1.3　5G 的特點

1G 到4G 時代的移動通信技術已經對人們的生活方式產生了深刻的變革，5G 時代將面對更加多樣化的通信場景需求，包括移動流量的激增、海量設備互聯、AR/VR 等創新行業應用，5G 時代將是萬物感知、智能互聯的新時代。

根據不同業務場景，5G 網絡需要滿足多種多樣的應用需求，例如，智慧能源、智慧農業、智慧電網等應用存在大量的物聯網設備接入需求，自動駕駛、工業應用、遠程控制等場景要求網絡時延達到毫秒級，高清視頻、AR/VR 應用要求移動網絡帶寬足夠大。這些不同的場景需求對5G 網絡的智能性及靈活性提出了較高的要求。國際電信聯盟（ITU）根據應用需求不同，對5G 主要應用場景及關鍵性能指標進行了分析歸納，包括增強型移動寬帶（eMBB）、大規模機器類型通信（mMTC）、超高可靠和低時延通信（uRLLC）三大特征，以及峰值數據傳輸速率、用戶體驗數據傳輸速率、時延等八大關鍵性能指標。

1.3.1　三大特征

增強型移動寬帶（eMBB）、大規模機器類型通信（mMTC）、超高可靠和低時延通信（uRLLC）是ITU 給出的5G 三大特征。這三大特征可以惠及各個行業，覆蓋了當前各行業對網絡通信的應用需求，在網絡層面對各行業的應用創新提供了強力支撐和保障，促進了諸如無人駕駛、AR/VR、工業控制、遠程醫療等行業的跨越式發展，如圖1-2所示。下面我們對5G 三大特征進行簡要的介紹。

1．增強型移動寬帶

增強型移動寬帶（eMBB）場景主要面向人們日常數據應用，支撐超高用戶體驗數據傳輸速率及流量密度。隨著AR/VR、超高清視頻等新媒體業務的快速發展，通信網絡面臨著數據流量的激增。前面提過，2019年第1季度全球移動數據每月已有近29EB，同比增長約82%，未來全球移動數據總流量將繼續增長。超高清視頻將成為未來新媒體行業的基礎業務。各大媒體集團包括廣電和騰訊視頻、優酷視頻等互聯網媒體都在積極布局超高清視頻直播業務，未來視頻分辨率將從高清進入到4K、8K 超高清階段。VR 全景視頻能夠為用戶提供沉浸式、代入感極強的視覺體驗，賽事直播、音樂會欣賞、虛擬教學等場景將在5G 時代得到全面商用推進。新媒體業務具有業務量大、數據傳輸速率高、時延短的特點，需要網絡提供大帶寬和低時延的支持，為了保障業務質量、提升用戶感受，對5G 提出了增強型移動寬帶場景的應用需求。

2．大規模機器類型通信

大規模機器類型通信（mMTC）場景主要面向物聯網設備應用，如智能抄表、智能家居、智慧城市應用等。該場景具有連接設備數量龐大的特點，每平方千米（km2）可接入設備數量最大可達幾百萬甚至上千億個，對5G 網絡的連接能力提出了前所未有的挑戰。對于電網采集業務，連接數密度為幾百萬個/km2。如果將采集范圍擴展到電力二級設備及各類環控、物聯網、多媒體場景，連接數密度將成倍增加。大規模機器類型通信場景下，設備通常需要傳輸相對少量的非時延敏感數據，同時對設備有電池續航時間及成本控制的需求。

3．超高可靠和低時延通信

超高可靠和低時延通信（uRLLC）場景主要面向工業控制、自動駕駛、智能電網、智慧醫療等對時延和可用性要求十分嚴格的場景。在工業控制場景下，閉環控制系統在控制周期內接收每個傳感器的測量數據，典型的閉環控制過程周期為毫秒級，對系統的通信時間則提出了更高的要求。在自動駕駛、遠程駕駛、編隊駕駛場景下，需實現車端感知信息和車輛狀態信息的實時上傳，保障對車輛的實時控制，對5G 網絡時延提出了較高要求，遠程監視應用時延應小于50ms，對于編隊駕駛的時延要求將會更加嚴苛。在智能電網、智慧醫療場景下，為了實現業務的精確性，同樣存在大量應用對未來5G 網絡通信的時延要求達到毫秒級。

1.3.2　八大性能指標

5G 時代，面臨移動互聯網和物聯網快速發展的挑戰，場景更加復雜多樣，AR/VR、超高清視頻等應用將帶來移動流量超千倍的增長，工業控制、車聯網、環境監測、智能家居等應用將推動物聯網設備數量的爆發，數以千億計的物聯網設備存在網絡接入需求，以實現萬物互聯。因此，5G 時代不再單獨追求速率及帶寬的提升，而是要考慮眾多場景，滿足應用需求。ITU 在5G 建議書中定義了5G 的八大關鍵性能指標，如圖1-3所示，包括峰值數據傳輸速率、用戶體驗數據傳輸速率、頻譜效率、移動性、時延、連接數密度、網絡能效、區域通信能力。

1．峰值數據傳輸速率

每名用戶/每個設備在理想條件下可以獲取的最大數據傳輸速率（單位：Gbps）。

2．用戶體驗數據傳輸速率

移動用戶/設備在覆蓋區域內隨處可獲取的可用數據傳輸速率（單位：Mbps 或Gbps）。

3．時延

無線電網絡對信源開始傳送數據包到目的地接收數據包的時間造成的延遲（單位：ms）。

4．移動性

屬于不同層或無線電接入技術（多層/多種無線接入技術）的經界定QoS 和無縫轉換能夠達到的最快速度（單位：km/h）。

5．連接數密度

連接數密度是指單位面積內可接入設備或可訪問設備的總數（單位：個/km2）。

6．網絡能效

網絡能效包括兩個方面：在網絡層面上，指無線接入網絡（RAN）之單位能耗的用戶傳輸或接收的信息比特數量（單位：bit/Joule）；在設備層面上，指通信模塊之單位能耗的信息比特數量（單位：bit/Joule）。

7．頻譜效率

頻譜效率是指單位頻譜資源和每小區的平均數據吞吐量相較4G 的提升倍數。

8．區域通信能力

區域通信能力是指服務于每個地理區域的總通信吞吐量，以流量密度來衡量（單位：Mbps/m2）。

5G 網絡和與其最接近的4G 網絡主要性能指標對比如表1-1所示。

1.3.3　標準化進展

目前，5G 網絡的標準制定工作主要由3GPP 的工作組SA2、RAN2、RAN3等完成，涉及核心網和無線接入網的相應標準。5G 網絡架構的標準化工作將由多個版本完成，包括Rel-14、Rel-15、Rel-16等階段。

在核心網標準制定方面，3GPP SA2成立了NextGen 研究項目，進行Rel-14階段的5G 標準化研究。在Rel-14階段，3GPP 重點研究5G 新型網絡架構的功能特性，聚焦網絡切片、移動邊緣計算、新型接口和協議等技術的標準化工作。

為了加速5G 標準的制定，新一代移動通信技術標準分成了Rel-15、Rel-16兩大階段。在Rel-15階段，包括非獨立組網模式NSA 標準、獨立組網模式SA 和延遲交付模式標準。目前Rel-15版本已經完成并凍結，全球的商用服務主要基于Rel-NSA 模型。

Rel-16主要涉及5G 垂直行業應用，包括5G-V2X、工業IoT 等，同時還涉及5G 整體系統的性能提升。Rel-16版本已于2020年3月完結。

對5G 邊緣云計算產業而言，無論在技術和產品的提供方面，還是在環境的搭建和應用的開發方面，標準都有著重要意義。5G 邊緣云計算產業生態參與者可謂方方面面。除IT 巨頭之外，相關的標準組織可謂數不勝數，如ITU、IEEE、IETF、DMTF、OASIS 等。業界各大佬都想爭做領頭羊，且在相關領域互不相讓。

標準的出臺是為了兼容、互通，促進產業生態的健康發展和共贏。這里以筆者直接參與的OASIS 的WSDM 與DMTF 的WS-MAN 之間的標準“大戰”為例。假設英特爾（Intel）要設計一款外帶（Out Band）管理芯片，使得當系統出現故障時，管理軟件可以對系統進行故障診斷或重啟機器等。如果芯片的設計不遵從已有的標準，很可能已有的管理軟件無法“知道”它的存在，更無法對其進行操作，這肯定不是英特爾所希望的。為了配套芯片的使用，英特爾需要發布一整套自己的設計指標，編寫一套專門的協議。如果這套指標和協議與已有的標準有出入，那么英特爾會面臨兩個選擇，一個是改變自己的設計，另一個是說服其他廠家接受英特爾的設計從而制定一個新的標準。因為改變自己的設計可能要花費很大力氣，并且有些新的功能可能難以實現，因此從標準入手就是明智的選擇。

與此同時，現有的各大管理軟件，例如，微軟的MOM（Microsoft Operation Manager），惠普的HP Openview，IBM 的Tivoli 都有自己的設計和方法。如果不支持英特爾，它們就會失去這個市場機會；而如果完全按照英特爾的標準，它們就需要花費力氣重新設計，并且有可能不得不改變各自原來的產品路線圖。這個時候就需要大家坐下來談，并且經過多輪談判，達成最大程度的共識從而形成新的“標準”。而那些更多的、影響力較小的管理軟件公司，應該做的就是快速學習跟進。

5G 邊緣云計算涉及的技術領域非常廣泛，標準也非常多，不可能也沒有必要把每個標準都拿來面面俱到地去研究。而應該把注意力放在圍繞邊緣資源的描述（Description）和使用（Access）相關的兩大標準體系上，這也是5G 邊緣云計算服務的提供者和消費者共同關心的。特別是對于5G 邊緣云計算技術和產品的提供者來說，要學會明智地參與到標準體系的建設中。所謂“明智”，就是不要為參與標準而參與，而是要根據自身的產品技術方向和在5G 邊緣云業態中的位置，同時參考競爭對手的動向，有目的地參與。先進去和“高手”學學，在有條件、有必要的時候再成為引領者。

需要指出的是，5G 邊緣云計算涉獵領域很廣，再加上5G 通信技術，就標準化而言，一勞永逸（One size fits all）是不可能的，但為每個行業制定一個標準也不現實。一個合適的做法，應該是求同存異（One size fits many），應該集中在幾個相對“大”的行業上。現階段只是5G 的開始，什么樣的行業真正稱得上“大”是需要進一步研究的。