标准,然后提交国际电联。


国际电联一看:好!3GPP干得不错,按照这样的标准,确实可以实现最初提出的5G需求。国际电联的权威全球公认,3GPP擅长技术工作,这合作如鱼得水,从3G到5G顺风顺水,大家都满意。国际电联于是乎大笔一挥,批准通过,5G标准正式生成(注意这将是在2018年下半年的事情)!全球各设备商可以据此造基站了,各国运营商也可以建设这样的5G网络了!一片宏大的5G产业链在徐徐展开。


5G将向哪里去?


到最后一个问题了:5G将向哪里去?让我们以史为鉴,看看这些年从3G到5G的发展历程。

 

这是国际电联发布的IMT发展及部署大事年表,之前说过,国际电联是一个非常严谨的组织,喜欢用IMT这个叫法,IMT的英文是 International Mobile Telecommunications,中文意思是国际移动通信。IMT-2000指的是3G,IMT-Advanced指的是4G,IMT-2020当然就指的是5G。


我们看到,从国际电联在2000年发布3G建议书以来,已经17年过去了,现在3G也还活地好好的,只是慢慢地停止增长逐步退网,所谓老兵不死,只是凋零。现在4G正如日中天,在2020年5G商用之后,幼年的5G必然首先作为4G移动宽带的增强存在,和4G将长期共存。待5G除了网速快之外的另外两个应用场景:大规模机器类型通信和超可靠和低延迟通信发展起来之时,才是5G的鼎盛之时,这些场景给了业界无尽的想象和期待。


然而从国际电联的IMT发展及部署大事年表看来,大约10年移动通信会发展一代?梢钥隙ǖ氖,随着技术的发展, 5G在完成它的使命之后,也会走向终点,日渐式微。或许是被叫做6G的技术取代,或许还有更多我们今天还无法想象到的惊奇出现。


尾声

小明激情澎湃滔滔不绝地说完这么一大段,才感到这么久只自顾自地在舌绽莲花,竟然没有关注小红到底反馈如何,遂问道:听懂了吗?


没听懂。小红说,她的眼里闪着邪恶的光芒:但是我喜欢你谈论技术时那意气风发的样子,真是性感极了!

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