1.3　5G 的特点

1G 到4G 时代的移动通信技术已经对人们的生活方式产生了深刻的变革，5G 时代将面对更加多样化的通信场景需求，包括移动流量的激增、海量设备互联、AR/VR 等创新行业应用，5G 时代将是万物感知、智能互联的新时代。

根据不同业务场景，5G 网络需要满足多种多样的应用需求，例如，智慧能源、智慧农业、智慧电网等应用存在大量的物联网设备接入需求，自动驾驶、工业应用、远程控制等场景要求网络时延达到毫秒级，高清视频、AR/VR 应用要求移动网络带宽足够大。这些不同的场景需求对5G 网络的智能性及灵活性提出了较高的要求。国际电信联盟（ITU）根据应用需求不同，对5G 主要应用场景及关键性能指标进行了分析归纳，包括增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器类型通信（mMTC）、超高可靠和低时延通信（uRLLC）三大特征，以及峰值数据传输速率、用户体验数据传输速率、时延等八大关键性能指标。

1.3.1　三大特征

增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器类型通信（mMTC）、超高可靠和低时延通信（uRLLC）是ITU 给出的5G 三大特征。这三大特征可以惠及各个行业，覆盖了当前各行业对网络通信的应用需求，在网络层面对各行业的应用创新提供了强力支撑和保障，促进了诸如无人驾驶、AR/VR、工业控制、远程医疗等行业的跨越式发展，如图1-2所示。下面我们对5G 三大特征进行简要的介绍。

1．增强型移动宽带

增强型移动宽带（eMBB）场景主要面向人们日常数据应用，支撑超高用户体验数据传输速率及流量密度。随着AR/VR、超高清视频等新媒体业务的快速发展，通信网络面临着数据流量的激增。前面提过，2019年第1季度全球移动数据每月已有近29EB，同比增长约82%，未来全球移动数据总流量将继续增长。超高清视频将成为未来新媒体行业的基础业务。各大媒体集团包括广电和腾讯视频、优酷视频等互联网媒体都在积极布局超高清视频直播业务，未来视频分辨率将从高清进入到4K、8K 超高清阶段。VR 全景视频能够为用户提供沉浸式、代入感极强的视觉体验，赛事直播、音乐会欣赏、虚拟教学等场景将在5G 时代得到全面商用推进。新媒体业务具有业务量大、数据传输速率高、时延短的特点，需要网络提供大带宽和低时延的支持，为了保障业务质量、提升用户感受，对5G 提出了增强型移动宽带场景的应用需求。

2．大规模机器类型通信

大规模机器类型通信（mMTC）场景主要面向物联网设备应用，如智能抄表、智能家居、智慧城市应用等。该场景具有连接设备数量庞大的特点，每平方千米（km2）可接入设备数量最大可达几百万甚至上千亿个，对5G 网络的连接能力提出了前所未有的挑战。对于电网采集业务，连接数密度为几百万个/km2。如果将采集范围扩展到电力二级设备及各类环控、物联网、多媒体场景，连接数密度将成倍增加。大规模机器类型通信场景下，设备通常需要传输相对少量的非时延敏感数据，同时对设备有电池续航时间及成本控制的需求。

3．超高可靠和低时延通信

超高可靠和低时延通信（uRLLC）场景主要面向工业控制、自动驾驶、智能电网、智慧医疗等对时延和可用性要求十分严格的场景。在工业控制场景下，闭环控制系统在控制周期内接收每个传感器的测量数据，典型的闭环控制过程周期为毫秒级，对系统的通信时间则提出了更高的要求。在自动驾驶、远程驾驶、编队驾驶场景下，需实现车端感知信息和车辆状态信息的实时上传，保障对车辆的实时控制，对5G 网络时延提出了较高要求，远程监视应用时延应小于50ms，对于编队驾驶的时延要求将会更加严苛。在智能电网、智慧医疗场景下，为了实现业务的精确性，同样存在大量应用对未来5G 网络通信的时延要求达到毫秒级。

1.3.2　八大性能指标

5G 时代，面临移动互联网和物联网快速发展的挑战，场景更加复杂多样，AR/VR、超高清视频等应用将带来移动流量超千倍的增长，工业控制、车联网、环境监测、智能家居等应用将推动物联网设备数量的爆发，数以千亿计的物联网设备存在网络接入需求，以实现万物互联。因此，5G 时代不再单独追求速率及带宽的提升，而是要考虑众多场景，满足应用需求。ITU 在5G 建议书中定义了5G 的八大关键性能指标，如图1-3所示，包括峰值数据传输速率、用户体验数据传输速率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、网络能效、区域通信能力。

1．峰值数据传输速率

每名用户/每个设备在理想条件下可以获取的最大数据传输速率（单位：Gbps）。

2．用户体验数据传输速率

移动用户/设备在覆盖区域内随处可获取的可用数据传输速率（单位：Mbps 或Gbps）。

3．时延

无线电网络对信源开始传送数据包到目的地接收数据包的时间造成的延迟（单位：ms）。

4．移动性

属于不同层或无线电接入技术（多层/多种无线接入技术）的经界定QoS 和无缝转换能够达到的最快速度（单位：km/h）。

5．连接数密度

连接数密度是指单位面积内可接入设备或可访问设备的总数（单位：个/km2）。

6．网络能效

网络能效包括两个方面：在网络层面上，指无线接入网络（RAN）之单位能耗的用户传输或接收的信息比特数量（单位：bit/Joule）；在设备层面上，指通信模块之单位能耗的信息比特数量（单位：bit/Joule）。

7．频谱效率

频谱效率是指单位频谱资源和每小区的平均数据吞吐量相较4G 的提升倍数。

8．区域通信能力

区域通信能力是指服务于每个地理区域的总通信吞吐量，以流量密度来衡量（单位：Mbps/m2）。

5G 网络和与其最接近的4G 网络主要性能指标对比如表1-1所示。

1.3.3　标准化进展

目前，5G 网络的标准制定工作主要由3GPP 的工作组SA2、RAN2、RAN3等完成，涉及核心网和无线接入网的相应标准。5G 网络架构的标准化工作将由多个版本完成，包括Rel-14、Rel-15、Rel-16等阶段。

在核心网标准制定方面，3GPP SA2成立了NextGen 研究项目，进行Rel-14阶段的5G 标准化研究。在Rel-14阶段，3GPP 重点研究5G 新型网络架构的功能特性，聚焦网络切片、移动边缘计算、新型接口和协议等技术的标准化工作。

为了加速5G 标准的制定，新一代移动通信技术标准分成了Rel-15、Rel-16两大阶段。在Rel-15阶段，包括非独立组网模式NSA 标准、独立组网模式SA 和延迟交付模式标准。目前Rel-15版本已经完成并冻结，全球的商用服务主要基于Rel-NSA 模型。

Rel-16主要涉及5G 垂直行业应用，包括5G-V2X、工业IoT 等，同时还涉及5G 整体系统的性能提升。Rel-16版本已于2020年3月完结。

对5G 边缘云计算产业而言，无论在技术和产品的提供方面，还是在环境的搭建和应用的开发方面，标准都有着重要意义。5G 边缘云计算产业生态参与者可谓方方面面。除IT 巨头之外，相关的标准组织可谓数不胜数，如ITU、IEEE、IETF、DMTF、OASIS 等。业界各大佬都想争做领头羊，且在相关领域互不相让。

标准的出台是为了兼容、互通，促进产业生态的健康发展和共赢。这里以笔者直接参与的OASIS 的WSDM 与DMTF 的WS-MAN 之间的标准“大战”为例。假设英特尔（Intel）要设计一款外带（Out Band）管理芯片，使得当系统出现故障时，管理软件可以对系统进行故障诊断或重启机器等。如果芯片的设计不遵从已有的标准，很可能已有的管理软件无法“知道”它的存在，更无法对其进行操作，这肯定不是英特尔所希望的。为了配套芯片的使用，英特尔需要发布一整套自己的设计指标，编写一套专门的协议。如果这套指标和协议与已有的标准有出入，那么英特尔会面临两个选择，一个是改变自己的设计，另一个是说服其他厂家接受英特尔的设计从而制定一个新的标准。因为改变自己的设计可能要花费很大力气，并且有些新的功能可能难以实现，因此从标准入手就是明智的选择。

与此同时，现有的各大管理软件，例如，微软的MOM（Microsoft Operation Manager），惠普的HP Openview，IBM 的Tivoli 都有自己的设计和方法。如果不支持英特尔，它们就会失去这个市场机会；而如果完全按照英特尔的标准，它们就需要花费力气重新设计，并且有可能不得不改变各自原来的产品路线图。这个时候就需要大家坐下来谈，并且经过多轮谈判，达成最大程度的共识从而形成新的“标准”。而那些更多的、影响力较小的管理软件公司，应该做的就是快速学习跟进。

5G 边缘云计算涉及的技术领域非常广泛，标准也非常多，不可能也没有必要把每个标准都拿来面面俱到地去研究。而应该把注意力放在围绕边缘资源的描述（Description）和使用（Access）相关的两大标准体系上，这也是5G 边缘云计算服务的提供者和消费者共同关心的。特别是对于5G 边缘云计算技术和产品的提供者来说，要学会明智地参与到标准体系的建设中。所谓“明智”，就是不要为参与标准而参与，而是要根据自身的产品技术方向和在5G 边缘云业态中的位置，同时参考竞争对手的动向，有目的地参与。先进去和“高手”学学，在有条件、有必要的时候再成为引领者。

需要指出的是，5G 边缘云计算涉猎领域很广，再加上5G 通信技术，就标准化而言，一劳永逸（One size fits all）是不可能的，但为每个行业制定一个标准也不现实。一个合适的做法，应该是求同存异（One size fits many），应该集中在几个相对“大”的行业上。现阶段只是5G 的开始，什么样的行业真正称得上“大”是需要进一步研究的。