华为5G首席科学家童文博士：5G到底有哪些能力？
华尔街见闻2019-01-21 10:01
如果说2018年是市场眼中的5G元年，那么2019年就是5G将要进入全面商用的一年。
新年伊始，一贯低调的5G技术领头羊华为公司创始人任正非曾罕见接受媒体采访，其针对5G发表的评论曾引发市场动荡，A股5G板块隔日一度迅速下跌。
在任正非看来，5G的作用和华为的成就一样遭到了夸大，现在人类社会对5G还没有这么迫切的需要，5G的发展一定是缓慢的。不过，在其他华为人的眼中，5G却将在今年大放异彩。
1月16日周三，华为5G首席科学家童文博士在华为官方微信公众平台上撰文指出，5G技术的四大技术指标——1-20Gbps的峰值速率、10-100Mbps的用户体验、1-10毫秒的端到端延时和1-100倍的网络能耗效率提升都将在2019年兑现。5G网络的初步部署不仅将普及移动互联网极致的用户体验，还将推动物联网创新，进而推动移动互联网产业的新一代转型。
具体解读5G网络对产业的转型和变革所产生的影响，童文总结了以下六大要点。
首先，5G-eMBB是用户体验的转折点。
简单来说，5G的G比特级接入速率已经超越互联网接入以及视频通信应用流量的基本速率，终端用户体验就会开始发生本质变化，感觉网络有了无限的容量。
考虑到全球70%的运营商已经提供流量不限的MBB业务，并且其中40%的运营商已经由此带来ARPU提升的经济效益。流量不限的MBB模式已经成为移动运营商下一个增长的驱动力。
童文认为，5G不仅是固移融合的原生平台，其G比特级接入速率更是云游戏的原生平台，将使能50Mbps速率，20毫秒延时，小于15%的抖动的云游戏业务大规模普及。
如此一来，AR技术得到更加广泛的应用，许多行业的现场维护与现场服务也将因此受益。
其次，5G系统的空口及无线接入网确保端到端低延时，从而使能VR等高端eMBB业务，特别是实时视频业务和应用得到普及，并将由此催生物联网创新与变革。
此外，5G低延时原生与认知计算的平台，将开启万物即插即慧的新时代。
5G在自动驾驶和工业等领域创造了全新的创新用例，随着机器人机器学习等技术的进一步突破，5G技术的普及和全云化，将推动各行各业自身业务的提升，如制造业、运输/物流业，智慧城市领域等。特别是，在5G原生低延时平台的基础上，很多行业的几毫秒延时的实时应用，如辅助驾驶、自动驾驶、智能化的算力都需要尽可能下沉部署在终端设备附近，从而降低机器决策的延迟，5G低延时原生与认知计算的平台，进而开启万物即插即慧的新时代。
第三，5G网络能为不同垂直行业服务运行在同一套物理基础设施上，生成相互隔离的不同5G网络切片，端到端的网络切片将是实现5G使能全行业数字化的支柱型技术。
基于这一技术，运营商就可以按需生成或撤销逻辑切片，从而实现更快的网络定制、试错，以及实时的调优、改进。
更进一步来看，每个切片都是一个相对独立的自治子系统，端到端的网络切片安全是5G网络的独特技术创新，也将为运营商带来新的机会。
第四，5G网络架构延续了4G时代的PDCP层加密和IPSec加密算法，并且进一步强化，不仅可以确保5G网路无线接入的数据安全，还可以确保用户认证和用户隐私。
童文指出，由于只有经过认证的设备才能联网，网络自动化的安全规范和入侵防御功能也得到进一步普及和增加，还可以确保企业业务的安全正常运行。
大规模的安全规范自动化不仅能帮助管理海量的设备，还能保证这些设备整个生命周期里的安全。
第五，5G技术可用性的成熟和升级将加速万物互联和在线化，即万物默认在线。
童文预计，到2024年，联网设备共将超过220亿台。如此庞大的数量无法进行手动管理，网络自动化将因此成为必由之路。
此外，5G的业务模式和定价模式的创新将发生巨大转变，越来越多的企业将改变自身的业务模式，从单一的产品销售转变到销售增值服务。这种转变也将对电信运营商产生影响，促使其改变物联网服务的业务与定价模式。
第六，5G网络的前向兼容将保护产业投资。
具体来看，第一阶段标准R15版本基本上实现了所有5G的新特性和新能力，5G-NR标准的不断演进将原生地支持新特性及新需求，如R16版本提供完整的高可靠连接能力，以及V-2X和工业物连网的基本能力。
而这些业务的引入不需要重复建网投资。而5G网络还将为产业提供10倍以上的每比特成本降低以及大幅度的能效提升。
据GSMA数据显示，66个国家的154家运营商正在开展5G测试工作，预计到2025年将有110张5G网络。
童文最后总结认为，5G是万物连接的原生平台，是构建智能世界的基石。
以下为《华为5G首席科学家童文博士：谁无暴风劲雨时，守得云开见日出》全文：
2019年是5G产业进入全面商用的关键一年，全球5G网络的部署已经启动。
2018年6月，5G独立组网标准冻结，5G完成了第一阶段全功能eMBB标准化工作；12月6日, 中国三大运营商获得全国范围5G中低频段试验频率使用许可；2019年1月10日，工信部宣布发放5G临时牌照，拉开我国5G商用建网的大幕。
在数字化转型浪潮的推动下，5G将开启移动互联网的新阶段。特别是，5G网络的初期部署将 (1)普及移动互联网极致的用户体验；(2)推动物联网创新，进而推动移动互联网产业的新一代转型。
具有超级连接能力的5G网络，将承载10亿个场所的连接，50亿人的连接，500亿物的连接，把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界。
另一方面，具有超级连接能力的5G网络，将与数字化驱动技术、实时大数据、云技术、人工智能融为一体，带来产业的革命性变化：也就是，连接平台化、万物在线化、全云化、万物即插即慧。
5年前，在产业定义5G阶段，我们对5G技术指标有明确诉求：
1-20Gbps的峰值速率10-100Mbps的用户体验1-10毫秒的端到端延时1-100倍的网络能耗效率提升不忘初心，5G的这些基本能力将在2019年兑现。
以下，我们对具有原生的超级连接能力5G网络的能力，及其对产业的转型和变革进行进一步的解读。
极致用户体验的拐点
5G-eMBB是用户体验的转折点。
基于互联网TCP/IP协议的基本技术原理，当网络容量是应用流量的4~5倍时，网络的拥塞和延时趋近于零。
也就是说，5G的G比特级接入速率，已经超越互联网接入，以及视频通信应用流量的基本速率，终端用户体验开始发生本质变化，进入“无限网络容量”的体验时代，即终端用户感受就像网络有无限的容量。
目前，全球70%的运营商已经提供流量不限的MBB业务，并且其中40%的运营商已经由此带来ARPU提升的经济效益。流量不限的MBB模式已经成为移动运营商下一个增长的驱动力。
5G的来临，适逢其时，是流量不限的MBB模式的原生平台。同样，5G的G比特级接入速率，已经超越固定互联网接入的基本速率需求，5G也是流量不限的FBB模式的原生平台。
全球已经有230张网络开始进行WTTX的改造，WTTX的用户数大幅增长；在欧洲，WTTX的速率已经超越固网的接入速率；在美国，基于毫米波频段的WTTX是5G预商用的第一个商业模式。总之，5G是固移融合的原生平台。
更进一步，5G的G比特级接入速率，是云游戏的原生平台，将使能50Mbps速率，20毫秒延时，小于15%的抖动的云游戏业务大规模普及。
从5G-eMBB新生业务的角度来看，5G的G比特级接入速率，将使AR技术得到更加广泛的应用，许多行业的现场维护与现场服务也将因此受益。
比如，经验丰富的工程师资源稀缺，而即使有经验丰富的工程师，一年也只能前往数个偏远的站点提供现场服务。借助5G-eMBB网络和AR技术，那些尚处于培训阶段的工程师，只需通过手中的平板，就能立即获取相关设备的信息，就能快速做出正确而最优的决策，而不再依赖于需要数年时间培养的经验与直觉。经验丰富的工程师，也可以通过5G网络和AR应用，快速获取设备的相关参考信息，在更短的时间内完成更多任务，从而为许多的产业的现场服务极大地提升效率。
与世界零距离的用户体验
5G系统的空口及无线接入网确保端到端低延时，从而使能VR等高端eMBB业务，特别是实时视频业务和应用得到普及。
多年的网络用户体验研究表明，由于网络延时远低于人类的近百毫秒的视觉感知延时，网络两端的用户具有身临其境，天涯咫尺与世界零距离的体验。5G是低延时原生平台，进而使能所有eMBB业务与世界零距离的用户体验，也是VR/AR第一平台。
5G低延时原生平台的广泛部署，将催生物联网创新与变革。
5G在自动驾驶和工业等领域创造了全新的创新用例，随着机器人机器学习等技术的进一步突破，5G技术的普及和全云化，将推动各行各业自身业务的提升，如制造业、运输/物流业，智慧城市领域等。特别是，在5G原生低延时平台的基础上，很多行业的几毫秒延时的实时应用，如辅助驾驶、自动驾驶、智能化的算力都需要尽可能下沉部署在终端设备附近，从而降低机器决策的延迟，5G低延时原生与认知计算的平台，进而开启万物即插即慧的新时代。
端到端网络切片的5G网络
5G网络为不同垂直行业服务运行在同一套物理基础设施上，生成相互隔离的不同5G网络切片，端到端的网络切片将是实现5G使能全行业数字化的支柱型技术。为每个行业应用建设一张独立的网络显然既不经济也不现实，5G网络就是一张物理网络支持多个逻辑切片的原生平台。
端到端网络切片的优势之一：未来的业务和商业模式创新需要大量尝试，但传统的电信网络往往需要论证数年之久才能投资上马。基于端到端网络切片技术，运营商就可以按需生成或撤销逻辑切片，从而实现更快的网络定制、试错，以及实时的调优、改进。
端到端网络切片的另一个优势：每个切片都是一个相对独立的自治子系统，端到端的网络切片的安全是5G网络的独特技术创新，针对不同的行业应用需求进行对端到端应用的可信安全适配。
作为端到端整网切片的原生平台，5G切片网络的生成，也为运营商带来新的机会，既是主动去引导需求，还是被动适应市场需求。这需要云管端协同的顶层设计及生态构筑，不然，切片只是一个管道。
端到端切片与全云化，数字化，数字转型，安全可信，基于机器学习的人工智能的结合使5G无线接入网将超越管道的角色，成为一个泛在平台。
5G原生超级连接能力与使能业务（2013年华为5G白皮书）
安全可信的网络架构
与4G网络一样，5G网络是原生的安全业务平台。
5G网络采用强化的加密算法，接入认证一体化的能力。5G网络架构延续4G的无线接入网与核心网的安全分离架构，即PDCP层加密和IPSec加密，从而无线接入网对用户数据的不可见，确保5G网路无线接入的数据安全；核心网确保用户认证和用户隐私。
随着越来越多的生态合作伙伴参与到构建5G端到端服务中来，物联网服务也正变得越来越复杂，提供安全的端到端服务，需要从网络到用户的整个过程中对安全性进行管理。
5G网络确保只有经过认证的设备才能联网，网络自动化的安全规范和入侵防御功能也得到进一步普及和增加。由此，进而确保企业业务的安全正常运行，大规模的安全规范自动化不仅能帮助管理海量的设备，还能保证这些设备整个生命周期里的安全。
海量连接与网络自动化
5G网络是原生的海量连接平台，随着5G技术可用性的成熟和升级，将加速万物互联，万物在线化，即万物默认在线。
到2024年，联网设备的数量预计将超过220亿台，人们已经无法手动管理数量如此庞大的连接设备，因此，网络自动化是必由之路。
从运营商的角度，管理数十亿设备将是挑战，而电信运营商也将升级自己的服务产品，来应对这一挑战。
从技术上，基于服务架构的5G核心网是网络自动化的原生平台；5G网络将普及物联网连接服务，由此衍生的电信服务提供商将更进一步，不仅为企业提供管理联网设备的能力，而且可以在设备的整个生命周期内对其进行管理并确保其安全性。
此外，5G的业务模式和定价模式的创新将发生巨大转变， 越来越多的企业将改变自身的业务模式，从单一的产品销售转变到销售增值服务。举例来说，企业将不再仅仅购买一台机器，还将购买相关服务。这种转变也影响着电信运营商，促使其改变物联网服务的业务与定价模式。
5G网络的前向兼容保护产业投资
5G设计原则是前向兼容，以支撑5G网络的敞口创新。
第一阶段标准R15版本基本上实现了所有5G的新特性和新能力，5G-NR标准的不断演进将原生地支持新特性及新需求，如R16版本提供完整的高可靠连接能力，以及V-2X和工业物连网的基本能力。而这些业务的引入不需要重复建网投资。
在5G网络建设期，运营商关注的是网络建设的低成本和高效率，5G网络为产业提供10倍以上的每比特成本降低，以及大幅度的能效提升。
2019年5G商用是全球主流电信运营的主流时间表。GSMA数据显示，66个国家的154家运营商正在开展5G测试工作，预计到2025年将有110张5G网络。尽管风云变幻，5G的阳光正在全球普照！
总之，5G是万物连接的原生平台，是构建智能世界的基石。
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