5G的“1ms低时延”神话:本是技术进步,却被炒作成了笑话

5G的“1ms低时延”神话:本是技术进步,却被炒作成了笑话

“5G时延只有1ms”,这是关于5G的又一个神话。5G空口的低时延,确实是5G的一项技术进步,使得支持特定的物联网应用成为可能。但在对5G炒作的浪潮中,5G的“1ms低时延”又被炒作成了笑话。

5G的“1ms低时延”最早是由ITU-R M.2410关于IMT-2020系统的设计最小需求中提到的。

ITU-R M.2410对时延的定义为:“User plane latency is the contribution of the radio network to the time from when the source sends a packet to when the destination receives it (in ms). It is defined as the one-way time it takes to successfully deliver an application layer packet/message from the radio protocol layer 2/3 SDU ingress point to the radio protocol layer 2/3 SDU egress point of the radio interface in either uplink or downlink in the network for a given service in unloaded conditions, assuming the mobile station is in the active state.”(不用细看这些技术术语,后面会简单解释。)

ITU-R M.2410对时延的要求为“4 ms for eMBB;1 ms for URLLC”。

5G的“1ms低时延”之后又被3GPP TR 38.913所规定,并且改变了其定义。

TR 38.913对时延的定义改变为:“The time it takes to successfully deliver an application layer packet/message from the radio protocol layer 2/3 SDU ingress point to the radio protocol layer 2/3 SDU egress point via the radio interface in both uplink and downlink directions, where neither device nor Base Station reception is restricted by DRX.”(不用细看这些技术术语,后面会简单解释。)

TR 38.913对时延的要求改变为:“For URLLC, the target for user plane latency should be 0.5ms for UL, and 0.5ms for DL;For eMBB, the target for user plane latency should be 4ms for UL, and 4ms for DL”。

把上面这些繁琐的技术术语转述一下,5G关于“1ms低时延”的完整技术规定就是:对于URLLC(Ultra reliable and low latency communication)这类特定的超低时延业务,要求上行时延0.5ms,下行时延0.5ms,空口双向时延1ms。对于更常规的eMBB类业务,要求上行时延4ms,下行时延4ms。

可见,这个5G“1ms时延”是有其特殊定义和上下文背景的,完全不能直接跳跃到用户日常所理解的“时延”概念上去:

第一,5G定义的只是空口时延,但空口时延对用户实际所感知时延的影响微乎其微。

用户实际所感知到的时延,是整个通信系统的时延(或者叫端到端时延),这个时延至少包括空口时延(手机到基站的时延)、回传时延(基站到核心网的时延)、核心网时延(核心网处理时延)、互联网时延(互联网传输与处理的时延)。

一般来说,空口时延、核心网时延是几ms的量级;回传时延是十几ms的量级;互联网时延则是几十到几百ms的量级。所以,空口时延在整体端到端时延中的比例是很小的,在绝大多数情况下,应用的端到端时延都由回传时延和互联网时延所决定,空口时延对端到端时延并无实质性影响,对用户实际所感知时延的影响微乎其微。

第二,5G只对特定的URLLC业务定义了1ms时延。

5G只对URLLC这类特殊的超低时延业务,设计了种种降低时延的手段,使得URLLC业务能被实现到满足1ms双向时延。

对于用户平常在用的、更常规的宽带eMBB类业务,5G并没有1ms时延的要求,eMBB类业务要求上行时延4ms,下行时延4ms,双向时延要求是8ms。

第三,即使对特定的URLLC业务,所谓“空口双向时延1ms”也只是一个技术指标,并无实际意义。

所谓“技术指标”,就是只要把指标定义好,系统就按照定义把结果测试出来,以达到检验的目的,至于该指标是不是在实际应用中有意义并不是测试所关心的,“空口双向时延”正是这样一个指标。

制定“空口双向时延”这个指标的目的,只是为了规范5G基站开发。如果把URLLC开发为实际应用,对该应用有意义的“时延”仍然是“端到端时延”,而该应用的“端到端时延”肯定还是会大于所谓的“1ms空口双向时延”。

但是,随着现实中的5G炒作浪潮,5G的“1ms低时延”已经完全脱离了其特殊定义与技术背景,被广泛误解成了应用的端到端时延。而且,5G的“1ms端到端时延”神话,还被传播得越来越广泛,被论述得越来越自信。

5G的“1ms端到端时延”神话,不仅是突破了5G技术规定的原意,更是突破了物理规律的限制,只需一个简单的例子,就可知道这个神话已经与笑话无异了:

两个分别位于北京与上海的用户进行通信,北京与上海距离1200公里,不考虑任何信号处理的耗时,即便光速在此距离上传播也需要耗时4ms。所以,无论这两个用户使用5G、6G还是7G,“1ms端到端时延”都是完全不可能做到的,这与5G无关,只与物理常识有关。

因此,关于5G的“1ms低时延”神话,是时候该降降温了,再继续炒作以讹传讹下去,只是在徒增各种笑料而已。


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