华为5G首席科学家童文:5G到底有哪些能力

 

2019年,5G就要预商用了,5G产业进入全面商用的关键一年,全球5G网络的部署已【yǐ】经【jīng】启【qǐ】动。12-15,工信部【bù】宣布【bù】发放5G临【lín】时牌照,将拉开我国【guó】5G商用建网的大幕。那么5G到【dào】底有什么【me】能力【lì】呢?华为5G首席【xí】科学家童文博士【shì】在心【xīn】声社【shè】区发布了文章,与你【nǐ】谈【tán】谈5G的一些【xiē】事情。

下面是文章全文:

2019年【nián】是5G产业进入【rù】全面商【shāng】用的关键一年,全球5G网络的部署已经启动【dòng】。

2018年6月,5G独【dú】立组网标准冻结,5G完成了第【dì】一阶段全功能【néng】eMBB标准化工作;12-15,中国三大【dà】运营商获得全国范【fàn】围5G中【zhōng】低频段试【shì】验频率使用许可【kě】;12-15,工信部宣布发放【fàng】5G临时牌【pái】照,拉开我国【guó】5G商用建网的大幕【mù】。

在数字化转型浪潮的推【tuī】动【dòng】下,5G将【jiāng】开启移动互联网的新阶段。特别是,5G网【wǎng】络的初【chū】期部署将(1)普及【jí】移动【dòng】互联【lián】网极【jí】致的【de】用户体验;(2)推动【dòng】物联网创新,进【jìn】而推动移动互【hù】联网产业【yè】的新一【yī】代转型。

具有超【chāo】级连接【jiē】能力的5G网【wǎng】络,将承【chéng】载10亿个场所的连接,50亿人【rén】的连接,500亿物的连【lián】接,把数字世界【jiè】带【dài】入每个人、每个家【jiā】庭、每个【gè】组【zǔ】织,构建万物互联的【de】智能世界。

另一方面【miàn】,具有超【chāo】级【jí】连接【jiē】能力的5G网络【luò】,将与数字【zì】化【huà】驱动技【jì】术、实时大数据、云技术、人工智能融为一体,带来产业【yè】的革命【mìng】性变化:也就【jiù】是,连接平台化【huà】、万物在线化、全云化、万物即【jí】插即慧。

 

5年前,在产业定义5G阶段,我们对5G技术指标有明确诉求:

1-20Gbps的峰值速率

10-100Mbps的用户体验

1-10毫秒的端到端延时

1-100倍的网络能耗效率提升

不忘初心,5G的这些基本能力将在2019年兑现。

以下,我们对具有原生的超级连接能力【lì】5G网络的能力,及其对【duì】产业【yè】的转【zhuǎn】型和【hé】变革进行进【jìn】一【yī】步的解读。

1、极致用户体验的拐点

5G-eMBB是用户体验的转折点。

基于互联网TCP/IP协【xié】议的基本技术原【yuán】理,当网【wǎng】络容【róng】量是应用【yòng】流量【liàng】的4~5倍时【shí】,网络的拥塞和延时趋近于零【líng】。

也就【jiù】是【shì】说,5G的G比特级接入速率,已经超越互联【lián】网接【jiē】入【rù】,以及视频【pín】通信应用【yòng】流【liú】量的基本速率,终端【duān】用户【hù】体验开始发生【shēng】本质变化,进入“无限网【wǎng】络【luò】容量”的体【tǐ】验时代,即终端用户【hù】感受就【jiù】像网络有无限【xiàn】的容量。

目前,全球70%的【de】运营商已经提供流量不【bú】限【xiàn】的【de】MBB业【yè】务,并【bìng】且其中40%的【de】运【yùn】营【yíng】商【shāng】已经由此带【dài】来ARPU提升【shēng】的经济效益。流【liú】量不限的MBB模式已经成为移【yí】动运营商下一个增长的驱动力。

5G的来【lái】临,适逢其时,是流量【liàng】不限的MBB模式【shì】的【de】原生平台。同样,5G的G比特级【jí】接【jiē】入速率【lǜ】,已经超越固定互联网接入的基本速率【lǜ】需求,5G也是【shì】流量不限的【de】FBB模式的【de】原生平台。

全球已经有230张【zhāng】网络开始进行WTTX的改造,WTTX的【de】用户数大幅增长;在欧洲,WTTX的速率【lǜ】已经超越固网的【de】接【jiē】入速率;在美国,基于毫米波频段的WTTX是5G预商用【yòng】的第一个商业模式。总【zǒng】之,5G是固【gù】移融合【hé】的原生平台。

更进【jìn】一步,5G的G比特级接【jiē】入速率,是云游戏的原生平台,将使【shǐ】能50Mbps速率【lǜ】,20毫秒延时,小于15%的抖动的云【yún】游戏业务大规【guī】模【mó】普及。

从5G-eMBB新生业务【wù】的【de】角【jiǎo】度来看,5G的【de】G比特级接入速率,将使AR技术得到【dào】更加广泛的应用【yòng】,许多【duō】行业的【de】现场【chǎng】维护与现【xiàn】场服务也将因此受益。

比如,经验【yàn】丰富的工【gōng】程师资源稀【xī】缺,而即使有【yǒu】经【jīng】验丰富的工程师,一【yī】年也只能前往【wǎng】数个偏远的站点提供现【xiàn】场【chǎng】服务。借助【zhù】5G-eMBB网【wǎng】络和AR技【jì】术,那些尚处于【yú】培训阶段的工【gōng】程师,只需通过手中的平板,就【jiù】能【néng】立【lì】即【jí】获取相关设备的信息,就能【néng】快【kuài】速做【zuò】出正【zhèng】确而最优【yōu】的决策,而不再依【yī】赖于需要数年时间培养的【de】经验与直【zhí】觉【jiào】。经验丰富的【de】工程师,也可以通过5G网【wǎng】络【luò】和AR应用,快速获取设备的相关【guān】参考信息,在更短的时间【jiān】内完成更多任务,从而为许多的产业【yè】的现场服务极大地提升【shēng】效率【lǜ】。

2、与世界零距离的用户体验

5G系统的空口及无线接入网确保端到端低【dī】延时,从而【ér】使能【néng】VR等高端eMBB业务,特别【bié】是实时【shí】视【shì】频业务和应【yīng】用得到普及。

多年【nián】的网络用户体验研究表明【míng】,由【yóu】于网【wǎng】络延时远低于【yú】人【rén】类【lèi】的近百毫秒的视觉感知延时,网络两端的用户具有身【shēn】临【lín】其境【jìng】,天涯咫【zhǐ】尺与世界【jiè】零【líng】距离的体验。5G是低延时原生平台,进而使能所有eMBB业务与世界零【líng】距离的【de】用【yòng】户体验,也是【shì】VR/AR第一平台。

5G低延时原生平台的广泛部署,将催生物联网创新与变革。

5G在【zài】自动驾驶和工业【yè】等领域创【chuàng】造了全新的创【chuàng】新【xīn】用【yòng】例,随着【zhe】机器人机器学习等技术的进一步【bù】突破,5G技术【shù】的普及和全云化,将推动各【gè】行各业自身业务的提升【shēng】,如制造业、运输/物流业,智慧城市领域等。特别是,在【zài】5G原【yuán】生低【dī】延【yán】时平台的基础【chǔ】上,很多行业的几毫【háo】秒延时的实时应用,如【rú】辅助驾驶、自动驾驶、智能化的算力都【dōu】需要尽可【kě】能下沉部署【shǔ】在终【zhōng】端设备附【fù】近【jìn】,从而降低机器决策的延迟,5G低延时原生【shēng】与【yǔ】认【rèn】知计算【suàn】的【de】平台,进而【ér】开【kāi】启万物即【jí】插即【jí】慧的【de】新【xīn】时代。

3、端到端网络切片的5G网络

5G网络【luò】为不同垂直行业服【fú】务【wù】运【yùn】行在同一套物理基【jī】础设施上,生成相互【hù】隔离的不同5G网络【luò】切片【piàn】,端到【dào】端的【de】网络【luò】切片将是实【shí】现5G使能全行【háng】业数字化的支柱型【xíng】技术【shù】。为每个行业应用建设【shè】一张独立的【de】网络显然既不经【jīng】济【jì】也不现实,5G网络就是一张物理网络【luò】支持多个逻辑切片的原生平台。

端到端【duān】网络切片的优势之【zhī】一:未来的【de】业务和商业模式创新【xīn】需要大量尝试【shì】,但【dàn】传统的电信网络往往【wǎng】需要论证数年之久才【cái】能【néng】投资上马。基于端到端网络切【qiē】片技术【shù】,运营商就可以按需生成或撤销逻辑切片,从而实现【xiàn】更快的网【wǎng】络定【dìng】制【zhì】、试【shì】错,以及实时的调优、改【gǎi】进【jìn】。

端到端网络切片的另一个优势:每个切片都是一个相对独立的自治子系统,端到【dào】端的【de】网络切片的安全是5G网【wǎng】络的独特技术【shù】创新,针对【duì】不同的行业应用需求【qiú】进行对端到端应用【yòng】的可【kě】信安【ān】全适配。

作为【wéi】端到【dào】端整网切片的原生平【píng】台,5G切【qiē】片网络的生成,也为运【yùn】营商带来【lái】新的机会【huì】,既【jì】是主【zhǔ】动去引导需【xū】求,还是被动适应市【shì】场需【xū】求。这需要云管端协【xié】同的【de】顶层设计及生态构筑,不【bú】然,切片只是一个管道。

端到端切片与全云化,数字化,数字转【zhuǎn】型,安全可信【xìn】,基【jī】于机器学习【xí】的人工智能的结【jié】合使5G无线接入网【wǎng】将超越【yuè】管道的角【jiǎo】色,成为一个泛【fàn】在平台【tái】。

5G原生超级连接能力与使能业务(2013年华为5G白皮书)

4、安全可信的网络架构

4G网络一样,5G网络是原生的安全业务平台。

5G网络采【cǎi】用【yòng】强化的加密算法【fǎ】,接入认证一【yī】体【tǐ】化的能力。5G网络架构延续【xù】4G的无线接入网与核心网的【de】安全分离架【jià】构,即PDCP层加密【mì】和IPSec加【jiā】密【mì】,从而无【wú】线接【jiē】入网对用【yòng】户数据的不【bú】可见,确保5G网路无线【xiàn】接【jiē】入的数据安全;核心网确保用户认证和用户隐私。

随着【zhe】越来【lái】越多的【de】生态【tài】合作伙伴参与到构【gòu】建5G端到端服务【wù】中来,物联网服务【wù】也正【zhèng】变得越来越复杂,提供安全的端到端服务,需要从网络【luò】到【dào】用户的整个过程中对【duì】安全【quán】性进行【háng】管理。

5G网【wǎng】络确保【bǎo】只有经过认证【zhèng】的设备才【cái】能联网,网【wǎng】络自动化的安【ān】全规【guī】范和入侵防御功能【néng】也得到进一步普及和增加。由此,进而确保企业业务的【de】安全正常运【yùn】行,大规模的安全规范自动【dòng】化不仅能帮助管【guǎn】理海量的【de】设备,还能保证【zhèng】这些设备整【zhěng】个【gè】生【shēng】命周期里【lǐ】的安【ān】全。

5、海量连接与网络自动化

5G网络【luò】是原【yuán】生的海量连接平台,随着5G技术可用性的成熟和升【shēng】级,将加速万物互联,万物【wù】在【zài】线化,即万物默认在【zài】线。

到【dào】2024年,联网设【shè】备的数量【liàng】预计【jì】将【jiāng】超过220亿台,人们已经无法手动管理数量如【rú】此庞大的连接设备,因此,网【wǎng】络自动化【huà】是【shì】必【bì】由之【zhī】路。

从运营【yíng】商【shāng】的角度,管理数十亿设【shè】备将是挑战【zhàn】,而电信运【yùn】营商也【yě】将升级自己的【de】服务产品,来应对这一挑战【zhàn】。

从技术【shù】上,基于【yú】服务【wù】架构的5G核心【xīn】网是【shì】网络自动化【huà】的原【yuán】生平台;5G网络【luò】将普及物联【lián】网连接【jiē】服务【wù】,由此衍生的电信服【fú】务提供商将更进一步,不【bú】仅为企业提供【gòng】管理联网设备的能【néng】力,而且【qiě】可以在设备的整个生命【mìng】周【zhōu】期内对其进行管理并确保【bǎo】其安全性。

此外,5G的【de】业务模式和定价模式【shì】的创新【xīn】将发【fā】生巨大转变,越来越【yuè】多的企【qǐ】业将【jiāng】改变自身的业务模【mó】式【shì】,从单一的产品销售转变到销售增值服务。举例来说,企业将不【bú】再仅仅购【gòu】买一台【tái】机【jī】器,还将购买相【xiàng】关服务。这【zhè】种转变【biàn】也影响【xiǎng】着【zhe】电信运营商,促使其【qí】改变物联【lián】网服务【wù】的业务与定价模式。

6、5G网络的前向兼容保护产业投资

5G设计原则是前向兼容,以支撑5G网络的敞口创新。

第一阶段标准R15版本【běn】基本上实现【xiàn】了所有5G的新特性和【hé】新能【néng】力,5G-NR标【biāo】准的不断【duàn】演进【jìn】将原【yuán】生地支持新特性及新【xīn】需【xū】求,如R16版本提供完整的高可靠连接能力,以【yǐ】及V-2X和工【gōng】业【yè】物【wù】连网的基本能力。而这些业务【wù】的引入不需要【yào】重复建网投资。

在5G网络建【jiàn】设期,运营【yíng】商关注的是网络建设的低成本和高【gāo】效【xiào】率,5G网【wǎng】络为产【chǎn】业提供10倍【bèi】以【yǐ】上的每比特成本降低,以【yǐ】及大幅度的能【néng】效提升【shēng】。

2019年5G商用是【shì】全球主流电信【xìn】运营的主流【liú】时【shí】间【jiān】表。GSMA数据显示,66个国家的154家运营【yíng】商正在【zài】开展5G测试工作【zuò】,预【yù】计到2025年将有【yǒu】110张5G网【wǎng】络。尽管风云【yún】变幻,5G的阳光正在【zài】全球普照!

总之,5G是万物连接的原生平台,是构建智能世界的基石。