一文讀懂5G比4G究竟好在哪兒

　　在中文互聯(lián)網(wǎng)上，雖然 5G 報(bào)道如火如荼，對(duì) 5G 技術(shù)的了解卻有些片面。5G 的意義，也被普遍低估了。

　　正如第一代 iPhone 面世時(shí)，眾多手機(jī)廠商挖苦股價(jià)只有 10 美元的蘋果公司不務(wù)正業(yè)，而沒有意識(shí)到 iPhone 開啟了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的元紀(jì)年。

　　同樣的，5G 會(huì)帶來(lái)第三次互聯(lián)網(wǎng)革命，但多數(shù)人 5G 的認(rèn)知，卻僅僅停留在了「比 4G 快一些」。

　　這是因?yàn)?1G 到 4G 的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都是以手機(jī)為中心，所以人們自然而然用 3G 到 4G 的升級(jí)去類比 4G 到 5G 的升級(jí)。

　　其實(shí)，「快」，只是 5G 為互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)眾多質(zhì)變中，不那么重要的一點(diǎn)。5G 是全能網(wǎng)絡(luò)，會(huì)為整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)質(zhì)變。

　　除了極大的速度提升外，5G 還帶來(lái)的極低的網(wǎng)絡(luò)延遲，針對(duì)不同設(shè)備的分層網(wǎng)絡(luò)等從未有過的技術(shù)進(jìn)步。

　　通過 5G，互聯(lián)網(wǎng)的觸角將再次延伸，這次一次它將能輕松觸及到每一個(gè)人類社會(huì)的電子設(shè)備;有線網(wǎng)絡(luò)將被無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全面取代;連接成本、能量消耗、延遲、速度，都將迎來(lái)史無(wú)前例的革新。

　　這篇回答，我們將從連接質(zhì)量和連接成本兩個(gè)框架下剖析 5G 的技術(shù)，進(jìn)行橫向和縱向的對(duì)比。我們既會(huì)從抽象上將 5G 的技術(shù)進(jìn)步與前兩次互聯(lián)網(wǎng)革命進(jìn)行類比，也會(huì)深入討論一些具體的前沿變革。

　　1. 關(guān)于 5G 的標(biāo)準(zhǔn)建立

　　5G，全稱第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(5th Generation Mobile Networks)。嚴(yán)格的講它并不是一個(gè)或者一套具體的產(chǎn)品，而是指代一套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　信息通信系統(tǒng)是極度復(fù)雜的。從手機(jī)，到電信基站，到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)服務(wù)器，上萬(wàn)套不同的設(shè)備互相協(xié)作，才能構(gòu)成一個(gè)擁有完整功能的通信系統(tǒng)。

　　世界上沒有哪個(gè)公司有能力造出系統(tǒng)中的每一件產(chǎn)品。這樣既不經(jīng)濟(jì)，也有太高的風(fēng)險(xiǎn)。因此，全世界的通信系統(tǒng)公司們會(huì)合作制定一套標(biāo)準(zhǔn)，這套標(biāo)準(zhǔn)確立了這個(gè)完整系統(tǒng)的各種參數(shù)和指標(biāo)，也確立了每一個(gè)生產(chǎn)商與其他生產(chǎn)商的對(duì)接方式。

　　不難想象，參與人數(shù)眾多，規(guī)模如此復(fù)雜的一套標(biāo)準(zhǔn)，在制定的過程中必然會(huì)出各種沖突與矛盾。經(jīng)歷了眾多代通訊標(biāo)準(zhǔn)的大討論，場(chǎng)上的玩家不是更樂于合作了，而是變得更斤斤計(jì)較了。

　　于是，在 5G 標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，這些矛盾有進(jìn)一步的計(jì)劃，甚至上升到了國(guó)家利益層面。標(biāo)準(zhǔn)的的產(chǎn)生通常是巨頭的游戲，中國(guó)最大的兩家通信系統(tǒng)相關(guān)公司華為與中興就在 5G 計(jì)劃之初積極參與其標(biāo)準(zhǔn)的制定，過程上不乏與美國(guó)，歐洲等行業(yè)巨頭的角力與合作。盡管 5G 標(biāo)準(zhǔn)的制定過程遠(yuǎn)非一帆風(fēng)順，巨頭間的博弈并不會(huì)阻止 5G 發(fā)展的時(shí)代大勢(shì)。

　　在此我們將把重心放在 5G 的消費(fèi)者市場(chǎng)，本文所提及的，是無(wú)論技術(shù)誰(shuí)來(lái)領(lǐng)導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)是否分裂、市場(chǎng)有多強(qiáng)的監(jiān)管，都必然會(huì)發(fā)生的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)變革。

　　5G 的技術(shù)升級(jí)非常的復(fù)雜，在此我們決定簡(jiǎn)化技術(shù)細(xì)節(jié)的科普，把重心放在技術(shù)升級(jí)帶來(lái)的消費(fèi)者體驗(yàn)升級(jí)上，從結(jié)果入手來(lái)分析 5G 的「質(zhì)變」是什么，我們強(qiáng)調(diào)的「革命性不同」到底在哪里。

　　2. 體驗(yàn)升級(jí)分為連接質(zhì)量提升和連接成本降低

　　幾乎每個(gè)人都知道 5G 會(huì)比 4G 更新更強(qiáng)。

　　然而，對(duì)于 5G 的認(rèn)知，包括很多熟知通信和互聯(lián)網(wǎng)的從業(yè)人員，都還停留在了類比 4G 與 3G 的階段，即「速度更快」這一基礎(chǔ)概念上。

　　其實(shí)上，雖然 5G 比目前最快的 4G 版本的連接速度快 100 倍(4G 比 3G 快 10 倍)，速度的增加也僅是 5G 將會(huì)帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步之一。甚至，我們大膽判斷，5G的速度提升只是其技術(shù)進(jìn)步中最不重要的一個(gè)。

　　無(wú)論哪一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其本質(zhì)都是一種商品，人們購(gòu)買這種商品來(lái)接入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)從而達(dá)到通信的目的。那么作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接產(chǎn)品，5G 帶給市場(chǎng)最直觀的兩大體驗(yàn)升級(jí)就是其連接質(zhì)量的提升和連接成本的降低。

　　無(wú)論你是一個(gè)直接消費(fèi)者還是一個(gè) 5G 的創(chuàng)業(yè)者，投資人，明白這兩個(gè)概念是深入理解 5G 革命的第一步。

　　連接質(zhì)量分為帶寬和延遲

　　帶寬

　　提到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連接質(zhì)量，消費(fèi)者首要關(guān)心的就是網(wǎng)速，行話稱之為帶寬(bandwidth)，即單位時(shí)間內(nèi)的比特信息傳輸總量，我們常說(shuō)的下載速度就是由帶寬決定的。

　　截至 2018 年第三季度，中國(guó)移動(dòng) 4G LTE 平均下載速度是 30Mbps(Megabits per second，既兆每秒)，和我們平時(shí)見到的有線寬帶速度差不多。

　　從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，消費(fèi)者平時(shí)的高清視頻直播的帶寬需求大約是 2-10Mbps，英雄聯(lián)盟、吃雞一類的即時(shí)互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)挼男枨蟠蠹s是 1-3Mbps，如果帶寬不足，游戲和視頻就會(huì)出現(xiàn)卡頓。

　　根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，5G 的用戶帶寬最高將達(dá)到 1Gbps(1024Mbps)，是目前 4G 的 30 倍，而其峰值帶寬可以達(dá)到難以想象的20Gbps，超越 4G 百倍。

　　橫向?qū)Ρ痊F(xiàn)在，這樣的用戶帶寬大概和一個(gè)機(jī)械硬盤的寫入速度差不多，堪比世界網(wǎng)速最快國(guó)家日本的家用光纖網(wǎng)絡(luò)(Fiber-optic network);

　　縱向?qū)Ρ葰v史，設(shè)計(jì)速度上來(lái)看 2G 比 1G 快了 20 倍，3G 比 2G 快了 20 倍，4G 比 3G 快了 10 倍，而 5G 相對(duì) 4G 的百倍帶寬將是歷史上提升最大的一次;這樣的速度是 4K 清晰度直播流媒體(25Mbps)所需求的 40 倍。

　　基于目前的行業(yè)預(yù)測(cè)，5G 所提供的帶寬甚至能滿足未來(lái) 20 年消費(fèi)者對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，并全面超越有線互聯(lián)網(wǎng)。

　　延遲

　　然而就像我們前面所言，5G 對(duì)連接質(zhì)量的提升，遠(yuǎn)不只體現(xiàn)在帶寬上，5G 網(wǎng)絡(luò)的延遲(latency)才是重頭戲。

　　網(wǎng)絡(luò)通信永遠(yuǎn)都繞不開延遲這一關(guān)。作為反映數(shù)據(jù)從被發(fā)送到被接受的時(shí)間指標(biāo)，延遲的重要性并不比帶寬底，如果說(shuō)帶寬決定的是網(wǎng)絡(luò)的下載速度，那么延遲決定的就是網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)速度。

　　以日常的應(yīng)用為例，延遲的高低直接影響了直播、手游、導(dǎo)航、交易、遠(yuǎn)程操控等一切對(duì)即時(shí)反應(yīng)有高要求的網(wǎng)絡(luò)傳輸。很多網(wǎng)絡(luò)游戲玩家都有過「明明下載速度很快但是玩兒游戲還是卡」的經(jīng)歷，本質(zhì)就是網(wǎng)絡(luò)延遲出了問題。

　　以手游王者榮耀為例，其官方推薦的帶寬要求只有 1Mbps，可以說(shuō)成熟的 3G 網(wǎng)絡(luò)就能能輕松滿足其帶寬要求。為什么 3G 時(shí)代幾乎沒有任何的手機(jī)在線網(wǎng)游呢?

　　拋開成本來(lái)說(shuō)，4G 的網(wǎng)絡(luò)延遲比 3G 時(shí)代降低了大約 70%，達(dá)到了和家用有線網(wǎng)絡(luò)差不多的水平，這也直接導(dǎo)致了那些原來(lái)只能在電腦、筆記本上使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能在手機(jī)上得以實(shí)現(xiàn)。

　　網(wǎng)絡(luò)提供商 CableFree 于 2017 年發(fā)布的各代通信網(wǎng)絡(luò)與有線 Wifi 網(wǎng)絡(luò)延遲對(duì)比

　　有趣的是，在過去的十年間，無(wú)論是家庭有線網(wǎng)絡(luò)還是手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)延遲都沒太大變化，這一重要的指標(biāo)經(jīng)常已經(jīng)被人們所習(xí)慣和忽略了。

　　事實(shí)上，目前的整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)有著巨大潛力被現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)延遲所牢牢限制，沒有被發(fā)掘和利用，無(wú)數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲有高要求的應(yīng)用無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

　　在降低通信網(wǎng)絡(luò)延遲這方面，金融行業(yè)的高頻交易公司就是最直觀的例子，他們走在了前面，并嘗到了巨大的甜頭。

　　2013 年，美國(guó)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商 Hibernia Atlantic 斥資 6 億美元，只為修建一條長(zhǎng)達(dá) 6 千多公里的光纖網(wǎng)絡(luò)線路，專門服務(wù)紐約和倫敦的高頻股票交易公司，可以把兩地的光纖網(wǎng)絡(luò)延遲降低到 59 毫秒，比之前的低了 6 毫秒。

　　光是連入該條網(wǎng)絡(luò)的「入網(wǎng)費(fèi)」就達(dá)到 1500 萬(wàn)美元，然而對(duì)那些高頻交易公司來(lái)說(shuō)，每一毫秒的提升可以帶來(lái)最多每年 1 億美元的價(jià)值。

　　從數(shù)據(jù)上來(lái)看，目前最先進(jìn)的 4G LTE 平均延遲大概在 90 毫秒，普通的有線網(wǎng)絡(luò)大概是 50-120 毫秒，而 5G 的目標(biāo)延遲是 10 毫秒以內(nèi)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)約為 4G 的 1/50，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)得低于目前的普通有線網(wǎng)絡(luò)。我們有理由相信，5G 的超低延遲將會(huì)是一顆引爆互聯(lián)網(wǎng)潛能的核彈!

　　然而正如我們一開始所講到的，如說(shuō)帶寬的提升是一種「增強(qiáng)」，那么延遲的降低則是一種前所未有的「升級(jí)」。

　　5G 帶來(lái)了比 4G 近乎百倍的連接質(zhì)量提升，它是一種市場(chǎng)從來(lái)沒有體驗(yàn)過的超低延遲、超大帶寬網(wǎng)絡(luò)，毫不夸張的說(shuō)，上一次消費(fèi)者們經(jīng)歷如此巨大的體驗(yàn)升級(jí)還是 20 年前寬帶入戶的時(shí)候，那是我們第一次知道撥號(hào)上網(wǎng)是多么的落后。

　　我們可以斷言，目前市場(chǎng)的一切交互式網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)：流媒體、游戲、在線交易都是基于目前的延遲和帶寬所設(shè)計(jì)的，在 5G 時(shí)代，創(chuàng)業(yè)者們需要重新去思考與設(shè)計(jì)在 5G 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下的互聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)的內(nèi)容和方式。就像市場(chǎng)在 3G 時(shí)代無(wú)法想象直播一樣，普通消費(fèi)者可能也難以站在 4G 的背景下去想象 5G 的互聯(lián)網(wǎng)又能帶來(lái)怎樣的可能。

　　基于我們的初步判斷，5 年之內(nèi)，受益于 5G 的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，規(guī)?；募杏?jì)算將會(huì)逐漸成為主流，游戲，即時(shí)控制，人工智能，虛擬現(xiàn)實(shí)，遠(yuǎn)程醫(yī)療等近年來(lái)因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展遇到了瓶頸的行業(yè)將會(huì)進(jìn)入一個(gè)全新的爆發(fā)期。更多的行業(yè)細(xì)節(jié)我們將在之后發(fā)布的專欄文章進(jìn)行討論。