電信運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商和測試設(shè)備提供商都在競相推出5G無線系統(tǒng)。我們都已知道5G的好處：更快的速度、更低的延遲、更高的密度。盡管固定互聯(lián)網(wǎng)接入已確定無疑地成為首要的5G應(yīng)用，但還有很多其它方面的應(yīng)用，其中包括移動(dòng)應(yīng)用。

盡管業(yè)界考慮的大都是5G的未來收益，但還有其它好處也不容忽視。對元器件、設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的巨大投資將產(chǎn)生除5G網(wǎng)絡(luò)之外的諸多益處。我在這里列舉五個(gè)供大家參考。

一切都在于mmWave。許多5G系統(tǒng)都是基于毫米波頻率的寬頻譜，基本上都在30 GHz及以上頻段。一直以來，這些頻率主要用于軍事系統(tǒng)、衛(wèi)星通信和其他相對專窄的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，這樣局面將不復(fù)存在。對毫米波的巨大投資將催生一個(gè)繁榮的商用產(chǎn)業(yè)，尤其是無源器件、無線電、功率放大器和天線等相關(guān)產(chǎn)品。隨著產(chǎn)量的飛速增長，預(yù)計(jì)這些器件的價(jià)格將急劇下降，這將為現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)帶來很多好處。

相控陣?yán)走_(dá)。相控陣?yán)走_(dá)（見圖1）是有望從5G毫米波獲益最多的現(xiàn)有應(yīng)用之一。相控陣?yán)走_(dá)不僅與5G網(wǎng)絡(luò)共享相同的頻段，而且其波束成形技術(shù)（如圖2）也與5G相似。畢竟，天線波束是由每個(gè)天線單元接收或輻射信號(hào)的相長和相消干涉形成的。無論是尖端的軍事防御系統(tǒng)，還是5G基站的流視頻應(yīng)用，都是如此，因?yàn)樾纬刹ㄊ臄?shù)學(xué)原理是完全一樣的。5G移動(dòng)應(yīng)用也將增加實(shí)時(shí)跟蹤特性。業(yè)界在5G網(wǎng)絡(luò)的低成本相控陣天線、波束成形算法，以及相位和幅度可調(diào)元器件技術(shù)方面的大量投資也將為高端軍事系統(tǒng)帶來成本改善和生產(chǎn)率的提高。另外一個(gè)好處是：用于驗(yàn)證波束成形設(shè)計(jì)的多通道測試設(shè)備將可用于民用5G和軍事應(yīng)用兩方面。

圖1：Movandi BeamX的原型是基于大批量CMOS工藝的64元毫米波相控陣天線。這是將毫米波組件推向市場的商業(yè)市場競爭的一個(gè)例子。圖片來源：Movandi公司。

圖2：波束成形對5G的重要性跟它對相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)一樣。隨著行業(yè)在這個(gè)技術(shù)和測試設(shè)備方面的競爭發(fā)展，兩類應(yīng)用都將從中受益。圖片來源：Keysight Technologies。

點(diǎn)對點(diǎn)毫米波回程。在開發(fā)5G無線電技術(shù)的競爭中，經(jīng)常被忽略的是回程問題。也就是說，5G基站在部署時(shí)如何訪問互聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)？傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)部署是通過光纖電纜連接到電信運(yùn)營商的核心網(wǎng)絡(luò)，核心網(wǎng)再整體連接到互聯(lián)網(wǎng)。如果技術(shù)可行且經(jīng)濟(jì)成本合理的話，情況仍將如此。然而，這會(huì)因多種原因而具有挑戰(zhàn)性。畢竟，5G網(wǎng)絡(luò)將比傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)更加密集，基站距每個(gè)用戶的距離不到200米。

再說光纖也不是在每個(gè)基站節(jié)點(diǎn)都可用，依賴光纖也會(huì)有悖于5G的關(guān)鍵賣點(diǎn)之一，即容易部署。理想情況下，小型5G基站可以部署在街邊的路燈上，正好利用其電力供電，以避免挖掘和鋪設(shè)新的線路。通過到每個(gè)基站的點(diǎn)對點(diǎn)毫米波鏈路就可以執(zhí)行回程了。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)根本不需要邊緣端光纖鋪設(shè)，這對城市街區(qū)的居民來說倒是一大便利。較長距離的點(diǎn)對點(diǎn)鏈接可用于更多偏遠(yuǎn)居住區(qū)。規(guī)模經(jīng)濟(jì)將使點(diǎn)對點(diǎn)無線回程成為更可行的替代方案。

游戲。對網(wǎng)絡(luò)性能的一些高要求來自游戲玩家，這是因?yàn)橛螒蛞缶W(wǎng)絡(luò)同時(shí)具有高帶寬和低延遲性能。但是，游戲依賴于本地ISP的性能，這通常已經(jīng)針對視頻流進(jìn)行了優(yōu)化。據(jù)估計(jì)，北美超過70％的互聯(lián)網(wǎng)流量是視頻流，這需要高帶寬，但對延遲的要求沒有那么苛刻。5G可能會(huì)改變這一點(diǎn)。

憑借URLLC（超可靠低延遲通信）技術(shù)，5G可以實(shí)現(xiàn)低于1ms的延遲，這足以滿足遠(yuǎn)程機(jī)器人甚至遠(yuǎn)程手術(shù)的要求。當(dāng)然，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)鏈設(shè)計(jì)都必須滿足低延遲要求，而不僅僅是無線部分。隨著這類設(shè)計(jì)的激增，無論是5G網(wǎng)絡(luò)還是有線網(wǎng)絡(luò)，低延遲性能都將大幅提升。有了這些極短的延遲，許多應(yīng)用中就可實(shí)現(xiàn)觸控反饋，比如游戲、遙控（如圖3）和工廠自動(dòng)化。相信這些應(yīng)用會(huì)蓬勃發(fā)展起來。

圖3：通過5G通信網(wǎng)絡(luò)，外科醫(yī)生佩戴一個(gè)感應(yīng)手套即可進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)。一旦低延遲通信網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)，無數(shù)新的應(yīng)用將成為可能。圖片來源：愛立信。

打破邊緣網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)一直是一個(gè)顛覆者，不僅僅是對通信網(wǎng)絡(luò)，對全球整體經(jīng)濟(jì)也是一樣。核心通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從只提供語音服務(wù)的電路交換網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù)的分組交換網(wǎng)絡(luò)。今天的大部分手機(jī)套餐計(jì)劃都包括免費(fèi)的長途語音通話，但需要為數(shù)據(jù)服務(wù)付費(fèi)。雖然由于光纖骨干網(wǎng)和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）的發(fā)展，電信核心網(wǎng)已經(jīng)發(fā)生了很大變化，但邊緣網(wǎng)絡(luò)仍然保持著多年不變的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：電話或有線電視公司通過有線線路提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。

隨著5G的發(fā)展，這個(gè)局面即將改變。固定無線接入是互聯(lián)網(wǎng)接入的一種替代方案，將會(huì)為ISP市場帶來迫切需要的競爭。最近關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中立性的爭論突顯了人們的擔(dān)憂：處于壟斷地位的ISP服務(wù)商試圖限制互聯(lián)網(wǎng)接入。而5G將成為現(xiàn)有ISP服務(wù)的有力競爭者，使得互聯(lián)網(wǎng)接入限制不大可行，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致客戶轉(zhuǎn)向新的競爭對手。新進(jìn)入者的威脅也可能會(huì)迫使現(xiàn)有ISP做出一些改變。畢竟，移動(dòng)電話服務(wù)商也知道城市市場是5G的大好機(jī)會(huì)，誰想因?yàn)榈÷约旱目蛻舳侨胧夷兀?/p>

這并不是說5G網(wǎng)絡(luò)將是中立性的。預(yù)計(jì)優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)，特別是低延遲通信，還是需要額外付費(fèi)的。這些專用網(wǎng)絡(luò)不符合現(xiàn)有ISP的商業(yè)模式。醫(yī)院可能會(huì)需要與其救護(hù)車之間保持低延遲通信，以執(zhí)行緊急的現(xiàn)場分診手術(shù)，醫(yī)院愿意為這種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)額外付費(fèi)。

但這些服務(wù)并不僅限于醫(yī)院，也許所有的低延遲應(yīng)用都會(huì)有類似的模式。游戲、機(jī)器人、教育、醫(yī)療，以及許多其他行業(yè)可能都會(huì)為這種專用網(wǎng)絡(luò)付費(fèi)，以滿足他們特定的需要。最終，邊緣網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)從目前的“愛用不用”的單一型體系結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸幌盗刑厣阅軐傩缘慕Y(jié)構(gòu)，從而可滿足實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用場景的特殊需求。