華爲5G首席科學家童文：5G到底有哪些能力
華爲5G首席科學家童文：5G到底有哪些能力
童文/心聲社區
華爲5G首席科學家、華爲Fellow童文博士
2019年是5G產業進入全面商用的關鍵一年，全球5G網絡的部署已經啓動。
2018年6月，5G獨立組網標準凍結，5G完成了第一階段全功能eMBB標準化工作；12月6日， 中國三大運營商獲得全國範圍5G中低頻段試驗頻率使用許可；2019年1月10日，工信部宣佈發放5G臨時牌照，拉開我國5G商用建網的大幕。
在數字化轉型浪潮的推動下，5G將開啓移動互聯網的新階段。特別是，5G網絡的初期部署將 （1）普及移動互聯網極致的用戶體驗；（2）推動物聯網創新，進而推動移動互聯網產業的新一代轉型。
具有超級連接能力的5G網絡，將承載10億個場所的連接，50億人的連接，500億物的連接，把數字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織，構建萬物互聯的智能世界。
另一方面，具有超級連接能力的5G網絡，將與數字化驅動技術、實時大數據、雲技術、人工智能融爲一體，帶來產業的革命性變化：也就是，連接平臺化、萬物在線化、全雲化、萬物即插即慧。
5年前，在產業定義5G階段，我們對5G技術指標有明確訴求：
1-20Gbps的峯值速率
10-100Mbps的用戶體驗
1-10毫秒的端到端延時
1-100倍的網絡能耗效率提升
不忘初心，5G的這些基本能力將在2019年兌現。
以下，我們對具有原生的超級連接能力5G網絡的能力，及其對產業的轉型和變革進行進一步的解讀。
1 極致用戶體驗的拐點
5G-eMBB是用戶體驗的轉折點。
基於互聯網TCP/IP協議的基本技術原理，當網絡容量是應用流量的4~5倍時，網絡的擁塞和延時趨近於零。
也就是說，5G的G比特級接入速率，已經超越互聯網接入，以及視頻通信應用流量的基本速率，終端用戶體驗開始發生本質變化，進入“無限網絡容量”的體驗時代，即終端用戶感受就像網絡有無限的容量。
目前，全球70%的運營商已經提供流量不限的MBB業務，並且其中40%的運營商已經由此帶來ARPU提升的經濟效益。流量不限的MBB模式已經成爲移動運營商下一個增長的驅動力。
5G的來臨，適逢其時，是流量不限的MBB模式的原生平臺。同樣，5G的G比特級接入速率，已經超越固定互聯網接入的基本速率需求，5G也是流量不限的FBB模式的原生平臺。
全球已經有230張網絡開始進行WTTX的改造，WTTX的用戶數大幅增長；在歐洲，WTTX的速率已經超越固網的接入速率；在美國，基於毫米波頻段的WTTX是5G預商用的第一個商業模式。總之，5G是固移融合的原生平臺。
更進一步，5G的G比特級接入速率，是雲遊戲的原生平臺，將使能50Mbps速率，20毫秒延時，小於15%的抖動的雲遊戲業務大規模普及。
從5G-eMBB新生業務的角度來看，5G的G比特級接入速率，將使AR技術得到更加廣泛的應用，許多行業的現場維護與現場服務也將因此受益。
比如，經驗豐富的工程師資源稀缺，而即使有經驗豐富的工程師，一年也只能前往數個偏遠的站點提供現場服務。藉助5G-eMBB網絡和AR技術，那些尚處於培訓階段的工程師，只需通過手中的平板，就能立即獲取相關設備的信息，就能快速做出正確而最優的決策，而不再依賴於需要數年時間培養的經驗與直覺。經驗豐富的工程師，也可以通過5G網絡和AR應用，快速獲取設備的相關參考信息，在更短的時間內完成更多任務，從而爲許多的產業的現場服務極大地提升效率。
2與世界零距離的用戶體驗
5G系統的空口及無線接入網確保端到端低延時，從而使能VR等高端eMBB業務，特別是實時視頻業務和應用得到普及。
多年的網絡用戶體驗研究表明，由於網絡延時遠低於人類的近百毫秒的視覺感知延時，網絡兩端的用戶具有身臨其境，天涯咫尺與世界零距離的體驗。5G是低延時原生平臺，進而使能所有eMBB業務與世界零距離的用戶體驗，也是VR/AR第一平臺。
5G低延時原生平臺的廣泛部署，將催生物聯網創新與變革。
5G在自動駕駛和工業等領域創造了全新的創新用例，隨着機器人機器學習等技術的進一步突破，5G技術的普及和全雲化，將推動各行各業自身業務的提升，如製造業、運輸/物流業，智慧城市領域等。特別是，在5G原生低延時平臺的基礎上，很多行業的幾毫秒延時的實時應用，如輔助駕駛、自動駕駛、智能化的算力都需要儘可能下沉部署在終端設備附近，從而降低機器決策的延遲，5G低延時原生與認知計算的平臺，進而開啓萬物即插即慧的新時代。
3 端到端網絡切片的5G網絡
5G網絡爲不同垂直行業服務運行在同一套物理基礎設施上，生成相互隔離的不同5G網絡切片，端到端的網絡切片將是實現5G使能全行業數字化的支柱型技術。爲每個行業應用建設一張獨立的網絡顯然既不經濟也不現實，5G網絡就是一張物理網絡支持多個邏輯切片的原生平臺。
端到端網絡切片的優勢之一：未來的業務和商業模式創新需要大量嘗試，但傳統的電信網絡往往需要論證數年之久才能投資上馬。基於端到端網絡切片技術，運營商就可以按需生成或撤銷邏輯切片，從而實現更快的網絡定製、試錯，以及實時的調優、改進。
端到端網絡切片的另一個優勢：每個切片都是一個相對獨立的自治子系統，端到端的網絡切片的安全是5G網絡的獨特技術創新，針對不同的行業應用需求進行對端到端應用的可信安全適配。
作爲端到端整網切片的原生平臺，5G切片網絡的生成，也爲運營商帶來新的機會，既是主動去引導需求，還是被動適應市場需求。這需要雲管端協同的頂層設計及生態構築，不然，切片只是一個管道。
端到端切片與全雲化，數字化，數字轉型，安全可信，基於機器學習的人工智能的結合使5G無線接入網將超越管道的角色，成爲一個泛在平臺。
5G原生超級連接能力與使能業務（2013年華爲5G白皮書）
4安全可信的網絡架構
與4G網絡一樣，5G網絡是原生的安全業務平臺。
5G網絡採用強化的加密算法，接入認證一體化的能力。5G網絡架構延續4G的無線接入網與核心網的安全分離架構，即PDCP層加密和IPSec加密，從而無線接入網對用戶數據的不可見，確保5G網路無線接入的數據安全；核心網確保用戶認證和用戶隱私。
隨着越來越多的生態合作伙伴參與到構建5G端到端服務中來，物聯網服務也正變得越來越複雜，提供安全的端到端服務，需要從網絡到用戶的整個過程中對安全性進行管理。
5G網絡確保只有經過認證的設備才能聯網，網絡自動化的安全規範和入侵防禦功能也得到進一步普及和增加。由此，進而確保企業業務的安全正常運行，大規模的安全規範自動化不僅能幫助管理海量的設備，還能保證這些設備整個生命週期裏的安全。
5 海量連接與網絡自動化
5G網絡是原生的海量連接平臺，隨着5G技術可用性的成熟和升級，將加速萬物互聯，萬物在線化，即萬物默認在線。
到2024年，聯網設備的數量預計將超過220億臺，人們已經無法手動管理數量如此龐大的連接設備，因此，網絡自動化是必由之路。
從運營商的角度，管理數十億設備將是挑戰，而電信運營商也將升級自己的服務產品，來應對這一挑戰。
從技術上，基於服務架構的5G核心網是網絡自動化的原生平臺；5G網絡將普及物聯網連接服務，由此衍生的電信服務提供商將更進一步，不僅爲企業提供管理聯網設備的能力，而且可以在設備的整個生命週期內對其進行管理並確保其安全性。
此外，5G的業務模式和定價模式的創新將發生巨大轉變， 越來越多的企業將改變自身的業務模式，從單一的產品銷售轉變到銷售增值服務。舉例來說，企業將不再僅僅購買一臺機器，還將購買相關服務。這種轉變也影響着電信運營商，促使其改變物聯網服務的業務與定價模式。
6 5G網絡的前向兼容保護產業投資
5G設計原則是前向兼容，以支撐5G網絡的敞口創新。
第一階段標準R15版本基本上實現了所有5G的新特性和新能力，5G-NR標準的不斷演進將原生地支持新特性及新需求，如R16版本提供完整的高可靠連接能力，以及V-2X和工業物連網的基本能力。而這些業務的引入不需要重複建網投資。
在5G網絡建設期，運營商關注的是網絡建設的低成本和高效率，5G網絡爲產業提供10倍以上的每比特成本降低，以及大幅度的能效提升。
2019年5G商用是全球主流電信運營的主流時間表。GSMA數據顯示，66個國家的154家運營商正在開展5G測試工作，預計到2025年將有110張5G網絡。儘管風雲變幻，5G的陽光正在全球普照！
總之，5G是萬物連接的原生平臺，是構建智能世界的基石。
（原文題爲《華爲5G首席科學家童文博士與你談談5G到底有哪些能力》，作者童文系華爲5G首席科學家、華爲Fellow童文博士，2018年獲得由國際電氣與電子工程師協會授予的“傑出行業領袖獎”。）
（本文來自於澎湃新聞）
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