近日,中国工程院院士邬贺铨在2019中国互联网大会开幕式上表示,5G的商用正好是互联网发展进入下半场,即消费互联网深化和工业互联网起步时期,也是大数据和人工智能等技术发展势头正旺时期,5G生逢其时将开拓在消费领域和产业领域的新应用,还会出现我们现在还想象不到的新生态。

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邬贺铨认为,5G通过云化、虚拟化、互联网化和多种转发模式结合,引领网络技术体系的创新,并内生增强移动宽带、高可靠低时延和大连接能力。5G开启互联网发展的新篇章,创新互联网的未来。

网络发展五大特征

5G开启互联网发展的新篇章,首先表现为网络架构的升级,具有五个发展特征。

第一,从无连接拓展到面向连接。

邬贺铨认为,传统的IP网络按无连接方式工作,不论前后的IP包是否属于同一次通信而独立选路,这样的技术可以保证通信的稳定性,但效率不高。新型的软件定义网(SDN)采用分段选路(SR),又称为源选路,源节点按照每次通信首个包的特征来配置流表,用于指示报文的转发路径,后续路由器无需再选路,该次通信的后续数据包被抽象为同一流,相当于面向连接分组通信。

第二,从L3包转发拓展到L1.5的交叉连接。

邬贺铨指出,互联网初期网络不够稳定,所有业务都以IP包的方式独立选路。但是,这种方式并不适用于传输视频流,因为将长的视频IP流切成小包来选路会降低视频的传输效率。

显然,网络需要有在不同层次的多种转发单元,以适应不同规模的业务流。比如通过L1.5层的以太网中继传输64/66码块,具有颗粒大、时延低等特性,比较适合传输视频。不过,邬贺铨也指出,虽然多转发模式带来灵活性,但需要网络具有识别业务流的智能管理能力。

第三,从业务不分类到以虚拟切片方式传送。

在4G时代以前,所有的互联网业务均通过一根网线传输,但是这样的传输方式不能满足不同业务的个性化需求。

5G引入了网络切片技术之后,改变了上述局面。切片网实际上是一个虚拟网络概念,是云平台通过切片管理器根据不同的业务类型,将物理网切分成无数个虚拟网络通道,供特定业务单独使用,从而提高了网络的使用效率。

第四,从单一云到中心云与边缘计算协同。相比4G时代,5G时代一个显著特征就是引入了边缘计算。邬贺铨认为,为适应工业传感器、视频业务、VR/AR与车联网及远程医疗等的低时延要求,需将这些业务的存储和内容分发下沉到边缘计算来处理。

据测算,利用边缘计算可以过滤和压缩数据,节省核心网资源,成本仅为单独使用云计算的39%。不仅如此,边缘计算可以在网络连接不稳定时保证应用的可靠性。

第五,移动通信从封闭的网络到互联网化的业务开放网络。邬贺铨表示,5G核心网协议的标准化趋势是协议的互联网化。

据了解,与4G网络相比,5G网络协议栈的显著特征就是引入了API接口(设计方式以RESTful为主,接口描述语言为OpenAPI 3.0)和JSON序列化协议,应用层协议为HTTP/2,而传输层协议为TCP。

新特征带来了新的便利,使得业务的解耦便于快速部署和维护网络;轻型的接口便于引入新特性,更容易调用网络服务;模块化为网络切片提供灵活性;SBA(基于服务体系)提升业务生成能力。但是,邬贺铨强调,虽然SBA有利于业务外包,但有使运营商坐实管道化的风险。开放的业务平台和互联网协议增加了网络被攻击的风险。

5G催生大量新应用

5G促使运营商网络架构重构的同时,也带来了大量新应用。

首先,5G支持高清移动视频。据统计,4K视频的接入码率为50M,8K视频的接入码率为100M,而VR/AR视频码率最高达3290M,而VR/AR视频的网络码率最高达1G,显而易见,只有5G网络才能够完全支持上视视频应用。

其次,5G激发了VR/AR潜能。比如能够催生VR视频节目制作;5G的低时延和边缘计算及能同时处理多名用户运算的高性能服务器正好可以解决VR游戏的眩晕感;当VR较为普及时,5G+VR让人与人之间在很多场景下都可以通过VR来进行沟通;5G+VR的360度视频直播可以为用户提供更多的细节;5G+VR还可以构建虚拟学习环境、虚拟实验室、宇宙中的天体运动、生物中的微观世界等,通过形象、生动、直观的形式来表现知识。

值得注意的是,在医疗领域,按照常规做法,培养一名可上手术台的外科医生需要十年时间,但是如果通过VR/AR辅助解剖和手术模拟可缩短医生的培养时间。

未来5G在医疗领域将有更大的发展空间。据IHS预计,到2035年,5G为全球医疗领域提供超过1.1万亿美元的产品和服务,约占全球5G相关经济规模的9%左右。

再次,工业互联网是5G最重要的应用场景之一。邬贺铨认为,产业数字化需要将厂内设备联网,但原有车间内难于布放光纤,希望使用无线联网。但同时,WiFi因扩展性、低速率和抗干扰弱等问题使得其在工业领域利用率仅为4%,其他无线连接利用率仅有2%。只有5G适应工业互联网要求,因为5G具有低时延(1ms)、高可靠性(99.999%)、高带宽(Gbps)、大连接(100万个)等特性。目前5G在工业互联网领域已经有了一些应用案例。

最后,5G在网联汽车、无人驾驶、机器人、数字孪生、农业等领域都具有十分广泛的应用。不仅如此,5G将会催生现在还想象不到的新业务。为此,邬贺铨表示,移动通信的新业态不是人们预先规划的,而是网络能力具备后催生的,5G的登场一定会产生我们现在还想象不到的新应用。显然,“5G对中国科技与经济发展是难得的机遇,5G的创新永远在路上。”邬贺铨表示。

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