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AI携手5G 打造改变世界的“核动力”

http://finance.sina.com   2018年05月17日 03:54   北京新浪网

  摘要:曾经,大家以为5G很遥远,伸出手却不可及。现在,5G离每个人的鼻翼都非常近,人们可以很强烈感受到它的热度。

  来源:IT时报

  作者:钱立富

  网络是所有互联网应用的基石,尤其是对于数据有饥渴性需求的人工智能。现在能想象到的人工智能时代,是一个人人、物物皆数据的时代,而能否将这些数据实时传输至人工大脑中,是最终计算结果是否准确的关键因素。随着5G正式商用的时间点越来越近,AI将真正来临。

  5G,真的要来了!

  全球5G第一阵营扫描

  曾经,大家以为5G很遥远,伸出手却不可及。现在,5G离每个人的鼻翼都非常近,人们可以很强烈感受到它的热度。从全球范围来看,中国、美国、韩国和日本,是5G发展的第一阵营,各家主流运营商都在摩拳擦掌,准备抢夺5G发展的先机和制高点。

  中国:发展5G不仅是运营商的事

  从跟随到突破,从突破到同步,在即将到来的5G时代,中国将目标定为“领跑者”之一。为了实现“5G引领”的目标,中国对待5G发展高度重视,将5G视为信息通信技术领域的战略性发展重点,并出台了一系列重磅政策。换句话说,发展5G不仅仅是中国运营商的事情。

  从实际情况来看,中国5G进程迅速,实现“2019年预商用、2020年正式商用”的目标乃是板上钉钉。

  走独立组网之路

  中国的5G技术研发试验于2016年初全面启动,分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段推进实施。这些试验为5G在中国的商用奠定重要基础。

  完成了前两阶段的试验后,2018年中国的5G技术研发试验进入了第三阶段,并将在年内完成。进入第三阶段,意味着中国5G技术试验已经顺利“小学毕业”,正式进入“中学阶段”。5G技术研发试验第三阶段是5G实现商用之前的关键一步。

  在5G组网方面,分为非独立组网和独立组网两种方式。去年12月,3GPP组织通过5G非独立组网的第一版本。爱立信东北亚区首席市场官张至伟对《IT时报》记者表示:“按照业界的共识,2018年6月Rel-15正式发布,这是第一个完整5G标准。这个时间点之后,所有的供应商和业界的网络产品就可以进行一些商用化量产。”

  所以在今年上半年参加第三阶段测试的企业中,较多企业仍是采用非独立组网方式。不过从工信部人士和产业界人士的表态来看,中国仍倾向于独立组网方式。在今年初,中国电信率先明确走独立组网之路,之后中国移动也明确表示采用独立组网标准,这些因素都有利于后续引领产业链的发展。

  现在三家运营商已经如火如荼地开展5G规模试验,扩大5G试点城市范围。

  重磅政策加码 带来加速度

  就在运营商热火朝天开展5G试验的同时,4月下旬,国家发改委、财政部又送来红利。两部委联合发文,降低部分无线电频率占用费收费标准,其中对于5G 公众移动通信系统频率施行“头三年减免,后三年逐步到位”的优惠政策。

  这将有效降低运营商5G网络的部署成本,长城证券的分析报告认为,仅考虑目前已经确定的频谱规划,运营商第1-3 年每年将节约约40 亿,第4-6 年每年将分别节约约36 亿、31 亿、27 亿元,第7 年开始每年将节约约22.5 亿元频率占用费。和国外运营商需要花费巨资竞拍5G频谱相比,中国运营商在这方面应该是相当幸福的。

  除了降低5G频谱占用费,发改委此前还将三家运营商的“5G 规模组网建设及应用示范工程”列为2018年新一代信息基础设施建设工程支持项目名单,给予真金白银的支持。比如在上海虹桥商务区,上海电信和虹桥商务区管委会正联手打造国内首个5G示范区,这也将是长三角最大规模的5G组网建设示范区域,2020年将在该区域完成50个站点左右的5G规模覆盖网络。

  而在频谱资源方面,工信部早在第三阶段测试前就拟好了5G中频工作频段,去年11月工信部发布了《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》。由此,我国成为国际上第一个发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。

  目前,我国5G研发正在稳步推进中,按照目前的规划,今年底将完成5G预商用设备研发,2019年上半年完成商用设备研发,2019年下半年第一批5G手机终端也将出现。三家运营商的5G商用时间表也比较一致:2019年预商用,2020年正式规模商用。

  从跟跑、突破到引领,中国已经成为5G标准的总设计师之一,甚至可以说中国代表了世界5G最高水平。近日,美国无线通信和互联网协会通过领先电信咨询公司Analysys Mason对全球5G竞争现状进行了研究和分析。从结果显示来看,中国在5G整体准备方面超过美国,具备领先优势,而韩国紧追其后。

  “标准、系统设备、终端、业务上形成的综合实力,让中国在5G领域前面已无领跑者,我们必须要跑在前面,这是时势使然。”电信业专家项立刚表示。

  美国:5G在路线之争 和口水纷飞中前行

  为了5G,美国几家运营商之间口水纷飞,AT&T和Verizon竞相表示自己要成为全美第一家推出5G服务的运营商,两家彼此谁也不服谁。而刚刚宣布与Sprint合并的T-Mobile则一直对AT&T和Verizon冷嘲热讽,对Verizon总拿5G吊大家胃口的做法“嗤之以鼻”,对AT&T“5G Evolution”计划贴上了“假5G”的标签。喧嚣的背后,折射出的是美国运营商对5G极其热衷和5G初期不同运营商在技术路线上的差异。

  Verzion从固定无线

  5G入手

  去年底Verzion宣布,2018年下半年将在美国3-5个市场推出5G服务。同时,从Verzion披露的详细信息来看,它在2018年所推的5G为固定无线5G(Fixed Wireless 5G)。

  就在5月初,Verzion重申将在2018年底推出固定无线5G,并称首先是在萨克拉门托进行部署。

  美国另一家运营商巨头AT&T对固定无线5G也有兴趣,不过不像Verzion那么热衷,去年AT&T在奥斯汀测试固定无线5G。

  所谓固定无线5G,就像现在人们将4G转变为WiFi接入使用一样,在5G基站覆盖范围,用户家中安装转换器,也可以将5G信号转换为室内高速WiFi。

  “固定无线5G是Verizon在5G部署上的第一阶段,它并不是完全取代光纤宽带,而是在光纤不易部署、成本比较高的偏远地区,利用这种无线的方式为用户提供高速上网服务”。Verizon院士、华人科学家欧阳晔博士对《IT时报》记者表示。

  另一家运营商T-Mobile则对这种做法非常不看好,主要是因为固定无线5G是基于毫米波技术,而“毫米波5G”由于频率太高(28GHz),存在许多难以解决的技术难题。

  不过就在最近,Verizon公司CEO 对外界唱衰的论调进行了回击。Lowell McAdam表示,Verizon 固定无线5G发展远远领先于怀疑者对手的预期,而怀疑者在过去两年错失了机会。

  AT&T用“5G Evolution”打“地基”

  Verzion在5G部署上的第一步,是固定无线5G,“第二阶段是提供符合3GPP 5G NR标准的5G服务”,欧阳晔博士表示。

  另一家美国运营商巨头AT&T的5G部署也是采取了分步走的策略,最终提供符合3GPP标准的5G服务。不过和Verzion有所差异的是,AT&T将第一步聚焦在“5G Evolution”(5G演进技术)上。

  今年4月,AT&T宣布在117个新的城市提供了“5G Evolution”服务,包括迈阿密、达拉斯等,使得总数量达到141个城市。AT&T计划在年底前覆盖500座城市。

  “5G Evolution”可以提供400Mbps的理论峰值速度。更确切地说,“5G Evolution”是LTE网络的升级,利用4x4 MIMO和3路载波聚合等技术,为用户提供更高速率,并在准备就绪时升级到5G。

  AT&T方面回复《IT时报》称,建设5G就像搭建一所房子,首先是要打好基础,推出“5G Evolution”和LTE-LAA(通过载波聚合将未授权频谱与授权频谱相结合,以增加网络容量)就是在做这样的事。而SDN(软件定义的网络)则是5G房子的框架,如同是墙壁中的布线、管道,虽然看不到它,但确实房子所必须的。有了坚实的基础和框架,5G这所房子就能顺利搭建起来。

  最终,AT&T的目标也是提供符合3GPP标准的移动5G服务。

  相比AT&T和Verizon,美国另一家主要运营商T-Mobile的目标则是直接推出“真正的、移动的、全国性的5G”,希望借此超越其竞争对手。而且,随着今年4月T-Mobile与Sprint宣布合并,将给新公司在5G上的部署带来更大推力,尤其是在频谱资源上,将会有更齐全的网络频谱。但对这家运营商来说,最大的挑战是时间,合并过程可能会耗时一两年时间,对于竞争对手来说,在这段时间可以干很多事情,新T-Mobile有可能会失掉先手。

  韩国:用更彻底的共建共享推动5G发展

  通过共建共享的方式,来推动通信业快速发展、减少重复投资,不仅是中国这样做,韩国也是这样,而且更加彻底。在5G发展方面,韩国正试图通过共建共享的方式,降低5G网络大规模投资带来的不确定性风险,以期在2019年3月完成全球第一个5G商用网络部署。这种共建共享,不仅仅涉及到韩国三家主流运营商,还包括和5G部署相关的单位,比如说地铁、电力等等在内。

  而对KT(韩国电信)、SK电讯、LG U+这些韩国运营商来说,目前最关注的事情莫过于今年6月举行韩国5G频谱拍卖,这也在很大程度上影响各家5G部署的进程和策略。

  运营商连室分系统

  都要共享

  在中国,铁塔公司是通信业共建共享模式的产物,三家运营商主要共享铁搭站址,天线等设备仍是各家运营商自己部署。

  而从被披露的韩国科技信息通信部文件来看,韩国在5G发展方面的共建共享,会更加彻底。

  一方面,这种共建共享不仅包括基站、铁塔等,还包括天线、管道,尤其是室内分布系统也要共建共享。韩国科技信息通信部认为,在5G时代室内覆盖是重点领域,共建共享模式可以降低部署成本,扩大室内覆盖面积。

  根据文件披露的信息,韩国计划对运营商的共建共享出台具体措施。比如,针对已建成3年以上的基础设施,政府对共享方提供奖励措施,对于3年以内建成的基础设施,强制要求运营商开放共享。

  另一方面,韩国在5G上的共建共享并非只针对电信运营商,实际上这是系统性的共建共享,和5G发展相关的部门都被囊括进来,比如市政部门,路灯、电线杆、交通灯等都是共享的对象。

  韩国科技信息通信部认为,开放电信基础设施,低成本提供高质量的5G服务是韩国5G建设的大方向。如果共享网络基础设施,避免重复投资,韩国将在未来十年内节省大约1万亿韩元(约合9.35亿美元)。

  不一样的5G

  频谱拍卖

  除了共建共享,韩国通信主管部门还敲定了5G频谱的拍卖时间和具体内容,这些将加速韩国5G业务的商用化进程。

  韩国5G频谱拍卖将在6月15日举行,共拍卖2680M带宽的频谱资源,其中包括位于3.5GHz频段上的280M带宽,和位于28GHz频段上的2400M带宽。在拍卖价格方面,每家运营商可以在3.5 GHz频段上竞价购买100M带宽,底价为2.65亿韩元(约合25亿美元),频谱使用期限为10年,而在28GHz频段上,1000M带宽的拍卖底价在6216亿韩元(约合5.8亿美元),频谱使用有效期为5年。

  对比来看,5G频谱的拍卖底价高过之前4G频谱拍卖时的底价,这让韩国运营商有些怨言。韩国电信一项研究显示,韩国政府设定的5G频谱拍卖底价是最近英国5G频谱拍卖价格的近两倍。频谱分配过高的价格,有可能导致5G移动服务资费的上涨。

  韩国5G频谱的拍卖方式,也在运营商内部引起分歧。韩国通信主管部门设计了两种拍卖方案,一是通行的价高者得做法,二是平等地分给三家移动运营商。目前来看,韩国通信主管部门倾向采用第二种拍卖方式,以阻止竞标过度竞争和为获胜者带来高昂的频谱成本。 但是SK电讯方面对此不满,它希望得到更多频谱资源。而KT和LG U+则支持平等分配方案,并表示这将确保服务和费用方面的公平竞争。

  但不管怎样,这次5G频谱拍卖将会大力推动韩国5G发展,尤其是3.5GHz频段上的280M带宽的资源拍卖,这是国际上达成共识的5G中频段。

  日本:借奥运东风推动5G发展

  虽然和美国、韩国同属第一阵营,但是从商用进程时间表来看,日本5G发展稍微迟缓。美国运营商已经表示要在2018年开始提供5G服务,韩国也表示会在2019年提供5G服务。而从NTT DoCoMo、软银等这些日本运营商的态度来看,似乎不为提早推出5G而着急,他们的目标仍是2020年。

  起步早 技术积累深厚

  早在2016年9月,软银就启动了面向下一代高速通信标准的5G项目“5G Project”,首次将5G技术之一的Massive MIMO(大规模天线)投入使用。

  之所以采用Massive MIMO技术,在软银看来,由于城市里的基站已经十分密集,通过新建基站来满足不断增长的网络流量,这种方式已经难以为继,因此软银决定利用Massive MIMO技术扩大原有的基站容量,增幅可达10倍。

  就在“5G Project”项目启动半年间,软银已经建成了100个使用Massive MIMO技术的基站。虽然目前软银官网对“5G Project”的更新仍停留在Massive MIMO阶段,但与合作厂商在5G多频段的试验项目依旧马不停蹄地进行中。在相继取得了4GHz、4.5GHz与28GHz频段的试验许可证后,软银分别在2017年3月和11月与爱立信及中兴各展开28GHz和4.5GHz频段的5G试验,在5G候选频段上进行超高速宽带传输与超低速时延的测试。

  作为日本最大的运营商,NTT DoCoMo从2014年开始就进行了5G关键技术的试验。NTT DoCoMo先后与爱立信、富士通、三星、华为等厂商展开合作,在15GHz、4.5GHz、28GHz等频段上,展开了分布式天线与集中式天线性能区别、高速移动状态下的接入情况、兼容eMBB和IoT的空中接口技术等众多方面的测试。

  在5G研究方面一直走在全球前列的NTT DoCoMo,对全球5G的发展贡献颇大。现在,公认的三个全球主流的5G频段——3.5GHz、4.5GHz和28GHz,都是由NTT DoCoMo提出的,这已经被3GPP纳入了5G技术规范。

  2023年全国普及

  今年5月NTT DoCoMo又完成了一次5G试验,它和NEC公司合作,基于28GHz频段,成功在5G基站和一辆搭载在时速超过305公里汽车内的5G移动式设备之间实现了移动数据传输。在汽车时速为293公里时,实现了1.1Gbps超过速率的传输。这项测试的成功,证明在类似高铁等高速移动场景下,5G可以继续为人们提供超高速率的网络接入服务。

  虽然在5G研究方面走在前列,但NTT DoCoMo没有像美韩运营商那样急于推出5G服务。

  NTT DoCoMo 5G实验室专家Takehiro Nakamura在MWC2018 5G峰会上介绍,到2020年,NTT DoCoMo 的5G将首先从需要更高性能的业务领域推出,5G和增强型LTE(eLTE)将展开更加紧密的互操作,以实现5G的顺利引入。

  对于日本运营商来说,2020年推出5G是个良好时机,因为东京奥运会会在这一年举行,全球首个“5G奥运会”将会诞生。虽然韩国平昌在2018年初举行了冬季奥运会,韩国电信高调宣传平昌冬奥会是全球首个“5G奥运会”,但实际上很多人对此持有保留意见,因为人们没办法在手机上体验到5G。

  2020年东京奥运会绝对有可能实现人们在平昌冬奥会时没有实现的梦想,人们将能像现在使用4G网络一样使用5G服务。

  按照NTT DoCoMo的计划,在2020年开始推出5G后,会用三年时间,也就是到2023年,会完成5G在日本全境的部署。

  AI遇上5G

  “化学反应”将改变世界

  作为目前业界最热门两大领域,AI和5G,它们并不是隔离的,而是相互融合。无论是网络侧、应用侧,乃至现实世界的万物,在AI与5G的携手推动下,产生的“化学反应”将超出预期,不仅改变生活,也改变世界。

  让网络自己能学习、思考、进化

  “AI不仅是对于5G,实际上它能帮助到各行各业。从算法的角度,AI将会对5G网络的自动化、智能化提供很有意义的帮助。”Verzion院士欧阳晔对《IT时报》记者说道。

  5G网络智能化的前提是,运营商要打破以往封闭式的软硬件一体化的网络架构。这正是很多运营商目前正在做的事情,引入SDN(软件定义网络),让自己的网络能变得灵活起来,不像过去那样僵硬。

  在SDN化网络建设方面,AT&T走在了运营商行业的前头。AT&T公司回复《IT时报》记者称,2017年已经实现了55%网络SDN化的目标,2018年的目标是65%。如果将5G看成建造房屋,那么SDN网络就是这座房子的框架,“5G将是第一个在云中诞生的网络。”在这样的背景下,运营商就能通过软件的方式来进行网络升级或者给网络增加新特性。

  有了SDN的支撑,AI将能发挥出更大的作用。包括设备商在内的产业界,现在正将AI融入新的网络架构中。

  上海诺基亚贝尔客户运营首席技术官常疆对《IT时报》记者表示:“在贝尔实验室提出的Future X网络架构中,已基于AI构造了智能认知系统。”这一系统构建在以原生云为基础的网络操作系统之上,以提供基于机器学习和AI算法的网络运营分析、预测性维护、智能自动化和多维度优化配置等功能,并同时向上层打通API接口,目标是实现全自动部署,零接触业务管理(Zero Touch Service Management)和自学习的认知云网络。在今年MWC上,诺基亚就发布了新一代“ReefShark”基站芯片组中,率先内置了贝尔实验室研发的AI算法,并提供API接口,可供客户业务定制化。

  爱立信公司相关人士对《IT时报》表示,利用高级分析、深度学习、机器学习和AI等机器智能技术提高自动化水平,可以创造出人类无法独立创建的预报和模型,这就是“智能网络运营”。利用网络中的可用数据以及如天气条件等各种其他形式的外部数据,加以机器智能技术,可以使网络运营更加智能。应用机器学习和AI可将自动化提升至新的水平——智能自动化,可以在事件发生前进行预测,采取预防或纠正措施避免事故发生。

  “未来AI极有可能成为下一次产业革命的关键使能技术。为此,信息通信行业应尽早积极规划和布局,为提供更丰富的应用案例以及更好的用户体验,让网络能自己‘思考’‘学习’和‘进化’。”常疆说道。

  帮助AI解除 “幸福烦恼”

  AI对于5G很重要,同样,5G对于AI也是非常重要。AI的基础是海量数据,而5G将人与人之间的通信连接拓展至万物互联,其超强的网络能力,包括超高速率和超大联接能力,将创造出史无前例的大数据基础,从而让AI充分发挥其魅力。

  现在,AI非常热,和过去相比也取得了很大突破。但是目前AI的发展仍存在一些瓶颈,海量数据给AI带来了幸福的烦恼,面对这些海量数据,如何进行及时处理?

  尤其是在物联网时代,连接设备成几何指数增加,发生的数据量也随之快速增加。根据《爱立信移动市场报告》预测,物联网终端到2023年将突破300亿大关,其中约200亿是物联网终端,包括联网汽车、机器、仪表、传感器、销售网点终端、消费类电子产品及可穿戴产品等。在这种情形之下,如果还是依靠集中式数据中心的分析引擎进行数据分析,可能会力不从心,而且会增加时延、浪费带宽。

  这时,有必要引入5G的关键主流技术之一的边缘计算。边缘计算靠近物理设备或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,来满足AI快速连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求技术,使得AI应用的性能、整体可靠性大大提升。

  eMBB(增强移动宽带)、mMTC(海量机器类通信) 和 URLLC(超高可靠低时延通信)是5G的三大场景,边缘计算也将使得AI在URLLC领域发挥更大作用,面对突发情况,迅速进行判断,并进行处理。

  常疆认为,AI和5G通信网络结合的潜力巨大,其好比是核动力引擎,从第一个原子分裂引发惊天动地的链式反应,释放巨大的能量,为通信网络拉通全数据面,释放全数据洞察能力和真正实现网络全智能和自动化运营。

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