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工信部通信科技委常务副主任韦乐平:网络重构,5G开启“触觉互联网”新时代
黄舍予 2019-03-14 人民邮电报

“5G打破了传统电信封闭、僵硬的刚性网络架构,构建开放、敏捷、简约、集约、智能的新型网络架构。”工信部通信科技委常务副主任韦乐平日前接受了《人民邮电》报记者的采访,对5G技术创新作出了如此评价。他认为,作为一个端到端的网络技术,5G的重大技术创新已经从空口物理层转向整个端到端网络架构的创新,而网络架构的创新是根本性创新。未来,5G将在推动经济社会发展上发挥积极作用,突破以人为中心的通信消费市场范畴,赋能垂直行业市场,开启“通信+控制”的触觉互联网新时代。

创新从“空口”走向“架构”

当前,5G不仅是通信行业的热词,也成为整个社会关注的焦点。韦乐平认为,政府和企业都对5G寄予了极高的期望。5G已经超越了单纯的新一代移动通信系统的范畴,正在成为国家间博弈、拉动投资、引领科技创新、实现产业升级、促进经济繁荣、发展数字经济的基础性平台。他认为,5G对经济社会发展最大的影响在于:从以人为中心的通信消费市场,迈入人与物、物与物乃至转向工业互联网等“垂直行业市场”,开启人与物“通信+控制”的触觉互联网新时代,前者突破了人与人的通信范畴,而后者将完全突破通信的范畴,进入一个全新的世界。

“5G惠及的不仅是普通老百姓,还有垂直行业乃至整个社会。”韦乐平表示,按照保守估计,5G带来的通信市场直接投资有望达到1.2万亿元, 是4G投资的1.5倍甚至更多,5G带动的全社会间接投资则是4G投资的5倍,在6万亿元左右。在当前经济形势不确定的大环境下,5G为整个社会带来了巨大的潜在发展前景和机遇。

作为一个新兴事物,5G的发展也面临一些质疑。对于5G是否有重大技术创新,韦乐平给出了肯定回答。他认为,当前业界不少专家认为5G没有重大技术创新的论断是片面的。虽然从纯空口的物理层上这些质疑有一定道理,但是从整个5G网络上看,结论是不成立的。

韦乐平说,从移动通信发展史上看,从1G的模拟技术到2G的数字技术,再发展到3G的CDMA和4G的OFDMA技术,每一代技术都有重大突破,而且都体现在空口物理层上。然而,经过多年来全球技术专家的努力开发,空口物理层的技术潜力已快挖掘完,正趋近香农定理的极限。因而,从5G开始,空口物理层已难有重大技术突破,即便采纳了一些新技术,也属于改进和优化。

然而需要强调的是,作为一个端到端的网络技术,5G重大技术创新已经从空口物理层转向整个端到端网络架构的创新,而网络架构创新是根本性创新,涉及新架构、新应用、新方法、新生态系统、新商业模式,以SDN、NFV、Cloud、SBA、AI的引入为标志的网络架构重构成为5G技术创新的重点,不再局限于空口频谱效率的有限提升,这将打破传统电信封闭、僵硬的刚性网络架构,构建一个开放、敏捷、简约、集约、智能的新型网络架构,为5G的广泛应用提供有力支撑。“这将使5G融入更加广泛和健壮的信息通信(ICT)世界,乃至TMT(传媒、电子、通信、计算机)世界,为全球未来经济和社会发展构建更加坚实的大平台。”韦乐平说。

商用目标有望提前实现

5G正在从技术启动阶段,迈向技术攻关阶段。“5G是一个全新的技术体系,必然会遵循所有新技术的发展规律。”韦乐平表示,从Gartner新技术发展曲线上看,5G正在从启动阶段过渡到艰难的技术攻关阶段,即从幻灭期到成熟期,而一旦逐一解决了具体的技术难题,5G就会进入大规模发展的良性轨道。

韦乐平认为,5G当前的技术瓶颈主要表现在高频段(3.5GHz、4.9GHz乃至毫米波)和大带宽(100MHz)特性下,网络和器件的实现难度以及成本。以3.5GHz频段为例,若按照上行边缘速率为1Mb/s或5Mb/s计算,5G的上行链路功率将比4G高12dB或20dB,如果靠室外宏站来实施室内覆盖,需要3.5~9倍数量的4G宏站,这显然是不可行的,因而小基站或低频段FDD系统有望成为两个主要出路,但是巨量的小基站将给建设成本和工程施工带来巨大的挑战,新建一个低频段FDD系统在投资上是否可行还需要进行深入研究;又如在实现网络架构重构上,服务器层面的转发能力和解耦后的管理复杂性是一大瓶颈,而且非技术层面的挑战比技术本身更大;再如网络切片,一个完整的端到端的切片,要实现跨域、跨技术、跨平台、跨厂家、跨运营商(漫游),技术和管理的复杂性难以预料。

在低时延上,5G也面临不小的挑战。韦乐平表示,低时延是5G区别于4G的重要技术指标,在国民经济的很多领域都有良好的应用前景,诸如辅助自动驾驶、远程医疗、触觉互联网应用以及特殊工业互联网应用等。不过,目前这代基于R15版本的5G通信系统主要是支持eMBB应用的,尚不能支持3.5ms以下的低时延应用,原因是5G帧结构采用了2.5ms双周期TDD模式,难以很好地支撑3.5ms以下的低时延应用。

对于如何解决5G低时延的技术问题,韦乐平认为很可能是在更低工作频段上设计和部署FDD方式的5G通信系统。“技术上总是有办法解决的。”他认为,只要有明确且足够的业务和应用需求,技术问题迟早会解决,关键在于投资回报。

5G运营成本是目前业界颇为关注的问题。韦乐平认为在5G尚未全面实现网络架构重构和智慧化运营的发展初期,5G运营成本会比较高,但是一旦引入AI和机器学习等技术,部分或完全实现网络自动化、智能化以及运营的智慧化,5G运营成本将大幅下降。

令人欣喜的是,在整个业界的推进下,5G的商用进程不断加速。韦乐平认为,目前5G的预商用条件已基本成熟,体现在基于NSA(非独立组网)的网络设备基本可用,预商用的CPE终端基本可用,预商用的手机终端也将在上半年基本可用。“不过,无论是网络设备还是终端,功能依然有限,性能不够完善,功耗和价格也比较高,而这些正是预商用阶段需要解决的问题。”韦乐平强调道。

“我国的5G商用目标有望提前实现。”在采访的最后,韦乐平作出了这一判断。他认为,经过预商用阶段的不断改进,到今年年底或明年年初,5G网络设备以及终端等问题有望缓解,真正具备5G关键特征的SA(独立组网)产业链也将基本成熟。届时,5G将具备进入正式商用的条件,有望提前实现国家确定的2020年商用的目标。