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，我們現在處於5G的起步時期。同時，我們也處於一個空前的「迷茫」時期。

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，圍繞它的發展前景就充滿了爭議和質疑。

很多人認為5G是巨大的創新和突破，將開創「萬物互聯」的全新時代。但是，不少人認為，5G沒有實質性的技術創新，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，現在又急於確認方向，那麼，下一代通信標準，究竟該何去何從？除了移動通信之外，包括網際網路在內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。「未來在哪裡」，也成為了大會的「隱藏主旨」。

根據我的所見所聽所想，我把專家們的意見整理為以下幾個方面：

1、簡單or複雜

未來方向的選擇一般有兩個原則，一是滿足未來需求，而是解決現有問題。專家們對當前通信網絡的最大意見，在於「不斷提升的網絡複雜度」。

隨著時代的發展，通信網絡技術也在不斷發展。總體的趨勢，是變得越來越龐大，越來越複雜，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複雜的組網，更加複雜的協議，更加複雜的業務流程。

鄔江興院士在主題演講時，就直接對現在流行的虛擬化技術提出了質疑。

他認為，「靠虛擬化技術繁榮網絡功能終究不可持續」，「網絡業務的發展，使得網絡功能已不能與之完全解耦」，「核心路由器複雜度劇增，軟體代碼量超過1億行，已完全背離網際網路發展初衷」。句句振聾發聵，引人深思。

難道不是嗎？

技術的發展是源於需求的，也許你會說，是用戶的需求越來越多，所以網絡越來越複雜。可是，捫心自問，我們所開發的技術，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，現在更多企業在做的事情，是創造需求，創造複雜度，創造工作量。原因不言自明，美其名曰「為了行業的發展」。

發展到現在，我們的通信網絡就是一個體積無比巨大、架構無比複雜的怪物。

面對這樣一個怪物，如何讓它瘦身，就是一個重要的技術發展方向。

於是，研究機構和個人提出了至簡網絡，或者智簡網絡、極簡網絡，並將此作為自己的研究方向。

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

此外，運營商鼓足勇氣和魄力，加快落後技術的淘汰，也是創造至簡網絡的一個關鍵因素。

2、異構網絡的挑戰

提到網絡的複雜，除了內部組網和功能的複雜之外，最重要的「幫兇」其實是異構網絡，甚至超異構網絡。

什麼是異構網絡？簡單來說，一種技術標準搞不定，同時採用多種技術標準，滿足多樣化需求，就是異構網絡。例如我們現在採用2G/3G/4/5G，甚至加上Wi-Fi、藍牙，提供多種接入技術的網絡，就是異構網絡。

異構網絡本身是一個褒義詞，代表網絡的多樣性，什麼都能支持，大小通吃。而且異構網絡對於頻譜效率的充分利用，是有幫助的。

但是，它帶來的後果，就是大幅增加了網絡的複雜度，以及網絡的維護難度。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，那麼對它的後勤就是一場噩夢，一樣的道理。

異構網絡還會大幅提升通信系統的能耗，這也是很致命的缺陷。

通信技術的發展，未來是否可以通過一種統一的接入技術，融合所有的制式標準呢？承載網和核心網，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。

這裡順便提一下，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佔用。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%。

於是，就提出了「頻譜靈活共享技術」。就是說，頻譜資源動態佔用，某一使用對象可以靈活使用空閒的頻譜，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用聯通5G頻段，剛好符合電聯共建）。

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

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，然後現在是Sub-6G的2600M，3500M，馬上進入毫米波。未來6G，又要進入太赫茲領域。

那麼，波長不斷減小，從毫米到微米，甚至更小，我們的天線形態，會往什麼方向發展呢？

有專家提出一個概念——超表面。

具體來說，是用於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可調，可以有效用於太赫茲頻段的信號收發，還可以用於隱身、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」，相信以後的天線形態一定會有進一步的變化。也許整面牆刷的塗層，整個建築的外立面玻璃，都是天線也說不定。

4、確定性時延

本次大會上，有多位專家反覆提到了時延。

我們知道，5G的眾多特性裡面，就包括一個「低時延」。5G號稱能做到1ms的時延，遠遠低於4G。

但是專家認為，時延這個值並不是單純追求低，更重要的是，應該追求「確定性時延」。

確定性時延，是指時延值處於一個穩定的狀態。也就是說，你的時延可以是10ms，但必須保證能在10ms上下很小的範圍內波動，不能一會10ms，一會突然跳一個50ms。

大部分場景，其實追求的並不是極低的時延，而是時延的穩定性。例如遠程手術和遠程駕駛，如果出現時延抖動，後果將是致命的。

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、柔性網絡

柔性網絡也是本次大會的熱詞。

所謂柔性網絡，簡單來說，就是網絡軟體化、服務軟體化，根據不同的業務場景，提供不同的網絡能力。此前的運營商網絡，都是剛性網絡，網絡架構和網元設備封閉、資源分散、無法快速配置。

其實柔性網絡並不是新詞，NFV/SDN其實就是柔性網絡的一種實現方式。

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

和柔性網絡類似的說法，是鄔院士提到的「全維可定義」，即軟體定義功能編排、軟體定義多模態轉發、軟體定義多模態路由。通信網絡的一切，皆可軟體定義。

6、內生安全

安全的重要性不用多說，本次大會關於安全的內容佔了不小的比例。

相比傳統的安全防禦，這次更為強調的是內生安全。傳統安全是「外生」安全，立足於邊界保護，修「圍牆」。內生安全則強調信息系統的安全體系必須具有自我免疫、內外兼修、自我進化的特點。

目前的網絡安全，主要面對四個難題：軟硬體設計缺陷導致的安全漏洞;全球化時代開放式的產業生態，導致系統後門無法徹底管控或清除;系統軟硬體代碼問題難以窮盡和徹查;軟硬體產品的安全性無法從源頭加以控制。

現有系統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，加之結構設計對軟體開發者不開發，導致系統在構建時，就存在一些錯誤的安全架構。

說白了，系統在設計的時候，就沒有做好安全的防護。

而內生安全，就是強調在系統設計時，將「免疫系統」設計進去，具備免疫能力，消滅各種風險。

鄔院士認為，內生安全是新一代IT/ICT/ICS/CPS等技術的標誌性功能。

7、AI

最重要的，也是最公認的未來方向，就是AI人工智慧。

所有專家都認為AI是未來網絡不可缺少的組成部分。和上面的安全內生一樣，有專家提出了「智慧內生」、「網絡智慧化」，也就是說，網絡自身就整合了AI，具有AI大腦。

電信領域是目前最大的AI細分市場。根據預測，到2025年，全球電信行業對人工智慧軟體、硬體和服務的投資，預計將達到367億美元。

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

目前業界對網絡智能化能力也進行了像車聯網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、網絡部分自治

L4、網絡高度自治L5、網絡完全自治

達到L5的話，將實現網絡操作無人化，完全憑意圖驅動。

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

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

藉助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。

藉助AI技術，動態調節設備工作功率，控制設備能耗。……

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在都在投入大量精力在AI落地上。今天所說的這些方向裡，AI可以說是最明確的發展方向了。

除了上述方向之外，還有算力內生、標識尋址、天地一體化、數字孿生等等概念，本次大會都有提及。限於篇幅，無法一一介紹，後續將通過專題進行說明。

總而言之，通過專家們的分享，小棗君的腦海裡對通信技術未來的發展方向有了一個大致的了解。需要強調的是，會議畢竟是學術討論和分享，很多內容和概念只是一個想法，並不一定是對的。如果是確定性的，那就不是想法，而是規劃了。

今後，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，今天的內容就到這裡，乾貨比較多，歡迎大家在留言中分享自己的看法，大家一起交流討論

責任編輯：ct

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