Arm基础设施业务线细分市场总监Panch Chandrasekaran讨论了重新思考无线基础设施以促进成功的5G运营的必要性
跨生态系统的协作和最大化的可访问性可以大大降低5G运营的复杂性。
5G时代终于开始了。截止到2021年底，估计有6亿9200万的消费者将订阅5G服务，是2019的1700万用户的40倍还要多。现在，5G生态系统中开始出现新的应用：港口、制造商、公用事业和运输网络正在测试5G，以简化供应链和减少碳排放。因此，到2025年，将投资超过1万亿美元实现5G也就不足为奇了。但真正的故事发生在幕后。
为了适应这种快速增长，运营商、系统制造商和其他公司正在迅速重新考虑其网络基础设施、计算机体系结构和部署策略。5G网络基础设施将承载100倍以上的流量，提供10倍以上的连接，并将延迟降低10倍。它还需要提供无线服务，而不增加每个用户的成本或每个连接的能量，或者至少不增加太多：用为3G或4G开发的蓝图构建网络根本不是一种选择。
正如一位电信高管今年早些时候告诉我的那样，“我们需要使网络在经济上可行。”
这一转型正在推动整个5G生态系统的创新。无线物理层（PHY）和网络上层背后的硬件在处理5G严格的KPI时，性能将有几个数量级的飞跃。服务器级CPU、专用处理器、用于并行操作的向量扩展以及用于优化网络的机器学习等技术都将被采用。
性能上急需的飞跃
考虑一个假想的预测维护系统在工厂中涉及数百台机器实时监控。4G网络可能提供20兆赫范围内的服务，并提供1毫秒的延迟。5G可以将延迟降低到0.25毫秒，足以满足最苛刻的应用，同时在100兆赫的频率范围内提供更好的可靠性和更多的连接。然而，据Reinforch Technology Research的卡罗琳·加布里埃尔（Caroline Gabriel）称，这种性能的飞跃还需要提高处理性能150倍，并且仍需要在5瓦的热上限下进行。
进一步的无线电改进将通过大规模MIMO或大规模多输入多输出实现，其中大量（64、128或更多）天线被组合在一起以获得更好的吞吐量和效率，并在相对开放的毫米波段中利用高频谱。我们可以预期，一些RAN功能将集成到单个物理组件中，包括硬件、控制接口和软件，从而实现自包含的配置和维护。利用CPU和芯片创新，低级别射频功能将转移到数字领域。
在分布式单元（DU）、集中式单元（CU）和核心网络内部也将出现硬件改进，但最显著的变化将围绕软件。将广泛部署虚拟化、容器和机器学习，以提高设备利用率、可靠性和性能。这种以云为灵感和云为本机的软件的注入反过来将改变网络的物理足迹，使功能日益集中。
5G运营商同样将利用现有云基础设施提高资本效率。DISH Networks正在美国建立一个全国性的网络，该网络将在亚马逊网络服务的数据中心和边缘基础设施上运行。其他运营商可能会采取混合方式，通过从云提供商租赁的基础设施，在填补空白（或提供特定服务）的同时建设自己的网络。许多专用5G网络也可能依赖现有的云和边缘基础设施。
获得5G技术和行业合作是成功的关键
与此同时，更大的开放性——通过ORAN联盟和电信基础设施项目等组织正在磨练的标准和接口、开源开发以及在5G中使用云本机软件扩大创新——将允许更多公司参与市场，同时消除采用的障碍。例如，Magma 基金会正在开发一种开放式演进的分组核心，一种在单一网络上组合话音和数据的框架，用于新兴经济体的具有成本效益的网络。根据联合国的数据，几乎一半的世界人口（37亿人）仍然处于离线状态。这在一定程度上是因为建立和维护基础设施的成本和复杂性。
大部分实验将在开放的5G实验室中进行。围绕5G形成的更广泛、开放的生态系统需要多种技能。以前从未谋面的公司不久将展开合作，以更快地开发网络和边缘基础设施解决方案，让每个人都能享受5G带来的好处。
基于专业处理器的云化虚拟化网络会在一夜之间席卷市场吗？不，需要几年的时间。无线既是一种实时性也是一种高性能计算挑战，必须在广泛的地理区域提供服务，同时实现极高的服务质量。上一代的宽带蜂窝网络通常是建立在选择供应商的基础上，因为当时的技术要求它。无线网络的复杂性和复杂性在很大程度上被消费者视为理所当然，这确实是一个成功的标志。
有了5G，这种复杂性将成倍增加，但通过生态系统中每个人之间的合作，我们可以确保没有人会注意到。
由Arm基础设施业务部门细分市场总监Panch Chandrasekaran撰写
