1ms，這是未來5G網絡的端到端時延要求。這1毫秒，將徹底顛覆人類未來生活。

　　為了理解這1ms端到端時延，我們先來比較一下2/3/4G網絡和WiFi的端到端時延。

　　這是來自獨立第三方網絡測試機構Open Signal的測試結果。

　　時延最短的是LTE，為98ms，這幾乎是5G的1ms時延的100倍。

　　LTE的這個98ms時延是怎么來的呢？

　　通常，我們說LTE的用戶面端到端時延為6.5～20.5ms，指的是從UE（手機）—>基站（eNodeB）—>網絡回傳（光纜線路）—>核心網（EPC）的單向時延（下圖紅色方框內部分）。

　　其中，

　　手機處理時延：4ms

　　基站處理時延：4ms

　　核心網處理時延：1ms

　　基站到核心網的回傳時延：1～15ms（視基站到核心網的物理距離而定）

　　還有一些資源調度需要花費時延。

　　如果遇到網絡環境較差，基站無法解碼數據包，基站會要求手機重新發送一次，這叫HARQ重傳技術。

　　如下圖所示，如果出現HARQ重傳，這個時延或再增加4-5ms（視重傳率而定）。

　　注：

　　●LTE中，一個subframe長度為1ms，包含兩個時隙。基站（eNodeB）的處理時延為4個subframe，即4ms。

　　●TTI（Transmit Time Interval），是LTE最小的調度時間間隔。LTE最小的解調單位是1ms的subframe（包含兩個時隙），因此，一般認為最小TTI為1ms。

　　由上圖可知，在不考慮HARQ重傳等情況下，理論上，手機-基站單向傳輸時延可以到5ms。

　　但是，當我們說端到端時延時，指的是Ping端到端測試，這個時延是指UE（手機）發送數據包到互聯網服務器的往返時延(RTT)。

　　我們在做Ping端到端測試時，數據包從手機—>基站—>網絡回傳（光纜線路）—>核心網—>光纜傳輸—>互聯網服務器，然后再返回手機。

　　此時，LTE核心網到互聯網服務器的物理距離將主要決定了網絡時延。這是因為，互聯網通過光纜連接，而我們要訪問的互聯網服務器分散在世界各地，物理距離較遠。

　　以Open Signal的測試結果為例，假設LTE網絡內部（手機-基站-核心網）的傳輸時延為30ms，那么，核心網到互聯網服務器的物理距離傳輸就花費了68ms。

　　所以，對于未來5G的1ms端到端時延目標，我們不但要面對減少網絡內部時延的挑戰，還要克服光纜傳輸物理時延。

　　盡管我們可以通過減小TTI、幀和HARQ等時延來減少5G網絡內部時延，可是，即使是我們將蜂窩網絡內部時延減小到0，也很難滿足1ms的需求。

　　光纖的傳播速率為200公里/毫秒，即使5G網絡內部時延為0，數據包在1ms內往返傳輸最大距離不過100公里。100公里，大概也就是一個地級市到另一個地級市的距離。

　　100公里，談什么遠程控制中心發指令？車聯網的范圍也只能局限在一個地市吧。

　　為了解決光纜傳輸的物理時延，未來的5G技術一定要將網絡下沉和分裂、讓用戶就近訪問等辦法來解決物理時延。

　　5G專家說，提升網速相對還容易解決，低時延（和高可靠性）可得花費大量工作。

　　姑且不談這項工作有多困難，我們來談談這1ms是一個多么恐怖的概念？

　　人體神經纖維的傳導速度是多少？我們的軀體感覺系統分布于全身，信息從軀體感覺感受器傳導到脊椎和腦干的軸突是身體感覺系統的第一級傳入纖維（primary afferent axons）。

　　研究發現，當痛覺從指尖傳導到腦干，也就是相當于痛覺傳導距離1米左右，需要花費29到200ms（軸突直徑位于Aδ）。這還不包括運動反饋和認知過程。

　　這只是信息傳導到了腦干，而人體要作出反應，還需要一點時延，這個時延大概是幾十毫秒。

　　當我們在玩一些交互游戲，比如第一人稱射擊類游戲時，研究指出，50ms的時延完全不影響游戲體驗。通常，玩家與服務器之間存在100ms延遲時，并不會覺得游戲“卡頓”。

　　我們再來看看電影。

　　電影膠片是以24fps的速度播放的。fps（Frame per Second），即每秒顯示的幀數，畫面更新率。這個24fps，大概是41.66ms，我們的眼睛完全感覺不到任何卡頓，非常流暢。

　　對于電視信號的音頻/視頻延遲（唇音同步），聲音超前畫面40ms到滯后畫面60ms范圍內，人們明顯不會感覺聲畫不同步。

　　是的，人類在幾十毫秒時延內是反應遲鈍的。

　　你抱著筆記本電腦在外面做路測，一不小心電腦從你手上滑落，你迅速反應，接住將要落地的電腦。你也許正慶幸自己反應之神速，可是，我要告訴你，當你的電腦下落1米距離時，它已經花費了250毫秒。

　　那么，想象一下，這個只有1ms時延的5G網絡多么恐怖？網絡已經不再是那個網絡，這是一個人類真正可以觸覺的網絡，一個比你身體反應速度還快的網絡。

　　說說這一年炒得很火的VR。

　　VR的運動的光子延遲不超過20ms，我們就會感覺沉浸于現實世界。這是1ms的5G時延的20倍。

　　當然啦，你要用VR看AV，這才是剛需。沒關系，1ms比你生理反應速度還快，完全不用擔心沉浸感。

　　我們談5G時延，很多人都會想到車聯網和無人駕駛，這涉及到了人們最關心的交通安全問題。

　　假設汽車的行駛速度為60公里/小時，60ms時延的制動制動距離為1米，10ms時延的制動距離為17厘米，而1毫秒的5G時延，制動距離僅為17毫米。

　　這是有多安全？

　　你家汽車的安全氣囊，光是充氣過程就需要20至30ms。

　　…

　　好了，這牛我不能再往下吹了，要上天了。

　　一句話，除了我們通信工程師可以利用1ms低時延來做令人頭痛的高鐵覆蓋之外，這個世界上，還沒有1ms時延的商業需求。

　　1毫秒，通信汪，改變整個世界。