每個人都認(rèn)為認(rèn)為5G是指過了4G后的第五代，但他們都錯了——即使是智能手機(jī)營運(yùn)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(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。
“5G聽起來就像是4G的進(jìn)一步升級，但其實不然，”Fitzek表示，“5G技術(shù)純粹是為了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備的控制與操縱而打造的。”
被譽(yù)為“5G專家”(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(dá)到僅1毫秒(ms)的低延遲；該系統(tǒng)原型將在NFL美式足球賽季期間進(jìn)行現(xiàn)場直播(但他并未透露在哪個球場)
教授Frank Fitzek（來源：TU Dresden）
為了證明自己的觀點(diǎn)，F(xiàn)itzek引用最高與最低的兩項數(shù)據(jù)預(yù)測——在2020年時，全世界將有最高達(dá)5千億臺/至少達(dá)500億臺的IoT設(shè)備互連。他指出，這些設(shè)備大部份都不會是智能手機(jī)，因為地球上也只有70億人。
“就算每個人都有2支手機(jī)，比起5G的連網(wǎng)汽車、連網(wǎng)列車、連網(wǎng)機(jī)器人、連網(wǎng)電網(wǎng)、連網(wǎng)城市、連網(wǎng)醫(yī)療保健以及連網(wǎng)教育等數(shù)量，也會變得相形見絀，”Fitzek說，“對于人手2支的140億支智能手機(jī)來說，4G技術(shù)已經(jīng)夠好了。5G當(dāng)然能讓智能型手機(jī)瀏覽網(wǎng)頁更迅速，但5G并不是為此而打造的，而是為了解決問題——特別是4G無法解決的延遲問題。”
為了控制自動駕駛車列車、汽車、機(jī)器人以及人們夢想中的其他各種IoT設(shè)備，有必要以一種更接近當(dāng)今的方式進(jìn)行連接。他們需要真正使用不同的路徑來發(fā)送相同的訊號(Fitzek說，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(dá)同一端點(diǎn)，它每天都會是相同的)。
Fitzek說：“自動駕駛車將會是真正的連網(wǎng)汽車，因為效率和安全性將會需要彼此間以固定延遲進(jìn)行通訊。智慧工廠和智慧機(jī)器人也同樣需要以固定延遲互連。還有我所謂的觸覺因特網(wǎng)——你能在遠(yuǎn)程|真正感覺到物體質(zhì)感，所有的一切都需要固定的延遲；無論訊號走什么路徑，延遲的時間紿終是相同的——1毫秒?！?
為了證實這一點(diǎn)，F(xiàn)itzek交給我一個頭戴式顯示器，設(shè)定好1ms延遲后扔了一顆足球給我，我很輕松地接住了。在來回丟了幾次球后，他把延遲設(shè)定改為10ms，我怎么樣也接不到球了，甚至設(shè)定在2ms時，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。
他說還可以用自動的機(jī)器人、汽車、工廠機(jī)器等更多例子進(jìn)行展示，結(jié)果都會是一樣的。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(shè)備變得更普遍可靠、安全與穩(wěn)定。
為了改善所定義的可靠性、吞吐量、延遲、復(fù)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)（來源：TU Dresden）
我反駁道，“汽車以每小時55英哩的速度行駛又該怎么說呢？”他馬上露出燦爛的笑容，讓我彷佛掉進(jìn)了一個精心設(shè)計的陷阱中。
Fitzek“沒錯，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?nèi)匀恍枰?ms的延遲，才能有效地進(jìn)行通訊，第一部車在煞車時傳送1ms延遲的訊號給其后的汽車，第二部車再傳送訊號至其后的汽車，以此類推。而你只需要確保1ms延遲即可?！?
Fitzek堅持認(rèn)為，為了符合5G規(guī)格，我們所要做的就是實現(xiàn)1毫秒的延遲，不管訊號傳送到多遠(yuǎn)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法破解的加密技術(shù)。既要實現(xiàn)更安全的加密技術(shù)，同時又不能影響延遲，是相當(dāng)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(zhàn)。
在這十多年的研究期間，F(xiàn)itzek的學(xué)生已經(jīng)分拆出五家公司了，目前正致力于推動5G革命的不同層面進(jìn)展。他說，這些研究概念包括復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算，但可迅速執(zhí)行；具有高能效，而且可靠又超安全。雖然他現(xiàn)在還不打算發(fā)表這些成果，但我們已經(jīng)見識到1ms的實力。
網(wǎng)絡(luò)切片(network slicing)結(jié)合每一個基地臺內(nèi)的認(rèn)知運(yùn)算、本地儲存與本地連網(wǎng)，加上傳輸期間隨機(jī)次數(shù)的加密編碼與重新編碼，都只能由目標(biāo)收件人進(jìn)行譯碼。實現(xiàn)這一目標(biāo)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線電(SDR)，以便增加靈活性、重新排序封包、譯碼多個編碼數(shù)據(jù)路徑，以及最重要的就是——都必須在1ms延遲的條件下實現(xiàn)。
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