每個(gè)人都認(rèn)為認(rèn)為5G是指過(guò)了4G后的第五代，但他們都錯(cuò)了——即使是智能手機(jī)營(yíng)運(yùn)商也散播這樣的錯(cuò)誤信息——這是德國(guó)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(tīng)起來(lái)就像是4G的進(jìn)一步升級(jí)，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(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(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）

為了證明自己的觀點(diǎn)，F(xiàn)itzek引用最高與最低的兩項(xiàng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)——在2020年時(shí)，全世界將有最高達(dá)5千億臺(tái)/至少達(dá)500億臺(tái)的IoT設(shè)備互連。他指出，這些設(shè)備大部份都不會(huì)是智能手機(jī)，因?yàn)榈厍蛏弦仓挥?0億人。

 

“就算每個(gè)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(huì)變得相形見(jiàn)絀，”Fitzek說(shuō)，“對(duì)于人手2支的140億支智能手機(jī)來(lái)說(shuō)，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(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)駕駛車列車、汽車、機(jī)器人以及人們夢(mèng)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(lái)發(fā)送相同的訊號(hào)(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(hào)的路由器到達(dá)同一端點(diǎn)，它每天都會(huì)是相同的)。

 

Fitzek說(shuō)：“自動(dòng)駕駛車將會(huì)是真正的連網(wǎng)汽車，因?yàn)樾屎桶踩詫?huì)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(jué)因特網(wǎng)——你能在遠(yuǎn)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(hào)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)，F(xiàn)itzek交給我一個(gè)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(lái)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(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(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(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(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(lái)源：TU Dresden）

 

我反駁道，“汽車以每小時(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(shè)計(jì)的陷阱中。

 

Fitzek“沒(méi)錯(cuò)，但他們大致上都以相同的速度行駛，因此，相對(duì)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(shí)傳送1ms延遲的訊號(hào)給其后的汽車，第二部車再傳送訊號(hào)至其后的汽車，以此類推。而你只需要確保1ms延遲即可。”

 

Fitzek堅(jiān)持認(rèn)為，為了符合5G規(guī)格，我們所要做的就是實(shí)現(xiàn)1毫秒的延遲，不管訊號(hào)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(wú)法破解的加密技術(shù)。既要實(shí)現(xiàn)更安全的加密技術(shù)，同時(shí)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(yàn)他的想法十多年了，相信很快就能克服這項(xiàng)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(dòng)5G革命的不同層面進(jìn)展。他說(shuō)，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(jiàn)識(shí)到1ms的實(shí)力。

 

網(wǎng)絡(luò)切片(network slicing)結(jié)合每一個(gè)基地臺(tái)內(nèi)的認(rèn)知運(yùn)算、本地儲(chǔ)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(shí)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(chǔ)存以及軟件定義無(wú)線電(SDR)，以便增加靈活性、重新排序封包、譯碼多個(gè)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(shí)現(xiàn)。