运营商明确 SA 架构，5G 对开发者的真正意义和改变是什么？

继 5G 商用牌照正式颁发给四家运营商之后，中国移动、中国联通和中国电信均公开表示将以 SA 架构为最终目标，并公布若干应用场景，这些对开发者而言意味着什么？是否会就此改变开发模式和工具链？又会带来哪些新的应用场景？本文以 5G 的发展现状及未来趋势为主，展开讲述开发者在这之中需要关注哪些因素。

从 3G 跟随、4G 并跑到 5G 引领，中国在 5G 时代的发展步伐已经迈入全球第一梯队。2019 年上半年，全球已有 11 款 5G 手机上市，入门级价格约为 600 美元；预计到 2019 年 Q4 季度，主流厂家的第二品牌将陆续商用 5G 手机，5G 手机的入门级价格有望降至 300 美元左右，产业链将向 300 至 400 美元靠拢。

随着 5G 频谱划分和商用牌照正式确定，中国在标准制定层面的现阶段工作已经准备就绪，未来两年将会迎来5G商用场景的集中落地，技术实力会在这个阶段起到至关重要的作用。对开发者而言，5G 也会对开发场景和开发模式带来诸多变化。就此，InfoQ 采访了华为云 5G+Cloud + X 负责人聂颂，了解 5G 和云计算将对开发者带来哪些影响。

应用场景变化

在近期召开的 2019 世界移动大会（MWC）上，中国移动、中国电信和中国联通均宣布 5G 网络将以采用独立组网为目标架构。在 5G 网络的两种架构独立组网（Standalone，简称 SA）和非独立组网（Non-Standalone，简称 NSA）中，NSA 架构的 5G 载波仅承载用户数据，其控制信令仍通过 4G 网络传输，其部署可被视为在现有 4G 网络上增加新型载波进行扩容，而 SA 架构是采用全新设计思路的架构，在引入全新网元与接口的同时，大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术，与全新的 5G NR 空口技术结合，其协议开发、网络规划部署及互通互操作所面临的技术挑战将超越 3G 和 4G 系统。三大运营商的表态意味着从 4G 到 5G 的过渡逐渐进入收尾阶段，5G 将进入新的发展阶段。

标准制定和设备生产主要是运营商和设备供应商的任务，但 5G 带来的新应用场景可能会为开发人员带来更多新机会。2018 年 12 月份，韩国宣布开始进行 5G 商用。2019 年 3 月份，开始面向终端用户。根据韩国三大运营商提供的套餐，5G 时代很大的不同在于是流量加内容的形式，如下图：

这种状况同样可能出现在国内，中国移动目前已经孵化了数十个应用场景，尤以重度 5G 场景居多。所谓重度 5G 场景可以理解为对低延时、高可靠要求较高，只有 5G 技术指标下才可能取得突破的场景，比较有代表性的是 VR/AR、云游戏、高清视频、视频 EI、无人机等，这些场景在 4G 时代的体验并不友好。举例来说，虽然目前有些 VR 设备（比如三星 Gear VR）是完全无线的，但大部分都需要用线材将头盔连接到计算机上，以便传输数据和电能，如果是坐着使用头盔和游戏手柄，那没有什么问题，但当你在室内走动时，线材确实可能碍手碍脚，长时间佩戴 VR 设备也容易让人产生眩晕感。在 5G 和云计算的帮助下，VR 设备可以不通过线材与计算机进行连接，计算能力可以直接传到云端计算，类似这样的应用场景会让开发者有更多选择。

聂颂表示，从国际电信联盟（ITU）的定义来看，5G 要达到的基础技术指标包括：20Gbps 的峰值容量，100Mbps 的用户体验速率，1 毫秒的空口时延，高达 100 倍的网络能耗效率提升以及每平方公里 100 万连接数等，部分指标比 4G 高出十倍以上。ITU 定义的 5G 三大场景包括 eMBB（增强移动宽带），mMTC（海量机器类通信）和 uRLLC（超可靠低时延）。

具体来说，eMBB 指的是 3D 视频、UHD 屏幕、基于云的办公等场景；mMTC 主要指的是智慧城市、智能家居等场景；uRLLC 主要指的是工业自动化、Mission Critical 应用和自动驾驶等场景。在这之中，eMBB 的相关标准已经制定完成，也就意味着现阶段的 5G 可以达到低时延、高可靠的目标，因此开发者现阶段可以重点关注该场景应用。

此外，有开发者认为，在 4G 时代，很多应用并没有明显感觉速度受限或者体验很差，在这种背景下，5G 是否有必要。对此，聂颂认为，5G 对所有场景的影响并不是一致的，上文提及的重度 5G 场景可能是从中受益最多的，而轻度和中度 5G 场景，比如电商、社交、传统游戏；云电脑、云手机和手机视频等也会有不同程度的改变，比如速度更快、流量成本大幅降低、APP 流化（云化）、端侧计算算力云化等，但受到的影响没有重度 5G 场景大。

综上，从功能方面看，4G 主要是面向个人消费者提供移动宽带体验，5G 除了提供增强的个人移动宽带体验之外，还将驱动移动通信与各行业的结合，这可能会为开发者带来很多新机会。

开发模式变化

应用场景的变化很自然会带来开发模式上的变化。回顾过去数年中国互联网的发展历程，流量入口逐渐从 PC 过渡到手机。如今，聂颂表示，5G 时代，云很可能成为新的流量入口，在传输速度得到提升的情况下，大量计算会轻易转移到云端，开发模式也会朝着“All in Cloud”的方向演进，对手机终端的要求可能不会很高，手机的作用更多是屏幕显示，所有存储计算全部在云端运行，很多手机无法支持而在 4G 时代又无法快速上传到云端的任务，比如大型图像渲染等，都可以通过云平台解决。

以云游戏场景为例，聂颂表示，目前大型手机游戏都需要用户下载 APP 才能使用，更新也得通过应用商店手动下载安装，而云游戏不需要用户下载应用，所有渲染和计算都在云端完成，用户只需要通过 URL 就可以进入游戏界面，这种思想与现在的小程序类似，但小程序依旧存在很多限制，同样依靠一个具体的 APP 并更适合轻量级应用。在这种背景下，开发人员研发应用不需要在开发多终端版本的同时，在服务器端单独部署逻辑，云平台可以承担很多工作，包括分发，开发者的开发模型会受到影响，开发语言可能没有太多变化，但工作量应该会降低，因为云平台可以提供很多通用组件，且不需要纠结终端适配，可能会出现新的工具和框架，但开发逻辑是相通的，这一点不需要过多担心。

不过，虽然 5G 的出现解决了手机到基站之间高带宽、低延迟的问题，但主干网上的延迟问题并没有直接被解决。聂颂谈及，云厂商在这之中承担了很大责任，如果不能提供性价比和智能化程度更高、延迟更低的云平台，很可能会成为 5G 时代的瓶颈。以边缘计算为例，当出现需求时，最优的方案肯定是放到最近的节点计算，通过 BGP 网络和单线网络的运算成本可能会出现十倍的差距，所以，虽然很多云厂商目前都提供边缘计算解决方案，但这背后要解决的问题依旧非常复杂。

技术方案

具体到技术方案层面，众多云厂商近两年都推出了对应的解决方案，尤以云游戏和边缘计算居多。以边缘计算为例，其面临的业务挑战主要有视频、时序数据量庞大，网络差，数据难以回传； 现有方案开发难度大，且难以进行实时、智能处理；场景化的异构接口和协议多，难以采集和处理；数据涉及企业生产和经营活动安全，安全性要求高。这对边缘计算提出的技术需求是基于边缘流计算 /ML 预测，在边缘执行实时处理和决策；基于边缘容器和函数能力，降低边缘应用开发难度；基于协议解析框架，实现异构信息的接入和回传；边缘计算能力既能独立部署，也能安全可控与云协同。总结来看，在 5G 场景下，还需要大幅降低中心带宽成本和延迟，支持轻量部署和多种计算模型。

在华为发布了天罡芯片和 Balong 5000 modem 之外，华为云也对诸多应用场景构建了解决方案。聂颂表示，在边缘计算层面，华为云提供从硬件到 OS 再到 IEF 的全栈能力，实现更快、更智能、异构支持的 ML 调度和预测；在 VR 层面，华为云研发 Cloud VR 技术架构，由内容、平台、网络和终端构成，平台主要对 CloudVR 视频及 CloudVR 强交互业务提供云渲染、流化、转码、储存、编码等功能。行业开发者可以基于 华为 X Labs 提供的 Cloud VR 连接服务，租用多台华为云主机，构造自己的业务平台（管理节点 + 资源池），面向多人/多地域开展 Cloud VR 服务；在网络层面，华为云的 Link Turbo 技术可以大幅提升弱网体验，通过 MP-UDP/TCP 协议实现终端“全连接”愿景，并且整个链路切换过程对用户无感知；华为 EI 云服务围绕数据开发流程，构筑全生命周期全栈服务 。

华为 EI 云服务架构

5G 热议话题

5G 与 Wi-Fi 之间的关系

5G 提供的高带宽让用户对 Wi-Fi 的未来生存状态表示担忧，因为目前在很多场景下，用户会倾向于使用 4G 网络，比如网速一直被诟病的酒店等公共场所，即便是收发邮件这样的事情也早可通过移动端完成。采访中，聂颂表示，5G 的出现确实会逐步替代一些功能，比如 Wi-Fi，但是很长一段时间内还会是共存状态。华为也在提供 Wi-Fi 6，Wi-Fi 6 其实是匹配 5G 能力出现的，提供更强的带宽，更低的延迟和更稳定的信号，并逐步向前发展，以便于形成端到端的场景。

5G 到来以后，基站数量是不是会更多？

华为 5G 产品线相关负责人近日在接受《深网》采访时对该问题进行了回答，他表示，5G 到来，基站会变多是一个误解。随着移动通信技术的发展，基站集成多频段、多制式将是一个趋势。华为已经研究出 5G 极简产品和解决方案，可以支持多频段、多制式都高度集成在一个基站产品中，所以运营商只需要将原来的基站进行升级，不仅可以提供超大的容量以及与 4G 基站相同的覆盖，还可以同时兼容 2G、3G、4G 和 5G 多个制式和多个频段，无需新增站点和基站。

结束语

通信这二十多年的发展是飞快的，但是也走过很多弯路，直到 4G 时代还是有三项标准存在，增大了运营商的成本，也增加了消费者的支出，所以世界才追求统一的标准来降低成本、提高速度，为消费者更好地提供服务。显然，5G 目前已经形成统一标准，这是全球数十万科学家、工程师通过十多年努力才形成的。

华为投入 5G 已经将近十年，一直坚定不移地维护 5G 统一标准，并致力于以低成本、高效率的解决方案帮助运营商进行 5G 网络部署，累计向 3GPP 递交 18000 件提案，在 5G 基本专利上，华为总共拥有 2570 族 5G 基本专利，占比超过 20%。采访最后，聂颂表示，华为云早已经为 5G 的到来做好全方位准备，有望率先推出众多创新解决方案。