5G 延迟：为什么加快网络速度很重要

Stephen Shankland, Shara Tibken

当您查看移动网络或家庭宽带时，您知道检查应用程序下载和视频上传的数据速度很重要。您可能不知道的是，称为延迟的更模糊的速度测量也很重要。延迟是响应能力的衡量标准，低延迟是5G网络新可能性的基础部分，例如在线游戏，这在早期的移动网络上在技术上是困难的。

延迟在5G时代越来越受到关注，因此现在也是您加快速度的好时机。通过此常见问题解答提高您的知识。

什么是延迟？

延迟衡量您的手机发送消息并获得响应所需的时间。更短的延迟支持快速响应交互，这就是为什么游戏是一个如此重要的例子。没有人愿意转动虚拟方向盘或扣动虚拟扳机，然后在可能结束游戏的尴尬延迟之后才看到任何事情发生。

有些人将延迟定义为您的手机从其无线电链路另一端的手机信号塔获得响应所需的时间。更有用的衡量标准还考虑了您的数据通过移动网络传输到互联网上的目的地并返回所需的时间。后者导致更高的延迟数字，但也更现实，因为这就是我们实际使用移动网络的方式。我们手机与之交互的应用程序位于某处的服务器上，而不是在手机信号塔中。

网络设备制造商爱立信5G营销主管PeterLinder将低延迟变化的幅度比作亚马逊在过去二十年的转型。亚马逊最初只有一个图书仓库，但该公司能够扩大其销售量，因为它使履行中心离客户更近，并将交付速度一直降低到当天发货。这意味着您可以使用亚马逊获得更多的东西。同样，低延迟使网络更具适应性。

低延迟能实现什么？

原则上，低延迟5G网络为需要近乎即时响应时间的服务开辟了许多新的可能性。这包括远程医疗、增强现实耳机和通信，让自动驾驶汽车相互交谈并连接到高效的排。

实际上，这些应用充其量只是遥不可及的可能性。“没有人会做机器人手术。自动驾驶汽车永远不会被5G控制，”TechnalysisResearch分析师BobO'Donnell说。本地外科医生将比远程外科医生操作的高端机器人设备便宜，而且汽车需要直接通信，因为网络速度较慢且远非无处不在。

但一些低延迟任务不仅仅是科幻。在您的手机上运行的多人游戏需要快速的响应时间才能跟上其他游戏玩家的步伐。通过NvidiaGeForceNow或GoogleStadia等云计算服务流式传输的游戏也需要高速链接。请记住，5G用于连接到家庭的“固定无线”宽带连接，而不仅仅是连接到手机的移动网络连接。

即使是网络冲浪也受益于低延迟，因为如此多的网站是由从数十个不同的服务器获取的资源组成的。

移动网络的延迟有多长？

通常比眨眼还快。

第三代移动网络——对你和我来说是3G——有数百毫秒的延迟，也就是说一秒钟的可观的几分之一。Linder表示，4G网络开始时的延迟约为100毫秒，现在下降到约30到70毫秒的范围。这越来越接近理论4G延迟仅为10毫秒。

Linder说，对于5G网络，“我们已经看到网络爬到个位数”，良好的网络大约在5毫秒到20毫秒之间。

但这只是今天的延迟。5G的最终目标由一个名为3GPP（第三代合作伙伴计划）的行业组织设定，希望5G网络的改进最终可以将延迟一直降低到1毫秒。

如何找到我的网络延迟？

这在过去是很难的，但是现在在像Ookla的Speedtest(寻找“ping”测量)和Netflix的Fast.com(点击或点击“显示更多信息”按钮)这样的互联网速度测试网站上都显示了延迟。

不过，我最喜欢Cloudflare的速度测试网站，因为它也会显示抖动，也就是几次测试中延迟的变化。较低的抖动是好的，因为这意味着您的网络更可靠。

请记住，这些延迟度量是有用的，但也很简单。它们通常只是对服务器的基本连接请求，称为ping(这个术语来自你在潜艇上听到的声纳ping)。现实世界的通信比ping要复杂得多，游戏、视频聊天或其他应用程序需要更多的数据和处理。此外，网络上接收ping信号的服务器可能比你用手机接触到的真实服务器更近。

什么时候可以实现1ms的延迟？

不要屏住呼吸。

无线电技术公司Resonant的企业发展副总裁MikeEddy说：“如果幸运的话，我会说10年，5G需要1毫秒。”“延迟是最困难和最复杂的话题之一。人们认为有灵丹妙药，但实际上没有。”

在现实世界中，几毫秒的延迟意味着什么？

如果网络想要跟上人类神经系统的步伐，就必须快速响应。如果传输到增强现实耳机的数据不能快速到达，人们就会头疼，因为他们看到的东西会滞后于他们的头部运动。诺基亚专用无线网络负责人JaneRygaard表示，如果设备还具有触觉反馈，则必须在7毫秒内与我们看到的内容同步。

这种人机链接对于使用AR头显进行维修的工程师来说可能很重要，该头盔会覆盖有关工作的信息，或者对于遵循AR指示到集装箱在拥挤的港口取货的司机。

事实上，工业用途很重要，因为公司使用自己的私有5G网络来监督港口、矿山和机场的设备。设备制造商诺基亚已经拥有290个这样的客户。

车对车通信——V2V是C-V2X汽车通信技术的一部分——对于一些完全不同的驾驶技术也需要快速响应。高通公司V2X工作负责人JimMisener表示，例如，车辆协调成一个排的延迟只需1.5毫秒。

为什么我们要等这么久才能等到低延迟的5G？

因为除了5G手机和当地手机信号塔之间的无线电链路之外，还有更多设备需要升级。

这包括升级蜂窝塔与运营商“核心网络”的连接，以及该网络与互联网的连接。

今天的蜂窝塔通常使用称为非独立(NSA)网络的技术，这是4G和5G的混合。这实现了5G通过手机无线电链路的快速数据传输速度，但仍然有4G限制来控制网络操作。

升级到5G独立(SA)技术将用于5G连接的速度较慢的4G设备排除在外。在美国，T-Mobile于2020年开始转向独立网络，并喜欢吹嘘与AT&T和Verizon相比的优势。

“我们是美国唯一一家推出SA网络的公司，”T-Mobile技术总裁NevilleRay表示，SA是低延迟和体验所必需的。

所以电信公司要花很多钱才能真正实现低延迟？

是的，这些资本支出很大——据GlobalData称，2021年美国运营商的网络投资估计为690亿美元。

“蜂窝塔连接到核心网络的每个地方都必须升级。这需要很长时间，”奥唐纳说。

但这不仅仅是电信巨头。包括亚马逊网络服务、微软Azure和谷歌云在内的云计算公司也在投资靠近电信网络的数据中心设备，以实现更快的通信链接。这种权力下放，通常在主要大都市区的层面上，意味着对城市地区的人们更快的响应时间。“每100英里的光纤会增加1毫秒的延迟，”林德说。

新的标准工作也在进行中。今天的独立技术5G在2019年通过3GPP第15版进行了标准化，但第16版正在推向市场，第17版正在开发中，预计将于2022年完成。

将受益的相关标准称为超可靠低延迟通信(URLLC)，旨在保证超级响应网络。这对于运行工厂设备等业务功能最有用。URLLC允许电信公司使用称为网络切片的技术进行升级，该技术将特定资源专用于URLLC和其他特定用途。

高通工程副总裁JohnSmee表示，随着3GPP第18、19和20版（统称为5GAdvanced）的到来，3GPP标准应该会带来更多收益。他说，那里较低的延迟可以帮助汽车与行人的手机通信，并让手机使用在强大的云计算机器上运行的人工智能服务。