5G：新的全方位网络

第五代移动电话网络应用前景广阔，业界对其多有期许，然而批评者认为，更新换代的代价过于高昂。

拥有博士学位的物理学家迈克尔·莱姆克在电信部门工作已超过24年，可以说他是该领域中的老手。近四分之一个世纪中，他经历了多次移动通信标准的更替，不过，他认为只有第五代移动电话网络（“5G”）才是一场真正的革命。

美丽的新5G世界

华为高级技术专家莱姆克先生认为，我们今天所熟知的互联网将消失，因为第五代移动电话网络将无处不在，只需要开机，网络就将一直存在。莱姆克先生并不是唯一一个如此刻画5G宏伟蓝图的人，事实上业界对于第五代移动电话网络的介绍完全像是一个乌托邦：移动数据速率将是今天的10～100倍，延迟时间是人类完全不会察觉到的1ms，这一数字将是现行标准的千分之一。此外，每个无线电小区可以容纳的设备将是现在的100倍，从技术的角度来看，诸如连接断开、无线电小区过载和移动通信费率计划的数量限制等问题将一举解决。按照莱姆克先生的说法，我们总能够接收到信号，即使在无线电小区的边缘，网络总是如影随形。

按照已有的规划，这个乌托邦将在2020年部署实现，也就是还有不到4年的时间。除了超高的数据传输速率和随时随地可用之外，移动通信专家莱姆克先生认为，5G网络另一个巨大的飞跃是“连接一切可以连接的”。5G可以成为物联网、自动驾驶汽车和智能生产的工业4.0的基础，除了现有的网络设备之外，街道、工厂、医院、足球场、电力线、港口乃至整个智能的城市都将可以通过5G网络连接。

然而，5G的目标主要在于“网络社会”（Networked Society，爱立信对未来完全连接的社会的术语）和“千兆位的社会”。事实上，欧盟数字专员京特·欧汀纳甚至在2016年的IFA活动上为人们描绘了一个“千兆字节的社会”。

从千兆位到千兆字节

千兆位和千兆字节社会的技术基础其实还没有创造出来，相反，关于未来无线高速通信标准化的谈判才刚刚开始。

为了按计划实现目标，目前网络设备和互联网提供商正倾尽全力支持5G关键技术的开发工作。在德国，这项研究工作的焦点是德累斯顿理工大学的“德国5G实验室”：一个由22名教授和大约600名员工组成的跨学科团队正在努力开发这个未来的网络，而它得到了诸如沃达丰、诺基亚、爱立信和博世等工业巨头的支持。

德国电信也同样在为此而努力：为了促进5G技术的发展，从2016年1月以来，德国电信一直在为自己在德累斯顿理工大学的工作组提供资金：该工作组被称为“德国电信通信网络研究院”。主持人是弗兰克·费策克教授，他也是5G实验室科学家的协调人。

可触摸的互联网

5G实验室研究的焦点之一是所谓的“触觉互联网”：由于5G网络的延迟时间极低，因而人们可以通过使用VR护目镜和机电手套与距离他们数百公里的人或者物体进行实时交互。这种技术前景广阔，例如它可以被应用于远程医疗领域：那些只有少数专家能够进行的复杂医疗操作，医生和患者都不必转移到另一个地方，医生可以使用VR护目镜和手套通过5G网络进行手术。

华为也正在开展远程医疗等5G应用研究，虽然中国网络设备提供商没有参与德累斯顿的5G实验室工作，但是自2009年，华为就已经开始进行5G研究，并在组网架构、频谱使用、空口技术、基站实现等多个领域均取得了突破性进展。华为公司承诺在2018年前至少投资6亿美元用于5G研究和创新（不包含产品的开发）。为推动5G技术发展和生态系统的形成，华为积极与业界各类组织展开合作，与英国萨里大学联合运作英国“5G创新中心”（5GIC）项目，并计划在2018年前向5GIC投资500万英镑用于关键技术的研究创新与测试验证。同时，华为还联手欧洲合作伙伴在德国慕尼黑发起面向垂直行业的5G VIA（5G Vertical Industry Accelerator）联盟，通过建立大型5G测试床，仿真验证垂直行业的真实应用场景。该计划还包括投资一个在伊萨尔河右边的慕尼黑诊所，相信与远程医疗有关。

然而，没有人真正知道慕尼黑的测试情况，在与华为联系时，该公司表示测试的详细信息“目前尚无法向公众公布”。然而，2015年2月发布的新闻稿使人们有可能猜测投资到底应该如何得到回报。根据新闻稿，测试环境可以测试开发的算法，在特定场景下，针对2020年以后的数字社会的垂直市场进行测试。

提供者真正计划什么？

“垂直市场”一词揭示了网络设备和互联网提供商如何从2020年起收回投资：新的业务领域与5G的网络结构密切相关，可以有各种所谓的特殊服务，例如在专家称为“网络切片”的过程中，最终将5G网络划分为各种虚拟子网络，而这些虚拟子网可以单独销售。

在虚拟子网可以单独销售的情况下，当移动网络可以无处不在和无限制地接入的情况下，将可以催生一些新的商业模式，客户不再只是接入互联网并为此付费，如果他们需要使用智能家居应用、虚拟现实会议或自主驾驶之类的服务，那么他们也可能需要为这些特殊服务付费。而内容提供商和互联网公司也有可能需要向网络运营商付费，使自己的产品可以使用特殊要求的网络基础设施（例如高带宽或低延迟时间），内容提供商与最终用户交易的商业模式将可能转化为网络运营商双重利润交易的模式。

不过，这种模式会面临很多问题：首先，这种商业模式将违反许多国家对于网络中立性的规定，例如在欧盟，这也就是为什么电信行业要在BEREC（欧洲电子通信监管机构主体）发表一份名为“5G宣言”的文件。这份文件或多或少是公然地企图向监管机构施加压力，以避免对网络中立性规定过于严格。在宣言中电信行业警告说：目前的网络中立性指导原则导致5G的投资回报率产生了很大的不确定性。因此，5G的投资可能会被延迟，除非监管者采取有利于创新的态度并坚持下去。

如果电信部门的计划得以实现，那么未来的网络世界会是什么样的呢？网络中立活动家托马斯·林宁格在一个网站上发表了自己的意见，他认为这将是网络中立支持者最不愿意见到的情况，因为界时使用互联网将会和使用付费电视一样。

中止特殊服务

不过，网络运营商的这种企图不容易“得逞”，以欧盟为例，BEREC已经明确指出，相关的国家网络监管机构应该非常仔细地检查网络运营商的特殊服务是否违反网络中立性原则，特别是现有的互联网框架内提供的服务在稍后阶段不应该被划分为特殊服务。

以电话通信领域的服务为例，BEREC认为“LTE语音”服务是可以被当作特殊服务的，但另一方面，Skype则不能被认为是一种特殊的服务。类似的要求也将适用于视频流领域：提供商可以提供像有线电视一样以广播的形式服务的视频流服务，并将其分类为特殊服务收费，但是不能将像Netflix和YouTube这些目前互联网的视频点播服务归类为特殊服务，这意味着网络运营商不能够因为某些服务对于网络的要求较高而要求收取额外的费用。

对于网络供应商来说，当然是对BEREC的这一决定有所保留。当我们联系德国电信时，该公司的发言人告诉我们，对网络中立性的严格要求会影响创新的商业模式，特别是在工业应用方面。根据该公司说法，它正在等待国家监管机构审查的结果。而O2的母公司西班牙电信也表达了类似的意见，沃达丰则表示不想对BEREC的决定发表评论。

UMTS和WLAN

5G网络未来的发展除了可能危害网络的中立性之外，其他地方也有一些麻烦。例如，通往5G道路上的第一步将是扩展LTE标准，这有可能导致目前使用的移动通信技术成为牺牲品。

5G开发者正在关注的是2GHz和5GHz这两个频段，而这两个频段目前是UMTS和WLAN所使用的。要确保5G网络的高覆盖率，确保未来网络无处不在，这两个频段是必需的。同时，额外的频率将被用于逐步将LTE带宽引导到5G级别上，而不必重建整个基础设施。

这是否意味着UMTS已经到了穷途末路？一些网络运营商确实已经开始动了停用它的念头。根据相关的文件显示，部分提供商正在考虑相关的商业行动，这意味着许多不支持LTE的智能手机将可能受到影响。

WLAN的前途似乎没有那么大的问题，因为5GHz频带是公共领域，每个运营商都可以使用它而不需要许可证，理论上这排除了WLAN将被停用的可能性。然而，目前WLAN使用这一频段工作可以受到较少的干扰，而未来该频段将变得有点拥挤。将到来的LTE扩展功能，例如LTE-U（为美国、中国和印度准备的）和LAA-LTE（为欧洲和日本准备的）都将使用5 Hz频段发送LTE信号。

根据媒体报道，在CeBIT 2016上，WLAN路由器行业表示了对LTE Advanced Pro扩展功能的疑虑，他们认为将可能会导致5GHz WLAN路由器无法不间断地运行，路由器制造商AVM向CHIP表示，这种担心是基于以下事实：尚未有任何实际测试表明LTE扩展功能不会阻碍WLAN。

然而，目前正在研究的5G无线电技术可能对AVM的新商业模式构成更大的威胁。5G发射机在非常高和尚未使用的频率上发射信号，因此尽管它们具有极高的带宽，但其范围将非常有限。AVM发言人对CHIP表示，由于未来的5G网络，几乎每个路灯都必须安装一个发射器，然后所有的无线电桅杆将使用光纤连接到主干。如果无线设备最终可以连接到房子前面的路灯，那么谁还会需要由像AVM公司制造的这些WLAN路由器呢？

今天所知的互联网将会消失

5G最终是否影响网络中立性原则或者对UMTS和WLAN造成危害尚不可定言，但有一件事是肯定的：5G即将到来，无论我们喜欢还是不喜欢。引用华为专家莱姆克先生的话，我们今天所知道的互联网，也将因此消失。