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《新潮电子》

2017年02期

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2017,5G进行时

文/ 王健鹏汤诚
高通 , 5G , 英特尔
前言 “啊!5G,你比4G多1G。”正如这句坊间的歌词,5G的概念就是这么自然地来到了我们的生活中,如这句歌词所说,它比多当下的4G多了“1G”,这个“1G”所带来的影响和领域将是无限广阔的。5G时代将有何不同?2017年,不仅是高通、华为等传统通信行业的厂商,包含英特尔、ARM等芯片巨头均将投资放在了5G之上。 对于国人而言,从2G、3G到4G……数字的变化仅代表通信领域周期性的变革,人们大多认为这只是移动、联通、电信等通信运营商技术的迭代。但移动互联的到来让5G的出现似乎颠覆了人们习以为常的一切,除了令人咂舌的1Gbps传输速度外,这项技术将在手机之外的无人驾驶、无人机、智慧城市、智能家庭等领域率先应用。5G,不仅仅是通信带宽的升级,也是改变端到云的最佳捷径。 事实上,5G的的需求从基础的网络搭建、编码方案到物联网应用、各种消费生态构建……我们看得到的早已突破通信市场的规模,更是一个万亿级的市场的巨大未来。这样的市场,吸引了类似高通这样传统深耕于移动通信领域的企业,甚至连英特尔这样的科技巨头同样抗拒不了“全面改写科技生活业态”的诱惑,全面而细致的布局足以让其获得足够话语权的同时,更极大推动了整个5G产业的快速发展。

现在,计算能力解决通信难题

5G相对于前几代通信技术是一个重要转折点,从网络端来看,前几代通信网络的功能就是传输,将信息从发送端传输到接收端。如此一来,一旦网络上的某个节点扩容,整个网络必须均匀扩容,以确保信息不会丢失。进入5G时代后,单个节点的流量将极大扩容(每一辆无人驾驶汽车一天产生的信息量是4000GB),不可能任何单个节点扩容一千倍都让整个网络从下到上都增加一千倍,均匀的网络扩容已经不再具备可行性。

 

人们开始尝试用内容分发网等新功能,通过计算解决数据流量对网络节点容量的要求,再加上相应的存储功能,从结构上看已经不再是以往单纯的通信网络,英特尔将这样集通信、计算和存储“三位一体”的网络称之为信息网。这本身也是当前通信网络的使用方式,过渡性的4.5G已经非常明确地将计算和存储功能加入通信网络中,人们传输数据的同时,根据应用节点差异化的需要用计算的方法对通信节点进行扩容,而5G对这样的非均匀性扩容需求更为明显。

 

万物互联的物联网领域是5G应用的重要分支,物联网应用一方面需要5G通信网络恪守通信领域的“连接”功能,完成物与物、物与人之间的连接,高通、爱立信等偏重通信领域的企业能很好地满足这部分要求;另一方面,万物互联将产生庞大的数据流,动态的数据源不但需要即时响应与分析、计算,更需要存储,这要求5G必须具备通信以外的计算功能,而这部分正好是以英特尔为代表的科技企业擅长的。

 

未来,用通信解决计算问题

计算能力解决通信难题并不等同于替代或颠覆,而是完善并催生更迭。以前云、网络和终端的关系是上面是云,下面是端。而现在,云正在不断往下沉,今后的网络形态是终端、边缘和云形成的架构,而不是“终端+远云”的简单结构。网络的功能也在不断地往下移,现在已经移到了边缘云,以后还会继续移到终端上。

//插图 5G-未来通信解决计算

 

实际上,现在我们之所以称终端为“终”端是因为通信到此为止。而今后,终端将不是“终”端,而是新一代通信的起点,是新一代移动通信的一个节点。所以云首先是非均匀的扩容,同时不断地下沉,它会继续下沉,今后的终端是新一代通信的一个节点。现在我们说的基站是固定不动的,而以后这些移动终端都将变成基站,因为整个网络方式是往下沉的。如此一来,整体的空口设计、元件设计、网络架构、网络管理都将呈现新的形态。

 

5G之前的1G4G的时代,通信和计算是分开的。而到了5G时代,计算和通信能力是可以相互通用的。5G作为关键的技术点,就是要找到通信和计算的最佳平衡点。

 

5G成为通信行业的转折点

从设备端来看,目前主要的设备形态是智能手机、PC、平板电脑等。而包括无人机、可穿戴、智能家居甚至未来的无人驾驶汽车等更多智能设备不断涌现。众多机构都在估算未来设备的数量,如2020年设备将达到500亿台,之后还会达到1200亿台、2500亿台……但是,全世界人口只有约70亿。如此海量的终端设备中会包含大量新型设备,包括物联网中的“物”和一些新形态的移动通信节点。这也意味着5G将是一个通信行业的转折点,也是行业的新起点。

 

海量设备接入网络将带来数据海啸,然而数据本身价值有限,只有通过数据分析,才能为企业和社会开启更多价值。因此,5G不只是要拥有更高的速度,而是要实现全新的惊人的洞察,以推动效率和数据变现。举个例子,两个自动驾驶车辆可以在几毫秒内感应碰撞并直接互相通信,从而防止事故的发生;消防员将使用嵌入他们制服和周围环境中的传感器所产生的数据和洞察,高效地消灭火灾并拯救更多生命。

 

 

P5~P6

英特尔的智慧互联时代

——5G掀起通信与计算的革命

 

5G时代,英特尔无疑是新兴的“从业者”。尽管在移动互联时代,英特尔的手机战略并不那么成功,但这丝毫不影响英特尔进入5G时代的决心。是的,正是我们刚才所述的,5G远不止是手机的平台,而是所有关于云到端的传输高速公路。对于英特尔而言,在运算世界里积累的强大技术底蕴能够帮助它走出不一样的5G之路,像英特尔这样拥有出色计算、存储能力的科技企业,能够更好地弥补传统通信网络的不足。

 

英特尔产业链闭环的关键

从科再奇到杨旭,英特尔的领导人一再强调5G对于英特尔的重要性——它是其产业链布局实现闭环的关键。当前,英特尔正在不断发力并引领包括无人驾驶、5G、人工智能和虚拟现实等在内的前沿科技趋势,并推动体育、汽车、时尚、医疗等跨界行业的创新和升级。而实现这一切的背后,需要将云和数据中心、物联网、存储和FPGA通过连接性紧密联系在一起,并通过摩尔定律的经济学效应得以进一步加强。

//插图 英特尔闭环

 

5G将成为访问云端和迈向“始终连接”世界的关键技术,英特尔这样的企业为设备提供计算力,并使之连接到云,这样才能赋予它更大价值。以人们熟知的无人驾驶为例,汽车必须能够连接到云并且融入机器学习能力,确保随时保持在最新算法以及数据集的指导下,实现车辆的安全操作。无论是车辆行进过程中的环境扫描、构图还是车与车的交互、人机交互,都会产生大量的实时数据,而5G则是实现这样连接的基础。

 

5G构建的生态系统

英特尔这样科技企业能够为5G通信提供足够的计算和存储能力,而5G同样是英特尔整体战略布局不可或缺的部分,当科技与通信领域成功融合时,成功闭合的产业链逐渐以5G为纽带,构建起庞大的生态系统。

 

5G本身具有增强型移动宽带(需要更快传输速率的,如3D视频和超高清影像、云端工作和娱乐)、海量机器通信(包括智慧城市和建筑、无人机、手机、平板、机器学习等)、高可靠低时延通信(无人驾驶、VR游戏、健康医疗等)三大典型应用场景,每一个应用场景都涉及繁杂的系统,更需要新一代通信技术的支持,而5G正是要把以人为核心的、以运营商为基础的通信网络向更广泛的即时响应、智能互联设备的网络进行演进。只有这样才能实现全社会的信息化和智能化,并带来全球性的整个人类生活水平的提升。

//插图 5G应用场景

 

3G、4G的生态圈实际上是通信产业,而5G的生态圈则要远远大于通信产业。因为5G会有更多跨行业的合作,如无人驾驶、智慧医疗、VR游戏、机器学习、智能城市等等。因此,5G的挑战不仅在于通信相关的关键技术,更重要地是如何跨行业地将各个行业的关键技术整合起来解决更大的问题。单纯的通信企业难以完成这样大跨度的整合,而本身在各领域行业有着深度合作经验和积累的英特尔显然比其它企业更适合推动5G全面应用的普及,实现整体生态系统的搭建。英特尔的在通信领域的合作伙伴已经遍布全球主流的运营商、设备制造商、服务供应商等,加上其原本在科技领域的合作伙伴,将对5G应用的推广有着积极影响,而这也是英特尔获得5G话语权的关键。

//插图 英特尔生态

 

英特尔制胜5G应用的三大秘籍

相对于其他科技企业,英特尔能够在即将来到的5G时代获得足够的话语权,其本身在端到端、全频段技术以及新技术的研发等方面有着深厚积淀。英特尔在5G领域最突出的特点是端到端的解决方案。从智能设备、无线接入技术到接入网络、核心网,再到云,英特尔都有相应的产品和解决方案。

//插图 端到端

同时,从低频到高频,从授权频谱到免授权以及授权共享频谱,从物联网、LTE/WiFi到毫米波,英特尔都能提供相应的技术和解决方案。全频段技术的储备,让英特尔能更好地将5G应用引入物联网、无人驾驶领域。

//插图 全频段

除了以上提到的两点外,现在英特尔开发了面向移动设备的英特尔移动实验平台、面向基站的英特尔模块化天线阵列,都极具行业领先性,加上英特尔同时在展开技术开发、原型设计和现场实测,相互推动,从而为5G打下坚实基础。

//插图 合作模式

此外,英特尔在5G应用和服务的跨产业合作方面已经有着相当不错的经验。通信同汽车厂商、医疗设备商等等跨行业的合作更多依赖于开放的行业实施,英特尔有非常成功的案例Open Connectivity Foundation,目前它已经成为全球主流的而且被公认的跨行业的合作模式,成熟的合作模式也有助于英特尔快速掌握5G话语权。

 

一场改变期望值的革命

5G网络到“物”联网的爆发式增长,我们正站在下一轮技术革命的起点,迈向一个真正互联的世界。从模拟技术时代转型到数字技术时代以来,我们从未见过如此大规模的变革。

 

一直以来,连接性被定义为人们主要通过移动设备(智能手机、PC和平板电脑等等)与他人互联、并连接到云。未来,我们将新增超过500亿台智能互联的设备、机器,还有无人驾驶汽车、建筑和城市。这些设备将始终开启并保持互联,并需要最强的数据带宽支持。反过来,这些“物”将为用户提供全新的大数据服务以及云应用,从而驱动英特尔增长的良性循环。

 

想象一下能够每分钟向云端传输20Gb数据的地图制图无人飞机、充满无人驾驶汽车的街道、汽车与城市交通信号灯在不借助驾驶员的情况下形成交互,而为你解决产品购买咨询、使用疑难的客服已经全面更换成具备人工智能的机器人,这一切都在智能互联下逐步实现。5G不单单是通信领域的转折点,同样是科技领域的转折与蝶变,无论是偏通信的高通还是偏科技的英特尔,在不断创新和超越自我中,都有成为时代弄潮儿的可能。

 

 

P7~P8

突破通信的边界

——5GQualcomm引导文明进步的“发明革命”

 

尽管5G尚未深入到我们生活中,但位于产业前端的强者们早已争夺起话语权来。在CES 2017上,我们便看到了Qualcomm与英特尔两信邻近展台间关于5G的“激烈对话”,5G的重要性可见一斑。Qualcomm,这个在通信行业中一直拥有至尊地位的强者,在5G来临前将拥有何种态度呢?Qualcomm将会从哪些方面着手呢?在其快速推动下能否加速5G正式商用的脚步呢?不妨让我们来看看近期Qualcomm5G方面的一些动向和长远部署。

 

5G之路早已开始

201312月,移动、联通、电信运营商获得4G经营许可,当时4G用户从0开始;截至201610月,中国的4G用户数以“爆炸式增长”态势达到7.14亿位,这其中中国移动在11月份达到了5.1亿户,可见4G的用户增长率远超当年3G,也就是说当下的消费者需要更为快速、高效、低时延的移动网络,而4G正好符合这个需求。但是随着用户基数的上升,4G的压力开始呈现,虽然部分地区开始普及4G+,但是5G的商用可谓是迫在眉睫。从去年开始,几乎在每场事关科技的展会上,都会看到5G的身影,像GMICMWCCES这些科技界的省会,都会看到科技巨头在分享5G的最新动向,尤其是Qualcomm5G方面的动作可谓是非常频繁。早在去年的MWC 2016Qualcomm就提出了他们在5G部署方面的三个远景——高速移动宽带、海量物联网对5G的需求、低延时,这其中最具特色的就是海量物联网对5G的需求,因为当下万物互联已经成为了很多科技厂商所关注的领域,如果没有5G网络的连接保障,那万物互联的步伐将得不到加速。

CES 2017上,Qualcomm首席执行官史蒂夫·莫伦科夫发表主题演讲,表示“到2035年,5G的整体经济效益将在全球实现,届时,包括零售、教育、交通运输和娱乐在内的广泛行业将在5G的助力下创造价值高达12万亿美元的产品和服务。这甚至超过了去年中国、日本、法国、德国和英国的消费支出总和。”如此看来,5G之路真的已经走出很远了。

 

创造的一切可能

2G时代看txt3G时代看jpg4G时代看avi5G时代看4k,从技术峰值速率来看,5G实现了几十倍的增长,从当下4G100Mb/s提升到了几十Gb/s。除了速率上的提升,低时延也是Qualcomm5G所创造的最大一个特点,这样以来在车联网领域也可以加入5G技术,以及热门的VR领域,因为低时延能大大提升他们的体验,带来速度更快、体验更流畅、费用更低的综合提升。对于5G标准的制定,ITU(国际电信联盟)正在积极讨论中,预计将于2020年完成制定,不过提前公布也不是什么不可能的事。值得一提的是,在5G时代还会有无人机空中基站的出现,而在无人机技术领域Qualcomm早已涉足,加上正在努力研发的5G技术,当正式落地使用的那一天开始,载有5G网络的无人机驶向那些没有信号的区域一定会成为现实,尤其是在进行一些特殊的营救行动的时候,5G的先天性优势将助力行动快速进行,当然普通消费者则可以上手体验更为丰富的5G无人机,例如更快的4K视频传输和全景画面展示。

在此前,Qualcomm首席执行官史蒂夫·莫伦科夫还表示“5G绝不仅实在连接技术上的渐进式提升,也不近是新一代的移动技术。5G将是一种全新类型的网络,以前所未有的规模、速度和复杂性支持高度多样化的终端。”

 

强大的技术支撑

如果所4G开启了万物互联时代,那么5G将引领万物互联,让更多设备具备连接能力,实现更为丰富的连接网络,小到家用电器和穿戴设备,大到汽车,以及一些医疗设备,甚至是我们未来的住宅,都可以在5G的到来后加入其中,而Qualcomm所表示的方向就涉及了这个领域。就目前来看,Qualcomm正在凭借自身LTE的优势扩展4G网络的边界,为5G的到来做好准备,例如非授权频谱、蜂窝车联网、为物联网优化的LTE以及具备蜂窝连接功能的无人机,这些技术方向早已突破了4G的边界。在去年的中国移动全球合作伙伴大会上,中国移动和众多合作伙伴展示了5G的最近动态,这其中最引人注目的就是5G NR原型系统,这项技术源自中国移动和Qualcomm的深度合作,这项为今后十年甚至未来而创造的5G NR技术,它是3GPP标准的一部分,它将支持各种类型的设备、服务以及部署,而且还会充分利用各种可用频段和频谱,所以5G时代我们或许不用担心不同国家和地区频段的问题了,当然这是个猜测,一切还还有待正式的5G标准公布。

关于5G NR技术,它有三个特点:首先,是基于OFDM(多载波调制的一种)的统一空中接口,它是经过优化的基于OFDM的波形和多址接入,以及灵活的框架将有效地多路传输5G无线服务;其次,是实现毫米波频段的移动化,它所具备的先进的天线技术可在超过24 GHz的高带宽频段中提供强大的移动性能;最后,是创新的频谱共享模式,5G创新将使用更多频谱,同时提高利用率并提供新的部署机会。看似复杂的三项技术支撑,其实通俗地讲给消费者带来的提升就是高速、高效、低时延的5G网络体验。

 

重要的部署领域

Snapdragon Flight平台演示,在关键业务型服务的部署中,安全是首要因素,绝不允许出现连接中断。为了突出5G在其中发挥的作用,以及Qualcomm在高保真传感、计算机视觉、机器学习、实时控制和导航方面的创新,莫伦科夫及其团队在CES 2017的演讲中展示了Snapdragon Flight平台的现场演示。在演示中,几架无人机按编程沿预定的航线飞行,凭借实时的机上处理和决策来躲避障碍物,这是Qualcomm首次展示兼具飞行控制和机器学习功能的无人机。

Qualcomm骁龙835处理器,骁龙835尺寸虽小,但是功能强大,它是首款采用10nm制程的芯片,支持千兆级LTE连接以及无线传输60/360°的4K视频。在此前的CES演示中,Qualcomm传输了两个4K视频(由爱立信提供基站支持)。一台骁龙835开发终端将视频实时拼接在一起,通过HDMI将视频输出到显示屏上,让现场观众“体验”了一回美国犹他州摩崖镇惊险刺激的山间滑轨。该演示还展现了骁龙835360°音频性能。

Qualcomm 骁龙X50调制解调器,几个月前发布的骁龙X50Qualcomm 5G调制解调器家族的首款产品,将为5G早期部署奠定基础,这对于将在2017年底或2018年初开始试验和部署的毫米波(mmWave)系统非常重要。莫伦科夫强调指出,X50只是Qualcomm未来5G路线图的开端。

Qualcomm首席执行官史蒂夫·莫伦科夫提到“在朝5G演进的过程中,具有非凡能力的数十亿终端正与机器人、人工智能、自动驾驶汽车、纳米技术及更多领域的前沿技术相结合。这样的结合将带来巨大变革——Qualcomm称之为‘发明革命’(Invention Revolution),这是人类从未经历过的快速变革时代。” 

 

从引领5G之路,到现在的一系列动作,Qualcomm5G满怀期待,在努力通过现有技术打破LTE边界的时刻,一切都是空前绝后的,相信坚持高速移动宽带、海量物联网对5G的需求、低延时三项核心目标,Qualcomm一定能加速5G网络正式面对消费者的速度。

 

写在最后

产业链的顶端,5G的竞争已经无比激烈,但在我们看来,竞争更像是科技的加速器,这只会让5G的各种应用更加快速的来到身边。与以往不同的是,不论是5G的新晋巨头,还是传统强者,殊途同归地看到了传统移动通信之外的广阔天地,而这些才是主导5G发展的最终方向。最后,我们用“随风潜入夜、润物细无声”来结束5G话题,事实上,前文所述的应用已经消无声息地来到身边,5G应用,2017年可谓正当时!

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