通信未來可能往哪一個方向研究

這個話題聽起來很大很遠(yuǎn)，但是，實際上是目前最值得我們思考的問題之一。

眾所周知，我們現(xiàn)在處于5G的起步時期。同時，我們也處于一個空前的“迷?！睍r期。

我們剛剛推出的5G通信標(biāo)準(zhǔn)，堪稱有史以來最強(qiáng)的一代標(biāo)準(zhǔn)，也是最讓人“糾結(jié)”的一代標(biāo)準(zhǔn)。

從誕生之日起，圍繞它的發(fā)展前景就充滿了爭議和質(zhì)疑。

很多人認(rèn)為5G是巨大的創(chuàng)新和突破，將開創(chuàng)“萬物互聯(lián)”的全新時代。但是，不少人認(rèn)為，5G沒有實質(zhì)性的技術(shù)創(chuàng)新，也沒有找到真正的需求痛點(diǎn)，它很可能遭遇失敗。

在這樣的爭論背景下，人們不免更為焦慮——

5G尚未得到驗證，現(xiàn)在又急于確認(rèn)方向，那么，下一代通信標(biāo)準(zhǔn)，究竟該何去何從？除了移動通信之外，包括互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的整個通信技術(shù)的未來研究方向，又在何方？

在這次大會上，很多專家學(xué)者都表達(dá)了自己對上述問題的看法?！拔磥碓谀睦铩保渤蔀榱舜髸摹半[藏主旨”。

根據(jù)我的所見所聽所想，我把專家們的意見整理為以下幾個方面：

1、簡單or復(fù)雜

未來方向的選擇一般有兩個原則，一是滿足未來需求，而是解決現(xiàn)有問題。專家們對當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的最大意見，在于“不斷提升的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度”。

隨著時代的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷發(fā)展。總體的趨勢，是變得越來越龐大，越來越復(fù)雜，熵增效應(yīng)明顯。

每次工程師們在鼓吹新技術(shù)的時候，都會說這些技術(shù)會讓我們的網(wǎng)絡(luò)更加簡單，更加容易維護(hù)。可是事實上，新技術(shù)往往帶來更加復(fù)雜的組網(wǎng)，更加復(fù)雜的協(xié)議，更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程。

鄔江興院士在主題演講時，就直接對現(xiàn)在流行的虛擬化技術(shù)提出了質(zhì)疑。

他認(rèn)為，“靠虛擬化技術(shù)繁榮網(wǎng)絡(luò)功能終究不可持續(xù)”，“網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)功能已不能與之完全解耦”，“核心路由器復(fù)雜度劇增，軟件代碼量超過1億行，已完全背離互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初衷”。句句振聾發(fā)聵，引人深思。

難道不是嗎？

技術(shù)的發(fā)展是源于需求的，也許你會說，是用戶的需求越來越多，所以網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜。可是，捫心自問，我們所開發(fā)的技術(shù)，有多少是真正源自用戶需求？又有多少是“假設(shè)”出來的需求？新增的代碼，100%是必要的嗎？

實際上，現(xiàn)在更多企業(yè)在做的事情，是創(chuàng)造需求，創(chuàng)造復(fù)雜度，創(chuàng)造工作量。原因不言自明，美其名曰“為了行業(yè)的發(fā)展”。

發(fā)展到現(xiàn)在，我們的通信網(wǎng)絡(luò)就是一個體積無比巨大、架構(gòu)無比復(fù)雜的怪物。

面對這樣一個怪物，如何讓它瘦身，就是一個重要的技術(shù)發(fā)展方向。

于是，研究機(jī)構(gòu)和個人提出了至簡網(wǎng)絡(luò)，或者智簡網(wǎng)絡(luò)、極簡網(wǎng)絡(luò)，并將此作為自己的研究方向。

想要做到網(wǎng)絡(luò)至簡，一方面是基礎(chǔ)功能極簡化，另一方面是網(wǎng)絡(luò)層級扁平化。專家們不約而同提到了AI人工智能技術(shù)對至簡網(wǎng)絡(luò)的必要性，認(rèn)為AI是網(wǎng)絡(luò)瘦身的一次機(jī)遇。

此外，運(yùn)營商鼓足勇氣和魄力，加快落后技術(shù)的淘汰，也是創(chuàng)造至簡網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵因素。

2、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)

提到網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜，除了內(nèi)部組網(wǎng)和功能的復(fù)雜之外，最重要的“幫兇”其實是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，甚至超異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

什么是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)？簡單來說，一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)搞不定，同時采用多種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足多樣化需求，就是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。例如我們現(xiàn)在采用2G/3G/4/5G，甚至加上Wi-Fi、藍(lán)牙，提供多種接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，就是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)本身是一個褒義詞，代表網(wǎng)絡(luò)的多樣性，什么都能支持，大小通吃。而且異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對于頻譜效率的充分利用，是有幫助的。

但是，它帶來的后果，就是大幅增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，以及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)難度。就有點(diǎn)像一個國家的軍隊，如果使用了多種制式口徑的武器，那么對它的后勤就是一場噩夢，一樣的道理。

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)還會大幅提升通信系統(tǒng)的能耗，這也是很致命的缺陷。

通信技術(shù)的發(fā)展，未來是否可以通過一種統(tǒng)一的接入技術(shù)，融合所有的制式標(biāo)準(zhǔn)呢？承載網(wǎng)和核心網(wǎng)，是不是也可以“去異構(gòu)化”呢？

與會的專家，就有提出這樣的設(shè)想。他們認(rèn)為，這是可行的，也是非常值得研究的方向。

這里順便提一下，有專家提出，6G可能會研究“頻譜靈活共享技術(shù)”。

我們知道，現(xiàn)在有很多種接入技術(shù)，不同的接入技術(shù)使用不同的頻譜。我們傳統(tǒng)的頻譜分配模式，是固定劃分，也就是指定頻譜給指定的對象。

這種模式，導(dǎo)致頻譜資源被強(qiáng)行分割占用。但實際上，使用對象對頻譜的利用率是不平衡的。很多頻段，利用率不足10%。

于是，就提出了“頻譜靈活共享技術(shù)”。就是說，頻譜資源動態(tài)占用，某一使用對象可以靈活使用空閑的頻譜，也可以使用非授權(quán)頻譜（類似LTE-U），多個運(yùn)營商多制式共享頻譜（5G的用2/3/4G的，或者電信5G用聯(lián)通5G頻段，剛好符合電聯(lián)共建）。

這確實為解決頻譜資源不足問題提供了一個很好的思路。

3、天線射頻的究極形態(tài)

小棗君以前給大家科普過，頻率×波長=光速。我們移動通信使用的頻率，正在不斷變得更高，從800M、900M到1800M、1900M，然后現(xiàn)在是Sub-6G的2600M，3500M，馬上進(jìn)入毫米波。未來6G，又要進(jìn)入太赫茲領(lǐng)域。

那么，波長不斷減小，從毫米到微米，甚至更小，我們的天線形態(tài)，會往什么方向發(fā)展呢？

有專家提出一個概念——超表面。

具體來說，是用于光束轉(zhuǎn)向的等離子表面散射元件和超表面。天線的電磁特性動態(tài)可調(diào)，可以有效用于太赫茲頻段的信號收發(fā)，還可以用于隱身、成像。

具體的描述可以參考下面的PPT：

結(jié)合今年愛立信展示的“膠帶天線”，還有日本廠家提出的“玻璃天線”，相信以后的天線形態(tài)一定會有進(jìn)一步的變化。也許整面墻刷的涂層，整個建筑的外立面玻璃，都是天線也說不定。

4、確定性時延

本次大會上，有多位專家反復(fù)提到了時延。

我們知道，5G的眾多特性里面，就包括一個“低時延”。5G號稱能做到1ms的時延，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于4G。

但是專家認(rèn)為，時延這個值并不是單純追求低，更重要的是，應(yīng)該追求“確定性時延”。

確定性時延，是指時延值處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。也就是說，你的時延可以是10ms，但必須保證能在10ms上下很小的范圍內(nèi)波動，不能一會10ms，一會突然跳一個50ms。

大部分場景，其實追求的并不是極低的時延，而是時延的穩(wěn)定性。例如遠(yuǎn)程手術(shù)和遠(yuǎn)程駕駛，如果出現(xiàn)時延抖動，后果將是致命的。

有一位專家就說：“誰能掌握確定性時延，誰就掌握了市場的主動權(quán)。”（類似這個意思，表明了確定性時延的重要性吧。）

5、柔性網(wǎng)絡(luò)

柔性網(wǎng)絡(luò)也是本次大會的熱詞。

所謂柔性網(wǎng)絡(luò)，簡單來說，就是網(wǎng)絡(luò)軟件化、服務(wù)軟件化，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場景，提供不同的網(wǎng)絡(luò)能力。此前的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，都是剛性網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)元設(shè)備封閉、資源分散、無法快速配置。

其實柔性網(wǎng)絡(luò)并不是新詞，NFV/SDN其實就是柔性網(wǎng)絡(luò)的一種實現(xiàn)方式。

專家認(rèn)為，柔性網(wǎng)絡(luò)的需求相比以往更加迫切。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)柔性不足，影響了業(yè)務(wù)的快速部署，也影響了用戶需求的快速響應(yīng)。一張可感知、可重構(gòu)、可演進(jìn)的柔性網(wǎng)絡(luò)，更加關(guān)注上層應(yīng)用的表現(xiàn)，更符合未來的用戶需求。傳統(tǒng)SDN更關(guān)注網(wǎng)絡(luò)底層。

和柔性網(wǎng)絡(luò)類似的說法，是鄔院士提到的“全維可定義”，即軟件定義功能編排、軟件定義多模態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)、軟件定義多模態(tài)路由。通信網(wǎng)絡(luò)的一切，皆可軟件定義。

6、內(nèi)生安全

安全的重要性不用多說，本次大會關(guān)于安全的內(nèi)容占了不小的比例。

相比傳統(tǒng)的安全防御，這次更為強(qiáng)調(diào)的是內(nèi)生安全。傳統(tǒng)安全是“外生”安全，立足于邊界保護(hù)，修“圍墻”。內(nèi)生安全則強(qiáng)調(diào)信息系統(tǒng)的安全體系必須具有自我免疫、內(nèi)外兼修、自我進(jìn)化的特點(diǎn)。

目前的網(wǎng)絡(luò)安全，主要面對四個難題：軟硬件設(shè)計缺陷導(dǎo)致的安全漏洞;全球化時代開放式的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)后門無法徹底管控或清除;系統(tǒng)軟硬件代碼問題難以窮盡和徹查;軟硬件產(chǎn)品的安全性無法從源頭加以控制。

現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計的主題思想是面向性能，缺乏安全性分析和設(shè)計，沒有建立安全指標(biāo)量化體系，加之結(jié)構(gòu)設(shè)計對軟件開發(fā)者不開發(fā)，導(dǎo)致系統(tǒng)在構(gòu)建時，就存在一些錯誤的安全架構(gòu)。

說白了，系統(tǒng)在設(shè)計的時候，就沒有做好安全的防護(hù)。

而內(nèi)生安全，就是強(qiáng)調(diào)在系統(tǒng)設(shè)計時，將“免疫系統(tǒng)”設(shè)計進(jìn)去，具備免疫能力，消滅各種風(fēng)險。

鄔院士認(rèn)為，內(nèi)生安全是新一代IT/ICT/ICS/CPS等技術(shù)的標(biāo)志性功能。

7、AI

最重要的，也是最公認(rèn)的未來方向，就是AI人工智能。

所有專家都認(rèn)為AI是未來網(wǎng)絡(luò)不可缺少的組成部分。和上面的安全內(nèi)生一樣，有專家提出了“智慧內(nèi)生”、“網(wǎng)絡(luò)智慧化”，也就是說，網(wǎng)絡(luò)自身就整合了AI，具有AI大腦。

電信領(lǐng)域是目前最大的AI細(xì)分市場。根據(jù)預(yù)測，到2025年，全球電信行業(yè)對人工智能軟件、硬件和服務(wù)的投資，預(yù)計將達(dá)到367億美元。

5G時代，移動通信網(wǎng)絡(luò)和AI的連接將更為緊密。一方面，電信網(wǎng)絡(luò)和終端將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，為AI挖掘分析提供數(shù)據(jù)源、學(xué)習(xí)樣本。另一方面，通信網(wǎng)絡(luò)各個層級（云、邊緣、端）可以為AI提供算力資源。此外，通信網(wǎng)絡(luò)很多場景，都非常適用于AI建立學(xué)習(xí)模型，便于AI快速落地。

目前業(yè)界對網(wǎng)絡(luò)智能化能力也進(jìn)行了像車聯(lián)網(wǎng)無人駕駛一樣的分級，也是一共6級，分別是：

L0、無智能輔助L1、初級智能輔助L2、高級智能輔助L3、網(wǎng)絡(luò)部分自治

L4、網(wǎng)絡(luò)高度自治L5、網(wǎng)絡(luò)完全自治

達(dá)到L5的話，將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作無人化，完全憑意圖驅(qū)動。

目前AI在移動通信網(wǎng)絡(luò)中落地最快的是維護(hù)和優(yōu)化方面的工作。例如：借助AI技術(shù)，優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，提升無線資源利用率，提升網(wǎng)絡(luò)容量。借助AI技術(shù)，預(yù)測用戶運(yùn)動軌跡和業(yè)務(wù)行為，優(yōu)化內(nèi)容緩存策略，提升用戶感受。

借助AI技術(shù)，管理Massive MIMO天線陣列，快速適應(yīng)變化，提升接入體驗。

借助AI技術(shù)，對切片資源進(jìn)行管理，使切片配置自動化、幫助切片故障快速自愈恢復(fù)、提升切片性能等。

借助AI技術(shù)，動態(tài)調(diào)節(jié)設(shè)備工作功率，控制設(shè)備能耗?！?/p>

AI的落地場景舉例

正因為AI的價值非常明顯，所以各大設(shè)備商和運(yùn)營商現(xiàn)在都在投入大量精力在AI落地上。今天所說的這些方向里，AI可以說是最明確的發(fā)展方向了。

除了上述方向之外，還有算力內(nèi)生、標(biāo)識尋址、天地一體化、數(shù)字孿生等等概念，本次大會都有提及。限于篇幅，無法一一介紹，后續(xù)將通過專題進(jìn)行說明。

總而言之，通過專家們的分享，小棗君的腦海里對通信技術(shù)未來的發(fā)展方向有了一個大致的了解。需要強(qiáng)調(diào)的是，會議畢竟是學(xué)術(shù)討論和分享，很多內(nèi)容和概念只是一個想法，并不一定是對的。如果是確定性的，那就不是想法，而是規(guī)劃了。

今后，也許會有新的想法誕生，也可能有想法會被驗證是錯誤的。咱們不能盲目相信，更不能盲目跟隨或者炒作。

好了，今天的內(nèi)容就到這里，干貨比較多，歡迎大家在留言中分享自己的看法，大家一起交流討論