少數派觀(guān)點(diǎn)：5G純粹為了物聯(lián)網(wǎng)設備而生？

每個(gè)人都認為認為5G是指過(guò)了4G后的第五代，但他們都錯了——即使是智能手機營(yíng)運商也散播這樣的錯誤信息——這是德國德勒斯登工業(yè)大學(xué)(TU Dresden)通訊網(wǎng)絡(luò )教授Frank Fitzek在日前舉行的SEMICON Europa 2015上所強調的重點(diǎn)。

 

“5G聽(tīng)起來(lái)就像是4G的進(jìn)一步升級，但其實(shí)不然，”Fitzek表示，“5G技術(shù)純粹是為了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備的控制與操縱而打造的。”

 

被譽(yù)為“5G專(zhuān)家”(5G Man)的德勒斯登工業(yè)大學(xué)教授Frank Fitzek展示顯示器墻原型，它可利用5G技術(shù)達到僅1毫秒(ms)的低延遲；該系統原型將在NFL美式足球賽季期間進(jìn)行現場(chǎng)直播(但他并未透露在哪個(gè)球場(chǎng))

 

 

教授Frank Fitzek（來(lái)源：TU Dresden）

為了證明自己的觀(guān)點(diǎn)，Fitzek引用最高與最低的兩項數據預測——在2020年時(shí)，全世界將有最高達5千億臺/至少達500億臺的IoT設備互連。他指出，這些設備大部份都不會(huì )是智能手機，因為地球上也只有70億人。

 

“就算每個(gè)人都有2支手機，比起5G的連網(wǎng)汽車(chē)、連網(wǎng)列車(chē)、連網(wǎng)機器人、連網(wǎng)電網(wǎng)、連網(wǎng)城市、連網(wǎng)醫療保健以及連網(wǎng)教育等數量，也會(huì )變得相形見(jiàn)絀，”Fitzek說(shuō)，“對于人手2支的140億支智能手機來(lái)說(shuō)，4G技術(shù)已經(jīng)夠好了。5G當然能讓智能型手機瀏覽網(wǎng)頁(yè)更迅速，但5G并不是為此而打造的，而是為了解決問(wèn)題——特別是4G無(wú)法解決的延遲問(wèn)題。”

 

為了控制自動(dòng)駕駛車(chē)列車(chē)、汽車(chē)、機器人以及人們夢(mèng)想中的其他各種IoT設備，有必要以一種更接近當今的方式進(jìn)行連接。他們需要真正使用不同的路徑來(lái)發(fā)送相同的訊號(Fitzek說(shuō)，雖然TCI/IP能夠使用不同的路徑，但如果你追蹤傳送訊號的路由器到達同一端點(diǎn)，它每天都會(huì )是相同的)。

 

Fitzek說(shuō)：“自動(dòng)駕駛車(chē)將會(huì )是真正的連網(wǎng)汽車(chē)，因為效率和安全性將會(huì )需要彼此間以固定延遲進(jìn)行通訊。智慧工廠(chǎng)和智慧機器人也同樣需要以固定延遲互連。還有我所謂的觸覺(jué)因特網(wǎng)——你能在遠程|真正感覺(jué)到物體質(zhì)感，所有的一切都需要固定的延遲；無(wú)論訊號走什么路徑，延遲的時(shí)間紿終是相同的——1毫秒。”

 

為了證實(shí)這一點(diǎn)，Fitzek交給我一個(gè)頭戴式顯示器，設定好1ms延遲后扔了一顆足球給我，我很輕松地接住了。在來(lái)回丟了幾次球后，他把延遲設定改為10ms，我怎么樣也接不到球了，甚至設定在2ms時(shí)，他就站在我面前丟球，球也一樣從我手中滑落，我什么都接不住。

 

他說(shuō)還可以用自動(dòng)的機器人、汽車(chē)、工廠(chǎng)機器等更多例子進(jìn)行展示，結果都會(huì )是一樣的。4G和5G之間的差別在于確保了1ms的延遲，因而可使得連網(wǎng)的IoT設備變得更普遍可靠、安全與穩定。

 

 

為了改善所定義的可靠性、吞吐量、延遲、復雜度與能耗，5G利用協(xié)同策略與網(wǎng)絡(luò )編碼的關(guān)鍵技術(shù)（來(lái)源：TU Dresden）

 

我反駁道，“汽車(chē)以每小時(shí)55英哩的速度行駛又該怎么說(shuō)呢？”他馬上露出燦爛的笑容，讓我彷佛掉進(jìn)了一個(gè)精心設計的陷阱中。

 

Fitzek“沒(méi)錯，但他們大致上都以相同的速度行駛，因此，相對于彼此而言，他們仍然需要1ms的延遲，才能有效地進(jìn)行通訊，第一部車(chē)在煞車(chē)時(shí)傳送1ms延遲的訊號給其后的汽車(chē)，第二部車(chē)再傳送訊號至其后的汽車(chē)，以此類(lèi)推。而你只需要確保1ms延遲即可。”

 

Fitzek堅持認為，為了符合5G規格，我們所要做的就是實(shí)現1毫秒的延遲，不管訊號傳送到多遠都一樣，再加上它還確保了即使是世界上最厲害的黑客也無(wú)法破解的加密技術(shù)。既要實(shí)現更安全的加密技術(shù)，同時(shí)又不能影響延遲，是相當困難的事，但Fitzek表示，他已經(jīng)組織了一群研究生共同試驗他的想法十多年了，相信很快就能克服這項挑戰。

 

在這十多年的研究期間，Fitzek的學(xué)生已經(jīng)分拆出五家公司了，目前正致力于推動(dòng)5G革命的不同層面進(jìn)展。他說(shuō)，這些研究概念包括復雜的數學(xué)演算，但可迅速執行；具有高能效，而且可靠又超安全。雖然他現在還不打算發(fā)表這些成果，但我們已經(jīng)見(jiàn)識到1ms的實(shí)力。

 

網(wǎng)絡(luò )切片(network slicing)結合每一個(gè)基地臺內的認知運算、本地儲存與本地連網(wǎng)，加上傳輸期間隨機次數的加密編碼與重新編碼，都只能由目標收件人進(jìn)行譯碼。實(shí)現這一目標的工具就是軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)、軟件定義儲存以及軟件定義無(wú)線(xiàn)電(SDR)，以便增加靈活性、重新排序封包、譯碼多個(gè)編碼數據路徑，以及最重要的就是——都必須在1ms延遲的條件下實(shí)現。