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英国皇家工程院院士王江舟谈5G“新基建”

时间:2020-04-21 来源: 电子信息产业网   作者:佚名  浏览量:160

“我认为5G‘新基建’主要包括三个方面。一是基础网络设施的建设,包括接入网、核心网及大容量的传输网络;二是网络架构的建设,与4G时代中央控制的网络不同,5G网络将是‘分权’网络,从中央控制向分布式控制转变,要在局域建立5G网络的分布式控制器;三是形成支持行业应用的数字基建。”英国皇家工程院院士王江舟日前接受了《中国电子报》专访,对5G“新基建”寄予厚望,并谈了自己对中国5G建设的分析。

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5G基建是数字基建一部分

王江舟认为5G新基建这三个方面,当前建设重点是第一部分,即基础网络的建设。“新基建就是数字基建,5G属于数字基建的一部分,是高科技的基础建设。其目标是建成像国内高铁、高速公路、地铁这样的基础设施,我回国体验过,国内的交通方便得不得了。”王江舟说,“一个完善的数字基建,能够对很多垂直行业提供支撑,如智能城市、智慧农业、互联网医疗、工业自动化、车联网、智能电网等。当然首先要有基础网络,才能够为数字基建提供对这些垂直行业的支撑。”

今年中国要做全国性的5G规模建网,目标是覆盖全国地级城市。中国移动计划建30万5G基站,中国电信和中国联通采用共建共享的方式计划建25万基站。同时三大运营商都选择主要以5G独立组网(英文简称SA)的方式建网,以这种方式建网,在全球也是首次。

谈到中国一开始就采用SA的利与弊,王江舟说,SA从长远来看对国家比较有利,从短期看会有不确定性,或者说阵痛。SA建网在短期内开销很大。欧洲用非独立组网(英文简称NSA)建网,很多地方都采用4G基站,只在人口很密集的地方采用5G基站,首期投资成本小很多。但SA组网方式使中国5G从一开始就瞄准垂直行业、拥抱垂直行业,真正能够引领5G发展,从长远看好处很大。

但作为先行者,中国也将面临SA的产业链有待成熟的问题。王江舟说,中国发展SA的风险主要取决于要做什么样的应用。SA首先要做的就是高速传输、在满足这一需求后再扩展应用。有些应用已经成熟了,如高清视频、远程教育、互联网居家工作等应用已经成熟。其他一些垂直行业应用还需要几年时间才能成熟,如车联网、工业自动化的应用。如果这些行业几年之后还没有成熟,应用需求没有涌现出来,这对运营商的确很有压力。

5G标准支持的频率覆盖了高中低频。我国今年建网采用的是中低频,而且产业链相对成熟。在5G高频的毫米波波段上,我国目前还在试验阶段。王江舟说,毫米波存在传输损耗大、传输距离短的问题,但它在小范围、高密度、传输距离小的地方,如增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的高速传输、热点覆盖、部分工业场景中,是有应用前景的。“未来低中高频都有自己的应用场景。我认为如果有需求,应尽早使用毫米波。”

5G网络向开放平台方向发展

王江舟认为,5G网络结构将使原来移动网络的中央型结构发展到分布式结构,移动边缘计算、边缘缓存等也是分布式结构不可或缺的一部分。在网络架构转变的同时,5G网络演进的一个重要特点是通过开放网络接口实现开放式平台(O-RAN)。

“O-RAN是将平台模块化,使硬件和软件分离,而不是像4G网络那样,硬件、软件、协议‘捆绑’在一起,带来不利于竞争的问题。”王江舟说,“现在网络基础设施只有几家通信企业在竞争,如华为、诺基亚、爱立信和中兴等。其他中小企业无法进入电信运营商基础网络市场,因为他们没有资源和财力支撑网络设备开发的大投入。O-RAN使不同厂家的模块集成在一起,保证互联互通。有的公司可以只生产硬件,有更多的软件公司可以做软件、应用、服务,这给中小企业提供了竞争机会,也会大大降低运营商的投资成本。”

王江舟认为,O-RAN的思路增加了竞争,对5G、6G网络提质很有帮助。目前已经有很多公司加入O-RAN组织中。其中支持O-RAN的主要是各大电信运营商,如中国移动、ATT、德国电信、Orange、中国电信、中国联通等,而且态度积极;但传统的通信设备商积极性并不高。O-RAN引入后,对大的设备商有很大威胁。

“尽管现在大的设备企业有抵触情绪,但引入中小企业加强竞争,对整个行业发展是非常有利的。”王江舟说,“O-RAN的标准化即将开始,如果要用在网络中也会是在5G发展的后期或者6G引入。但这一定是一个方向,国内工业界、各个公司应该知道这件事,这使中小企业进入通信业的成本会大大降低。”

利用切片技术优化网络资源

如何利用好5G的网络资源?王江舟认为,切片技术可以解决这个问题。

5G切片技术可以根据行业和用户需求分门别类地分配网络资源,这就像公路的设计,公路上有汽车道、自行车道、人行道,根据公路上不同的交通工具,动态调整公路上道路的划分。切片的设计就是类似这种思路,根据垂直行业不同的特性设计不同的方案,优化资源。

“切片实现比较复杂,但是非常重要。”王江舟说,“不同行业的服务重点不同,切片的思路就是对不同的业务需求分配不同的网络资源。”例如,如果同时有VR/AR,以及仪表类数据要一起传送,这些业务的特点各自不同。VR/AR对时延非常敏感,家里水表、电表传输数据时则对时延不敏感,在配置资源时要根据不同业务来配对。只要网络设计能够满足业务的最低需求,如最低的速率、延时等满足了,就可以优化整个网络,使网络的流量最大化。

切片在5G发展中将扮演非常重要的角色。“切片会在车联网、工业自动化、智能电网等领域发展出非常大的业务量,能够满足不同业务类型的网络需求。”王江舟说,“每种切片未来都会有规模效应,我们在网络设计时要考虑如何根据不同业务的性能指标来优化网络。”

运营商在布局5G时,同时也在发展云计算、边缘计算、物联网、人工智能和大数据技术。王江舟表示,对切片技术进行管理时也要考虑与这些技术的融合。

对VR、AR、车联网和工业互联网这些对时间敏感的应用,就要采用5G+边缘计算;但人脸识别这样对时间不太敏感的应用,则可用5G+云计算+AI+大数据的方式实现。

这确实带来网络管理的复杂性,但也是受应用驱动而出现的。“除了切片,边缘计算/存储带来的服务/应用下沉,管理上也增加了复杂,打个比方,以前的4G像是中央政府统管,现在的5G像是权力下放到省政府。网络这样转变也是被逼出来的,因为应用越来越多,权力下放到地方来做,效率会更高。”

完整的网络切片需要端到端所有设备(核心网、接入网、终端)的配合,国内相关的产品试验正在工信部带领下密集推进,产业链上的相关厂商如华为、中兴、展锐、OPPO都在开放合作的宗旨下推进试验。

5G车联网建设约在两年后

车联网、工业互联网是5G两个重要的应用场景。谈到他们的应用前景,王江舟表示,这两个非常重要的场景,近期不会大规模应用,但是有很好前景。这两个应用的共性是有非常严格的传输延迟的要求,5G规定低于1毫秒的延迟,主要就是针对这两个应用场景。

“关于车联网,我们需要一个分离的数字基建结构,包括专门的网、单独的频率,在路边、街边铺建这个网。长远看5G车联网需要加入移动边缘计算,车辆要感应局部危险,通过边缘计算处理,以大大降低延迟。”

王江舟说,5G车联网标准今年下半年冻结。考虑到行业应用的导入期比较长,切实的落地应用可能还要两三年甚至更长。

工业互联网、工业自动化是在5G网络中增加局部的网络来提供服务,而且在工业控制中低时延非常重要。王江舟认为,可以用分布式网络加上移动边缘计算实现控制和处理,5G边缘做计算,信息不用绕到核心网再回来,可以让延迟大大降低。“如果像欧洲那样一开始做的是NSA,信息就会绕到4G网上去,工业控制这样的应用就做不起来。中国建设SA网络,给行业应用的快速发展提供了机会。”

采访最后,王江舟特意谈到了5G标准。他表示,全球一个标准对产业发展很有利。从两年前完成的5G一期标准(R15),到今年中要完成的5G二期标准(R16),再到明年下半年将要完成的5G增强版本(R17),我国企业在国际5G标准上做了很大贡献。现在我国运营商又在推动5G SA的建设,将使中国在继3G跟随、4G同步之后,真正实现5G的引领。

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