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，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通信標準，堪稱有史以來最強的一代標準，也是最讓人“糾結”的一代標準。

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，不少人認為，5G沒有實質(zhì)性的技術創(chuàng)新，也沒有找到真正的需求痛點，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)在又急于確認方向，那么，下一代通信標準，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)的整個通信技術的未來研究方向，又在何方？

在這次大會上，很多專家學者都表達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。專家們對當前通信網(wǎng)絡的最大意見，在于“不斷提升的網(wǎng)絡復雜度”。

隨著時代的發(fā)展，通信網(wǎng)絡技術也在不斷發(fā)展?？傮w的趨勢，是變得越來越龐大，越來越復雜，熵增效應明顯。

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

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提出了質(zhì)疑。

他認為，“靠虛擬化技術繁榮網(wǎng)絡功能終究不可持續(xù)”，“網(wǎng)絡業(yè)務的發(fā)展，使得網(wǎng)絡功能已不能與之完全解耦”，“核心路由器復雜度劇增，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)絡越來越復雜。可是，捫心自問，我們所開發(fā)的技術，有多少是真正源自用戶需求？又有多少是“假設”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)絡就是一個體積無比巨大、架構無比復雜的怪物。

面對這樣一個怪物，如何讓它瘦身，就是一個重要的技術發(fā)展方向。

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

想要做到網(wǎng)絡至簡，一方面是基礎功能極簡化，另一方面是網(wǎng)絡層級扁平化。專家們不約而同提到了AI人工智能技術對至簡網(wǎng)絡的必要性，認為AI是網(wǎng)絡瘦身的一次機遇。

此外，運營商鼓足勇氣和魄力，加快落后技術的淘汰，也是創(chuàng)造至簡網(wǎng)絡的一個關鍵因素。

2、異構網(wǎng)絡的挑戰(zhàn)

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

什么是異構網(wǎng)絡？簡單來說，一種技術標準搞不定，同時采用多種技術標準，滿足多樣化需求，就是異構網(wǎng)絡。例如我們現(xiàn)在采用2G/3G/4/5G，甚至加上Wi-Fi、藍牙，提供多種接入技術的網(wǎng)絡，就是異構網(wǎng)絡。

異構網(wǎng)絡本身是一個褒義詞，代表網(wǎng)絡的多樣性，什么都能支持，大小通吃。而且異構網(wǎng)絡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)絡的復雜度，以及網(wǎng)絡的維護難度。就有點像一個國家的軍隊，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。

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

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

與會的專家，就有提出這樣的設想。他們認為，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”。

我們知道，現(xiàn)在有很多種接入技術，不同的接入技術使用不同的頻譜。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，導致頻譜資源被強行分割占用。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”。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，也可以使用非授權頻譜（類似LTE-U），多個運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，馬上進入毫米波。未來6G，又要進入太赫茲領域。

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，遠遠低于4G。

但是專家認為，時延這個值并不是單純追求低，更重要的是，應該追求“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。例如遠程手術和遠程駕駛，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。”（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

柔性網(wǎng)絡也是本次大會的熱詞。

所謂柔性網(wǎng)絡，簡單來說，就是網(wǎng)絡軟件化、服務軟件化，根據(jù)不同的業(yè)務場景，提供不同的網(wǎng)絡能力。此前的運營商網(wǎng)絡，都是剛性網(wǎng)絡，網(wǎng)絡架構和網(wǎng)元設備封閉、資源分散、無法快速配置。

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

專家認為，柔性網(wǎng)絡的需求相比以往更加迫切?，F(xiàn)有網(wǎng)絡柔性不足，影響了業(yè)務的快速部署，也影響了用戶需求的快速響應。一張可感知、可重構、可演進的柔性網(wǎng)絡，更加關注上層應用的表現(xiàn)，更符合未來的用戶需求。傳統(tǒng)SDN更關注網(wǎng)絡底層。

和柔性網(wǎng)絡類似的說法，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)轉發(fā)、軟件定義多模態(tài)路由。通信網(wǎng)絡的一切，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，修“圍墻”。內(nèi)生安全則強調(diào)信息系統(tǒng)的安全體系必須具有自我免疫、內(nèi)外兼修、自我進化的特點。

目前的網(wǎng)絡安全，主要面對四個難題：軟硬件設計缺陷導致的安全漏洞;全球化時代開放式的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，導致系統(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)設計的主題思想是面向性能，缺乏安全性分析和設計，沒有建立安全指標量化體系，加之結構設計對軟件開發(fā)者不開發(fā)，導致系統(tǒng)在構建時，就存在一些錯誤的安全架構。

說白了，系統(tǒng)在設計的時候，就沒有做好安全的防護。

而內(nèi)生安全，就是強調(diào)在系統(tǒng)設計時，將“免疫系統(tǒng)”設計進去，具備免疫能力，消滅各種風險。

鄔院士認為，內(nèi)生安全是新一代IT/ICT/ICS/CPS等技術的標志性功能。

7、AI

最重要的，也是最公認的未來方向，就是AI人工智能。

所有專家都認為AI是未來網(wǎng)絡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)絡智慧化”，也就是說，網(wǎng)絡自身就整合了AI，具有AI大腦。

電信領域是目前最大的AI細分市場。根據(jù)預測，到2025年，全球電信行業(yè)對人工智能軟件、硬件和服務的投資，預計將達到367億美元。

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

目前業(yè)界對網(wǎng)絡智能化能力也進行了像車聯(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)絡部分自治

L4、網(wǎng)絡高度自治L5、網(wǎng)絡完全自治

達到L5的話，將實現(xiàn)網(wǎng)絡操作無人化，完全憑意圖驅動。

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

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

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

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

AI的落地場景舉例

正因為AI的價值非常明顯，所以各大設備商和運營商現(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未來的發(fā)展方向有了一個大致的了解。需要強調(diào)的是，會議畢竟是學術討論和分享，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