5G是为了控制物联网装置而生？

XJzy

[导读] 每个人都认为认为5G是指过了4G后的第五代，但他们都错了——即使是智慧型手机营运商也散播这样的错误讯息——这是德国德勒斯登工业大学（TU Dresden）通讯网路教授Frank Fitzek在日前举行的SEMICON Europa 2015上所强调的重点。
每个人都认为认为5G是指过了4G后的第五代，但他们都错了——即使是智慧型手机营运商也散播这样的错误讯息——这是德国德勒斯登工业大学（TU Dresden）通讯网路教授Frank Fitzek在日前举行的SEMICON Europa 2015上所强调的重点。
        　　“5G听起来就像是4G的进一步升级，但其实不然，”Fitzek表示，“5G技术纯粹是为了物联网（IoT）装置的控制与操纵而打造的。”
　　被誉为“5G专家”（5G Man）的德勒斯登工业大学教授Frank Fitzek展示显示器墙原型，它可利用5G技术达到仅1毫秒（ms）的低延迟；该系统原型将在NFL美式足球赛季期间进行现场直播（但他并未透露在哪个球场）
        　　为了证明自己的观点，Fitzek引用最高与最低的两项数据预测——在2020年时，全世界将有最高达5千亿台/至少达500亿台的IoT装置互连。他指出，这些装置大部份都不会是智慧型手机，因为地球上也只有70亿人。
        　　“就 算每个人都有2支手机，比起5G的连网汽车、连网列车、连网机器人、连网电网、连网城市、连网医疗保健以及连网教育等数量，也会变得相形见 绌，”Fitzek说，“对于人手2支的140亿支智慧型手机来说，4G技术已经够好了。5G当然能让智慧型手机浏览网页更迅速，但5G并不是为此而打造 的，而是为了解决问题——特别是4G无法解决的延迟问题。”
　　为了控制自动驾驶车列车、汽车、机器人以及人们梦想中的其他各种IoT装置， 有必要以一种更接近当今的方式进行连接。他们需要真正使用不同的路径来发送相同的讯号（Fitzek说，虽然TCI/IP能够使用不同的路径，但如果你追 踪传送讯号的路由器到达同一端点，它每天都会是相同的）。
        　　Fitzek说：“自动驾驶车将会是真正的连网汽车，因为效率和安全性将会需要 彼此间以固定延迟进行通讯。智慧工厂和智慧机器人也同样需要以固定延迟互连。还有我所谓的触觉网际网路——你能在远端真正感觉到物体质感，所有的一切都需 要固定的延迟；无论讯号走什么路径，延迟的时间绐终是相同的——1毫秒。”
　　为了证实这一点，Fitzek交给我一个头戴式显示器，设定好1ms延迟后扔了一颗足球给我，我很轻松地接住了。在来回丢了几次球后，他把延迟设定改为10ms，我怎么样也接不到球了，甚至设定在2ms时，他就站在我面前丢球，球也一样从我手中滑落，我什么都接不住。
        　　他说还可以用自动的机器人、汽车、工厂机器等更多例子进行展示，结果都会是一样的。4G和5G之间的差别在于确保了1ms的延迟，因而可使得连网的IoT装置变得更普遍可靠、安全与稳定。
        　　为了改善所定义的可靠性、吞吐量、延迟、复杂度与能耗，5G利用协同策略与网路编码的关键技术
        　　我反驳道，“汽车以每小时55英哩的速度行驶又该怎么说呢？”他马上露出灿烂的笑容，让我彷佛掉进了一个精心设计的陷阱中。
        　　Fitzek“没错，但他们大致上都以相同的速度行驶，因此，相对于彼此而言，他们仍然需要1ms的延迟，才能有效地进行通讯，第一部车在煞车时传送1ms延迟的讯号给其后的汽车，第二部车再传送讯号至其后的汽车，以此类推。而你只需要确保1ms延迟即可。”
　　Fitzek 坚持认为，为了符合5G规格，我们所要做的就是实现1毫秒的延迟，不管讯号传送到多远都一样，再加上它还确保了即使是世界上最厉害的骇客也无法破解的加密 技术。既要实现更安全的加密技术，同时又不能影响延迟，是相当困难的事，但Fitzek表示，他已经组织了一群研究生共同试验他的想法十多年了，相信很快 就能克服这项挑战。
        　　在这十多年的研究期间，Fitzek的学生已经分拆出五家公司了，目前正致力于推动5G革命的不同层面进展。他说，这些研究概念包括复杂的数学演算，但可迅速执行；具有高能效，而且可靠又超安全。虽然他现在还不打算发表这些成果，但我们已经见识到1ms的实力。
        　　网 路切片（network slicing）结合每一个基地台内的认知运算、本地储存与本地连网，加上传输期间随机次数的加密编码与重新编码，都只能由目标收件人进行解码。实现这一 目标的工具就是软体定义网路（SDN）、软体定义储存以及软体定义无线电（SDR），以便增加灵活性、重新排序封包、解码多个编码资料路径，以及最重要的 就是——都必须在1ms延迟的条件下实现。