大家好,我是小枣君。
前几天,我参加了在四川成都举办的第二届CICC中国信息通信大会。
这个大会是由中国通信学会主办的,相对于MWC和PT展来说,更具学术色彩。与会的嘉宾,基本上都是ICT领域的权威,各大研究机构和高校的专业带头人。嘉宾们分享的内容也都是最新的研究成果,或者各大标准组织最新的会议进展,满满的干货。
通过在现场的聆听,小枣君有很大的收获,今天迫不及待地来给大家韶一韶。
今天的话题,将围绕“通信的未来研究方向”展开。
这个话题听起来很大很远,但是,实际上是目前最值得我们思考的问题之一。
众所周知,我们现在处于5G的起步时期。同时,我们也处于一个空前的“迷茫”时期。
我们刚刚推出的5G通信标准,堪称有史以来最强的一代标准,也是最让人“纠结”的一代标准。
从诞生之日起,围绕它的发展前景就充满了争议和质疑。
很多人认为5G是巨大的创新和突破,将开创“万物互联”的全新时代。但是,不少人认为,5G没有实质性的技术创新,也没有找到真正的需求痛点,它很可能遭遇失败。
在这样的争论背景下,人们不免更为焦虑——
5G尚未得到验证,现在又急于确认方向,那么,下一代通信标准,究竟该何去何从?除了移动通信之外,包括互联网在内的整个通信技术的未来研究方向,又在何方?
在这次大会上,很多专家学者都表达了自己对上述问题的看法。“未来在哪里”,也成为了大会的“隐藏主旨”。
根据我的所见所听所想,我把专家们的意见整理为以下几个方面:
1、简单or复杂
未来方向的选择一般有两个原则,一是满足未来需求,而是解决现有问题。
专家们对当前通信网络的最大意见,在于“不断提升的网络复杂度”。
随着时代的发展,通信网络技术也在不断发展。总体的趋势,是变得越来越庞大,越来越复杂,熵增效应明显。
每次工程师们在鼓吹新技术的时候,都会说这些技术会让我们的网络更加简单,更加容易维护。可是事实上,新技术往往带来更加复杂的组网,更加复杂的协议,更加复杂的业务流程。
邬江兴院士在主题演讲时,就直接对现在流行的虚拟化技术提出了质疑。
他认为,“靠虚拟化技术繁荣网络功能终究不可持续”,“网络业务的发展,使得网络功能已不能与之完全解耦”,“核心路由器复杂度剧增,软件代码量超过1亿行,已完全背离互联网发展初衷”。句句振聋发聩,引人深思。
难道不是吗?
技术的发展是源于需求的,也许你会说,是用户的需求越来越多,所以网络越来越复杂。可是,扪心自问,我们所开发的技术,有多少是真正源自用户需求?又有多少是“假设”出来的需求?新增的代码,%是必要的吗?
实际上,现在更多企业在做的事情,是创造需求,创造复杂度,创造工作量。原因不言自明,美其名曰“为了行业的发展”。
发展到现在,我们的通信网络就是一个体积无比巨大、架构无比复杂的怪物。
面对这样一个怪物,如何让它瘦身,就是一个重要的技术发展方向。
于是,研究机构和个人提出了至简网络,或者智简网络、极简网络,并将此作为自己的研究方向。
想要做到网络至简,一方面是基础功能极简化,另一方面是网络层级扁平化。专家们不约而同提到了AI人工智能技术对至简网络的必要性,认为AI是网络瘦身的一次机遇。
此外,运营商鼓足勇气和魄力,加快落后技术的淘汰,也是创造至简网络的一个关键因素。
2、异构网络的挑战
提到网络的复杂,除了内部组网和功能的复杂之外,最重要的“帮凶”其实是异构网络,甚至超异构网络。
什么是异构网络?简单来说,一种技术标准搞不定,同时采用多种技术标准,满足多样化需求,就是异构网络。例如我们现在采用2G/3G/4/5G,甚至加上Wi-Fi、蓝牙,提供多种接入技术的网络,就是异构网络。
异构网络本身是一个褒义词,代表网络的多样性,什么都能支持,大小通吃。而且异构网络对于频谱效率的充分利用,是有帮助的。
但是,它带来的后果,就是大幅增加了网络的复杂度,以及网络的维护难度。就有点像一个国家的*队,如果使用了多种制式口径的武器,那么对它的后勤就是一场噩梦,一样的道理。
异构网络还会大幅提升通信系统的能耗,这也是很致命的缺陷。
通信技术的发展,未来是否可以通过一种统一的接入技术,融合所有的制式标准呢?承载网和核心网,是不是也可以“去异构化”呢?
与会的专家,就有提出这样的设想。他们认为,这是可行的,也是非常值得研究的方向。
这里顺便提一下,有专家提出,6G可能会研究“频谱灵活共享技术”。
我们知道,现在有很多种接入技术,不同的接入技术使用不同的频谱。我们传统的频谱分配模式,是固定划分,也就是指定频谱给指定的对象。
这种模式,导致频谱资源被强行分割占用。但实际上,使用对象对频谱的利用率是不平衡的。很多频段,利用率不足10%。
于是,就提出了“频谱灵活共享技术”。就是说,频谱资源动态占用,某一使用对象可以灵活使用空闲的频谱,也可以使用非授权频谱(类似LTE-U),多个运营商多制式共享频谱(5G的用2/3/4G的,或者电信5G用联通5G频段,刚好符合电联共建)。
这确实为解决频谱资源不足问题提供了一个很好的思路。
3、天线射频的究极形态
小枣君以前给大家科普过,频率×波长=光速。我们移动通信使用的频率,正在不断变得更高,从M、M到1M、1M,然后现在是Sub-6G的M,M,马上进入毫米波。未来6G,又要进入太赫兹领域。
那么,波长不断减小,从毫米到微米,甚至更小,我们的天线形态,会往什么方向发展呢?
有专家提出一个概念——超表面。
具体来说,是用于光束转向的等离子表面散射元件和超表面。天线的电磁特性动态可调,可以有效用于太赫兹频段的信号收发,还可以用于隐身、成像。
具体的描述可以参考下面的PPT:
结合今年爱立信展示的“胶带天线”,还有日本厂家提出的“玻璃天线”,相信以后的天线形态一定会有进一步的变化。也许整面墙刷的涂层,整个建筑的外立面玻璃,都是天线也说不定。
4、确定性时延
本次大会上,有多位专家反复提到了时延。
我们知道,5G的众多特性里面,就包括一个“低时延”。5G号称能做到1ms的时延,远远低于4G。
但是专家认为,时延这个值并不是单纯追求低,更重要的是,应该追求“确定性时延”。
确定性时延,是指时延值处于一个稳定的状态。也就是说,你的时延可以是10ms,但必须保证能在10ms上下很小的范围内波动,不能一会10ms,一会突然跳一个50ms。
大部分场景,其实追求的并不是极低的时延,而是时延的稳定性。例如远程手术和远程驾驶,如果出现时延抖动,后果将是致命的。
有一位专家就说:“谁能掌握确定性时延,谁就掌握了市场的主动权。”(类似这个意思,表明了确定性时延的重要性吧。)
5、柔性网络
柔性网络也是本次大会的热词。
所谓柔性网络,简单来说,就是网络软件化、服务软件化,根据不同的业务场景,提供不同的网络能力。此前的运营商网络,都是刚性网络,网络架构和网元设备封闭、资源分散、无法快速配置。
其实柔性网络并不是新词,NFV/SDN其实就是柔性网络的一种实现方式。
专家认为,柔性网络的需求相比以往更加迫切。现有网络柔性不足,影响了业务的快速部署,也影响了用户需求的快速响应。一张可感知、可重构、可演进的柔性网络,更加