5G的“1ms低時延”神話:本是技術進步,卻被炒作成了笑話

5G的“1ms低時延”神話:本是技術進步,卻被炒作成了笑話

“5G時延只有1ms”,這是關於5G的又一個神話。5G空口的低時延,確實是5G的一項技術進步,使得支持特定的物聯網應用成為可能。但在對5G炒作的浪潮中,5G的“1ms低時延”又被炒作成了笑話。

5G的“1ms低時延”最早是由ITU-R M.2410關於IMT-2020系統的設計最小需求中提到的。

ITU-R M.2410對時延的定義為:“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.”(不用細看這些技術術語,後面會簡單解釋。)

ITU-R M.2410對時延的要求為“4 ms for eMBB;1 ms for URLLC”。

5G的“1ms低時延”之後又被3GPP TR 38.913所規定,並且改變了其定義。

TR 38.913對時延的定義改變為:“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.”(不用細看這些技術術語,後面會簡單解釋。)

TR 38.913對時延的要求改變為:“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”。

把上面這些繁瑣的技術術語轉述一下,5G關於“1ms低時延”的完整技術規定就是:對於URLLC(Ultra reliable and low latency communication)這類特定的超低時延業務,要求上行時延0.5ms,下行時延0.5ms,空口雙向時延1ms。對於更常規的eMBB類業務,要求上行時延4ms,下行時延4ms。

可見,這個5G“1ms時延”是有其特殊定義和上下文背景的,完全不能直接跳躍到用戶日常所理解的“時延”概念上去:

第一,5G定義的只是空口時延,但空口時延對用戶實際所感知時延的影響微乎其微。

用戶實際所感知到的時延,是整個通信系統的時延(或者叫端到端時延),這個時延至少包括空口時延(手機到基站的時延)、回傳時延(基站到核心網的時延)、核心網時延(核心網處理時延)、互聯網時延(互聯網傳輸與處理的時延)。

一般來說,空口時延、核心網時延是幾ms的量級;回傳時延是十幾ms的量級;互聯網時延則是幾十到幾百ms的量級。所以,空口時延在整體端到端時延中的比例是很小的,在絕大多數情況下,應用的端到端時延都由回傳時延和互聯網時延所決定,空口時延對端到端時延並無實質性影響,對用戶實際所感知時延的影響微乎其微。

第二,5G只對特定的URLLC業務定義了1ms時延。

5G只對URLLC這類特殊的超低時延業務,設計了種種降低時延的手段,使得URLLC業務能被實現到滿足1ms雙向時延。

對於用戶平常在用的、更常規的寬帶eMBB類業務,5G並沒有1ms時延的要求,eMBB類業務要求上行時延4ms,下行時延4ms,雙向時延要求是8ms。

第三,即使對特定的URLLC業務,所謂“空口雙向時延1ms”也只是一個技術指標,並無實際意義。

所謂“技術指標”,就是隻要把指標定義好,系統就按照定義把結果測試出來,以達到檢驗的目的,至於該指標是不是在實際應用中有意義並不是測試所關心的,“空口雙向時延”正是這樣一個指標。

制定“空口雙向時延”這個指標的目的,只是為了規範5G基站開發。如果把URLLC開發為實際應用,對該應用有意義的“時延”仍然是“端到端時延”,而該應用的“端到端時延”肯定還是會大於所謂的“1ms空口雙向時延”。

但是,隨著現實中的5G炒作浪潮,5G的“1ms低時延”已經完全脫離了其特殊定義與技術背景,被廣泛誤解成了應用的端到端時延。而且,5G的“1ms端到端時延”神話,還被傳播得越來越廣泛,被論述得越來越自信。

5G的“1ms端到端時延”神話,不僅是突破了5G技術規定的原意,更是突破了物理規律的限制,只需一個簡單的例子,就可知道這個神話已經與笑話無異了:

兩個分別位於北京與上海的用戶進行通信,北京與上海距離1200公里,不考慮任何信號處理的耗時,即便光速在此距離上傳播也需要耗時4ms。所以,無論這兩個用戶使用5G、6G還是7G,“1ms端到端時延”都是完全不可能做到的,這與5G無關,只與物理常識有關。

因此,關於5G的“1ms低時延”神話,是時候該降降溫了,再繼續炒作以訛傳訛下去,只是在徒增各種笑料而已。


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