微软 CTO 韦青:5G 与亚里士多德

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【CSDN编者按】6月29日,CSDN举办了以“5G 在物联网领域的技术应用实践”为主题的程序员技术沙龙。微软(中国)首席技术官韦青发表了《5G与亚里士多德》的主题演讲。为了整理这篇文章,韦青一晚上没睡、熬夜到凌晨,一大早又得起来参会。古语有言,业精于勤。相信勤奋的韦青,必定会将微软的产业愿景、创新技术与数字化转型的切身体会,更好地介绍给中国的行业伙伴与业界领导者。程序员

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在5G沙龙上演讲的韦青,下同算法

做者 | 韦青安全

责编 | 胡巍巍微信

 

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开宗明义


5G是如今很是热门的话题,很是高兴能有机会和你们一块儿交流关于5G技术的一些体会。首先须要强调一点,虽然我曾经工做于通信行业,但目前的工做内容主要与IT相关,通信行业对我而言是很是重要的服务对象,而通信技术又是我所在行业的基础工具,所以我将以通信技术的使用者和通信行业的服务者角度,根据IT行业发展的规律,与你们一块儿共同探讨将来5G会带来的种种可能。网络

各个行业对于新兴技术的态度,大都遵循一个规律,从最开始的好奇,到初步的了解,到对所以而可能产生新机会的渴求,到进一步深刻的了解,到由于巨大的机会而积极投身其中,或者因了解真相以后失望离去。架构

6月27日,我刚刚从上海的“2019世界移动通信大会”回来,当时在现场亲身感觉到5G的火爆,但今天我会从一个技术人员角度,来与你们分享个人一些想法。在座各位的职业,大概以程序员或者技术决策者居多,今天来参加这场5G的活动,应该是但愿经过了解技术发展趋势,更好地抓住将来的发展机会,一方面可以使业务有更加蓬勃的进步,另外一方面也能够为国家的经济发展作出本身的贡献。app

那么问题立刻就来了,如今极其火爆的5G,让我联想起这一两年一样火热的人工智能的现象。那么,其定义究竟是什么?咱们在各类媒体上所看到的由于5G的使用而带来的巨大成就,从何而来?有什么前提条件?时间为什么?应用为什么?成本为什么?效益为什么?在座的不少人必定经历了人工智能的火爆,从最初的新鲜、惊艳、震撼,到后来的努力学习、亲身实践,再到因为实践后而发出的感慨,按照网络流行话术就是“你说的AI不是我所体验的AI”。如今咱们真正负责人工智能项目落地的程序员们,大概就不会再被所谓的人工智能炫技所迷惑,反而会去下苦功夫提升数学的能力,加深行业的理解、以及投入海量的资源去获取与行业相关的数据。以个人观察,5G由媒体上的火爆到实用场景的落地直至最终造福社会,大概也会重复相似的路线。框架

之因此人们经常会有“你说的AI不是我体验的AI”或者“你说的5G不是我体验的5G”的感慨,很大程度是起源于对名词定义的模糊。做为程序员,咱们应该都或多或少学习过有关逻辑的理论,知道“概念、判断、推理”对于思惟的重要性。优秀的逻辑思惟素质也是软件工程的重要基础。以5G为例,你们有没有在媒体的喧嚣声中,问一下本身,5G这个名词的内涵和外延是什么?5G是全称仍是特称?如今你们一般看到的媒体介绍,大都笼统的把下一代移动通信技术的愿景统一归于5G这个名词之下,同时把下一代移动通信技术的全部特色都泛称为5G的特色。这时,若是不把5G的定义严谨的规范,就容易陷入逻辑的误区。比如著名的三段论:“人都是会死的,苏格拉底是人,所以苏格拉底也是会死的。”这是由全称到特称,结论是成立的,但反过来,由特称到全程,不加上约束条件,就有问题了。运维

对于5G而言,首先要明白仅仅以5G这个词汇来表明下一代移动通信系统是个极其笼统的定义方法,从部署阶段和组网方式来看,5G有“非独立组网(None-Standalone or NSA)”和“独立组网(Standalone or SA)”的不一样;从频谱分配来看,5G有FR1(sub-6GHz)和FR2(24.25~52.6GHz(俗称毫米波))的不一样;更重要的是,从技术标准来看,先有ITU-R(国际电信联盟的无线通信部门)发布的IMT-2020愿景建议书,再有由3GPP(第三代合做伙伴项目)根据IMT-2020愿景而召集成员机构进行研究与起草的称为第五代移动通信系统(5GS)的IMT-2020的候选技术方案,这是5G名词的开端。3GPP起草的5G方案至少有两个阶段的版本,目前以Release 15为表明的第一阶段工做结果已经提交,正在由3GPP的TSG(技术指标组)评估;以Release 16为表明的第二阶段工做结果预计明年上半年提交给3GPP TSG。3GPP成员起草的5G方案先由3GPP TSG审核经过后再提交给ITU-R,ITU-R的目标是在2020年发布IMT-2020的技术指标。在上述这些已确认和待确认的各类前提之下,到底哪些是消费者如今可以体验到的5G服务,那些是要等到将来新的部署以后才能享有的5G服务?这是个大问题。同时要知道,上面举的这几个例子仅仅是5G这顶大帽子下的一小部分概念而已。机器学习

咱们如今学习5G技术的目标,就要更精确地把握5G的发展方向与实施步骤,从而相应地调整咱们的产品开发策略,让咱们的产品可以与5G的新服务相适应。工程师与消费者的不一样在于,工程师既是消费者,又是供应商,工程师须要为消费者设计出充分发挥5G特色的产品。既然5G新服务的部署是阶段性的,那么咱们的产品开发与推广应该也是阶段性的,这样咱们就可以更有效地推出与5G时代相适应的、人们喜闻乐见的产品,既不要太早,以避免浪费资源,也不要太晚,以避免丧失先机,从而使咱们的业务可以在竞争激烈的大环境下健康、茁壮地成长。如今你们可能明白了,之因此要在开始这么啰啰嗦嗦地讲这些话题,就是但愿你们一开始可以对这么重要的下一代移动通信技术有个严谨的认知,在众多新名词下,了解彼此的相关性和依赖项。你们都是搞技术出身,最重视对象之间的逻辑关系,关系搞错了,次序颠倒了,程序是运行不起来的。5G的发展也是这个道理。既然开宗明义谈了这些技术与逻辑的话题,也了解到以严谨的逻辑方法去理解5G次第发展的重要性,咱们又知道这套逻辑理论源起于亚里士多德,所以,我也就很差意思的作一回标题党,为今天的交流想了一个题目,叫作“5G与亚里士多德”。 

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亚里士多德的课,是技术人的必修课


客观地讲,如今你们在不少大众媒体上看到的对新技术的展望,不管是AI、区块链、亦或是5G,若是严格按照逻辑理论的大前提、小前提和结论来说,大都有模糊概念的嫌疑。这并非说这些展望有问题,而是说没有讲清楚为了实现这些展望,社会须要付出什么样的代价,以及这些展望在哪些场合是必须的,在哪些场合是不会出现的,也就是前提是什么。按照逻辑理论,任何论证都须要有一个前提。若是媒体只是一味强调技术可以带来的改变,而不讲清楚实现这种改变的前提条件和投入,很容易使不了解技术的大众产生不符合实际状况的判断和情绪。对在座的开发人员与业务决策者而言,这样的状态就可能致使错误的商业与技术决策,以及不切实际的投入与回报预期。如今一些媒体本身搞的5G实测已经出现以上问题:实测中,他们广泛反映5G服务好像没有想象得那么好。固然,连5G的标准都还没最终肯定呢,哪有好坏可言!

5G从整体而言,表明着人类对下一代移动通信技术的指望,其综合愿景是很是先进的,也是可行的。可是,因为下一代移动通信技术的复杂性,若是仅仅以5G这一个名词来泛指将来许多年逐步实现的移动通信技术进步就显得过于宽泛。要想实现IMT-2020所描绘的愿景,还有不少步骤要走,刚才已经提到了,目前的事实是,ITU-R提出了下一代移动通信技术的远景,但计划要等到3GPP提交候选方案后进行评估再肯定正式标准;而3GPP的Release 15尚未到正式向ITU-R提交的阶段,做为5G技术的第二部分技术指标建议,即3GPP Release 16还没有完成。这就给咱们技术人员提出了一个很大的挑战,也就是,咱们所听到的因5G所带来的各类好处,尤为是最出名的eMBB(加强的移动宽带通信),URLLC(超可靠低时延通信)和mMTC(大规模机器类型通信),究竟是按照何种时间表,以何种阶段性实施步骤来实现的。这将极大影响咱们的产品路线图和相应的人力、物力和财力投入。此时,严谨的逻辑思惟就派上用场了。好比你们听到的5G的初期实施方案NSA,和后期的实施方案SA,那么问题就来了,5G NSA是5G的全集吗?仍是5G的子集?若是是子集的话,有多少5G全集条件下的技术优点会由这个NSA子集实现?有多少须要等到SA子集来实现?一样,在不一样频段上传输的5G服务都可以享受到5G全集所宣称的好处吗?Sub-6GHz与毫米波频段的特色、优点、局限是什么?相应的部署计划和投入与回报又是什么?若是依照3GPP如今发布的Release 15文档,媒体上宣传最多的“1G下载速度”和“1毫秒延迟时间”这些所谓的5G卖点,都是须要基于很是苛刻的前提条件才能够实现的,何况这些原本就不是5G的通用目标。而不管是4G仍是5G,都有不少不须要这种极端条件下就能实现的指标,可能作不到上述的“1毫秒”,那么“5毫秒”,“10毫秒”,甚至“100毫秒”,其实都有它们的现实功用。若是一味强调这些极限条件下才能实现的性能指标,看似画了一个美丽的大饼,结果就是消费者很可贵有机会,有时甚至根本没有机会享受到这些好处,那么其结果反而是消费者的失望,这样对5G的推广无益,对运营商的努力不公平,还容易误导5G应用开发人员的产品思路。

若是咱们严格按照大前提、小前提和结论的方法,把今天咱们了解的全部技术都从新审视一遍,会有极大的几率促使你开始怀疑本身原来对这些技术的判断,会让你开始自问会不会成为技术发展道路上的“烈士”,而不是自觉得的“弄潮儿”或“领军者”。

我建议你们拿三段论的方法,去仔细判断一下你在媒体上看到的不少有关技术进步的美好说法。客观而言,其实不少对于将来的美好描述,自己是没有问题的,但若是不加约束条件,就会产生极大的误导,这是极其值得商榷的。我今天上午还在跟朋友讲,你看我们中国的四十年改革开放历程,有不少值得技术人才借鉴的地方。好比说,回顾历史,咱们有不少对将来社会的美好展望,但自从咱们开始认清如今是“社会主义初级阶段”,人们就放弃了多么快、多么广、多么大的想象,开始脚踏实地,不是说将来理想不美好,而是说你要先明确你脚下的路,先明确你是站在社会主义初级阶段的哪个阶段上,而后开始一步一步地向美好将来前行。

所以说,若是想少走些弯路,少付些无谓的学费,亚里士多德的这门课,咱们可能须要很认真地去学习和掌握。

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物理世界是有局限的,这句话对个人影响极其深入。这是我之前在Windows产品组时,Windows总裁史蒂文·辛诺夫斯基(Steven Sinofsky)经常使用的一句话。这句话的用意与那本软件工程经典之做《人月传奇》有类似之处。它起源于一个真实的案例,当初有人想让Windows产品的开发加速,给出的条件是增长更多的工程师,史蒂文回应了这句话。他举例解释说:“一个预算一千我的月的项目,是不会由于配备了一千个工程师,而在一个月内完成的。”也就是说,在物理世界里,与“时间”和“空间”相关的物理特征和步骤,不是只靠钱和人的堆砌就能够跨越的。

这里面牵扯到不少软件工程的理念,今天就很少讲了。应用到5G上,我建议你们必定要记住这句话,就是“There are laws of Physics。”谈到5G,做为无线通信技术,必然要谈到频率、波长和带宽的关系。频率有低频、中频和高频,不一样的频率,有其特有的信号传输特色,每一代移动通信的进步,并无改变其基础的麦克斯韦尔方程和香农定律,频率的高低,与传输的距离、载波的能力、能量的消耗都存在着相互矛盾的关系,这是没有改变的。在人类尚未发现能超越麦克斯韦尔方程和香农定律的新物理定律以前,任何基于无线信号载波传输的通信方式的进步,都要在频率、距离、能耗、信噪比、频宽等参数上进行取舍。

好比说如今说的很热门的“几秒钟下一个电影”,从理论上而言,固然是能够实现,但这是5G标准要求的最大理论速度仍是用户平均感觉速度?接受状态是静态仍是动态?是在户外仍是室内?是FR1仍是FR2?是NSA仍是SA?手机须要几根天线?电池须要多大容量?若是仅仅强调在实验室里或特定现场以相似于微波传输方式“终于实现了五秒钟下一部电影”,这对消费者的意义何在?5G应用开发工程师能够基于这种速度预期来开发5G应用吗?说到5G的反应周期为1毫秒,所以能够赋能自动驾驶实现多少厘米的刹车反应,姑且先不说3GPP Release 15中提到的1毫秒时延的应用场景定义,我们就以1毫秒做为目标,做为工程师,你能够先大体估计一下须要1毫秒时延的关键信号包的最小字节数、编码方式、安全等级,再加上收发端主板上的芯片时钟周期、传输协议、信号传输节点数量、传输距离、载波频率、可用带宽等等现场参数,而后利用四则运算来计算一下,在什么样的条件下,一组能够实现某种控制的最小长度信号,可以准确、可靠、安全的实现1毫秒的时延。

5G技术实在过重要,上次在CSDN的采访中,我曾讲过5G重要到全部技术人都不能掉以轻心。可是正是由于它过重要了,成为了“国之重器”,每个业内人士,必需要依靠严谨的科学态度,认认真真地学习和了解5G的技术标准和要求。


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技术进步是有代价的


当咱们在谈5G的时候,每每忽略了一点,即全部技术都是有代价的。当你明白了技术发展的各类前提之间的相关性以后,你会发现原来5G其实跟你熟悉的全部技术都是同样的,好比区块链、AI等等,里面蕴含了巨大的机会,可是也有不少深坑等待不知轻重缓急的“勇士”去填补。固然,对于技术人员而言,该冒的技术风险,该踩的技术坑,一个也免不了,关键是不要成为资本炒做的牺牲品,咱们最但愿的是可以辛苦而又平坦地走过去,而不但愿成为陷阱里的垫脚石。

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在5G开始的时代,对技术人员来说,一不当心就容易变成垫坑的人。回到5G的三大特征,大带宽、快反应和大容量,全部的性能指标都是相互制约的,当你想极大量地传输数据时,你要在数据量和反应时间上作取舍;当你想要在单位空间内容纳大量的可寻址设备时,你要牺牲传输的速度,为何?“There are laws of Physics”。在必定时空域内,能够容纳的信息总量是必定的,多了就不快,快了就很少。你们都是程序员,咱们熟悉的计算机也是同样,当人类还没突破冯·诺依曼的计算机总线实现架构时,进步到必定程度,这个冯·诺依曼架构,就把你的进步路径框死了。

何时能够突破这一类的局限呢?答案是基础学科。还以你们熟悉的计算机结构为例,当存储和CPU共享的总线结构没有突破时,当摩尔定律接近极限时,怎么办?从半导体材料上着手,锗基、硅基的材料到极限了,化合物半导体遇上来了,化合物又不够了,开始研究DNA材料了,如今又开始考虑量子计算了,但机器计算的基本思路并无变化,仍是利用物质的某种状态变化来表明数字的变化。人类须要的是数字的变化,机器是经过物理和化学的做用实现人类的愿望。这世界上,不断有工程师和科研人员,在挑战物理的极限,可是没法违背物理的规则。

在这几年的微软技术培训过程当中,我发现不少人在谈云计算、AI芯片这些话题时,都以为不断有新词汇的出现,应接不暇。长此以往养成了新的技术进步必定要与一个新名词关联上,而且最好是和看不懂的新名词绑定的习惯,若是没有一个看不懂的新词,就会觉得这个技术不先进。其实名词是能够加工的,而技术本质才是核心。人们但愿新技术能够更快、更强,但却忘了近百年来新技术只是在一样的科学基础结构上不断产生了一种应用范式的跃迁,而科学原理自己已经很久没有突破了。

自从百年前那激动人心的量子物理大发现的时代以后,人类已经好久没有革命性的科学理论突破,咱们如今使用的技术,绝大部分都在百年前已经了解基本原理,以后只是在效率与成本上不断改进与提升。

接下来的进步,从物理上来看,要普及量子物理,其实如今的半导体技术自己已是量子物理的范畴了。你们要明白,量子物理不是只有薛定谔的猫,不必定非要实现量子纠缠或者叠加才是量子物理。而从无线通信来看,核心仍是频率的应用,接下来要普及高频微波段的技术。我记得在读书时,感受雷达微波通信就是个玄学,连天线都不是你们习惯的导线,而是谐振腔,这么多年发展下来,眼看着无线通信利用的频率愈来愈高,终于到如今开始谈毫米波的普及应用了。

技术的进步有两类,一类是是依赖完全的科学革命。另外一类,是基于一样科学理论基础上的应用范式变革。对于5G而言,它并无科学理论上的变化,稍微有一点不一样,就是它的频率应用到达了人类如今的技术尚未普遍商用的毫米波。所谓毫米波,就是30GHz的频率,与光速一除,折算成波长正好是10毫米,也就是进入了毫米单位的范畴。

30GHz的无线通信是什么概念?能够为在该频段内的通信信道分配大带宽,30GHz位于5G标准的FR2频段,按照3GPP的标准建议最大信道带宽可达400MHz。但你们不要被这个数字所迷惑,实际上是可大可小。400MHz看似很大了,但若是还须要更高的带宽,5G标准中还有载波聚合技术,能够动态分配更多的子载波频段。正由于如此,任何不加前提的5G性能指标描述都很难断定是高仍是低,ITU-R在设计IMT-2020远景建议书时也考虑到这一点,就怕你们不分青红皂白地拿苹果比对香蕉,在IMT-2020里面,特别指定了一个参数,叫作“用户体验的数据速率”,还分室内和室外,室外还分密集城区和广域城区和郊区,不管室内室外,还要对接收方的行动速度有要求。根据IMT-2020的要求,3GPP的Release 16草稿中将室内定义为室内热点,要求用户能够在步行时体验到1Gbps的下行速率,知足2~4毫秒的时延,支持最高8K 3D(300Mbps)的上下行速率;可是到了室外,就复杂了,密集城区为300Mbps,广域城区和郊区为50Mbps,接下来还有更详细的指标,有兴趣的话能够去3GPP网站下载“3GPP TS 22.261”标准文档就全明白了。你们能够看到,单单只是一个与eMBB相关的速率指标,要想用一个数字来衡量,都是不可能的任务。 


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有代价的进步意味着取舍


若是任何5G服务都是靠顶级5G能力的话,这个网很难建起来,由于它必定极贵,并且基站分布极密。按照微波传输的原理来说,5G无线通信网大约200米1个基站。

200米1个基站是什么概念?先别说北京或中国要建多少基站,若是想在中关村作到200米1个基站,那是怎样的密集程度?能不能作到?固然能作到。但需不须要这么作呢?那倒未必,其实5G的部署是分阶段的,没必要、也不须要全部条件下,都要实现毫米波、都要顶配。那么,灵活地利用现有的4G资源和Sub-6GHz的频率资源,就变成了一个折中的渐进方案。可是,这种方案还可以实现你们如今在媒体上看到的5G种种优点吗?这就须要你们回去认真读技术文档了,估计你的朋友圈文章给不了你这么详细的技术指标建议书。因此建议你们多阅读真正的技术人员写的文章和硬核的技术文档,虽然枯燥,也可能和公司的宣传部门说得不太同样,可是都是实打实的干货。

最近,NSA和SA(NSA和SA,即Non-Standalone和Standalone)已经吵起来了。其实哪个热门技术不都是要经历这个过程?以AI为例,相信在座的各位,在AI上已经踩了很多坑,也相信你们应该都回到基本面了。基本面就是没数据的状态,而这一轮的AI就是靠优质、足量和相关的数据喂养大的。至于这个基本面之后会不会改变,必定会的,但如今,基本面就是数据,并且不是什么数据都叫数据。

不管你怎么作,不管你怎么吹,最后会回到你的基本面。在微软(中国)总部北京丹棱街5号2号楼里面,有不少世界顶级的数据科学家,但他们也会面临一样的问题,数据、场景、生态链。再厉害的科学家,和客户谈话都会问到一个问题:“有没有数据?行业痛点是什么?”若是客户数据没准备好,对须要解决的问题一问三不知的话,神仙来了也没用。

还有个例子,我们一般学习人工智能的课程是,老师都会告诉咱们:深度学习是如今普遍应用的技术,是机器学习的子集,而机器学习又是人工智能的子集。但如今让咱们看看2019年1月份Twitter上特别出名的一个帖子。这位发推者是Mat Velloso,他是微软CEO萨提亚的技术助理。他是怎么回答的呢?人家问他什么叫AI和机器学习。Mat Velloso如是回答道:“用Python代码写的叫机器学习,用PPT写的叫AI。”

他有资格把实话说出来,可是他并非否定AI,由于他自己正是研究AI出身,正由于他知道AI过重要、太不能够掉以轻心、太不能够忽悠,因此,他才讲这句话。实际上这句话,这表明了Mat的责任心和使命感。

再举个例子,我们都知道Gartner的技术成熟度曲线,如今已经很出名了,那个曲线英文叫Hyper Cycle。有没有人问过是什么缘由造成了开始的波峰,接下来又是急速地下滑,而后若是有机会再爬起来,拉出一条其实是线性的曲线?迫使这条技术发展曲线以陡峭的波峰、波谷形状而不是线性的形状前进的缘由是什么?

每个Hyper Cycle上的技术,若是无视其开始的疯狂跃起和跌落,其自己的发展特性呈现的实际上是缓慢爬升的线性客观规律,。那么是谁在利用人性的特色将它搞得一上一下呢?炒做的资本一出现,若是没有理性的指导,当广场舞大妈大爷们都开始投资的时候,这就是疯狂上升的阶段。资本一抽回,韭菜割完以后它就掉下来,等待技术人本身收拾一地鸡毛。

这里有个视频,已经有人开始宣传6G了。在2018年,芬兰开了一个6G的研讨会,播放了一个特炫的6G视频。仔细想一想,这种手法真的很厉害,你说5G,而后我就直接砍掉5G上6G,反正6比5大,路径其实都是差很少的,归根结底,你们都还没跨过4G呢。 

前段时间,国内正在热谈5G时,国际上已经有人开始说美国有6G了。我曾在CSDN的采访中建议过,尽可能别用数字了。就像微软,从Windows 10以后就再也不说数字了,版本带数字,有好处有坏处。开始的几代,你们还记得住数字间的区别,再日后你们就开始纯拼数字大小了。你有5我就有6,你有6我就有7。我不会怀疑,到2019年下半年或明年,可能就有人要开始说7G了。

由于你敢说5G,就有人敢说7G,反正你们只会以为7比5大,因此7比5好。你们已经造成一种习惯认知:即二代比一代强,三代比二代强,四代比三代强,那么五代就应该比四代强。那么六代是否是真的比五代强呢?

你在作通讯技术时,是看这个数字、仍是研究这个技术?因此在这个时代,学学亚里士多德的学问真的有帮助。


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5G的技术源头


关于5G的技术标准和性能指标,谁的都不用听,它原本就属于ITU-R和3GPP。做为技术人员,建议你去ITU的网站,把IMT-2020文件下载下来认真读,比听什么报告都管用,该报告有中文版,标题是:“ITU-R M.2083-0建议书 (09/2015):IMT愿景 – 2020年及以后IMT将来发展的框架和整体目标”,再从3GPP的网站把Release 15和Release 16下载下来认真阅读,连一个标点符号都别落下。以这种态度来治学和研发,还有什么问题解决不了呢?5G会有那么复杂吗?

你看了原始的技术文档和愿景描述,就会发现5G的重点是已经从解决人与人的链接问题转向解决物与物之间的链接问题,也就是物联网,固然是广义的物联网,包括物与物,人与物;物与物又有工厂里的“物,路上跑的,楼里面的等等,相对应的也就是工业物联网、车联网、智慧城市、智慧楼宇、智慧家庭之类的概念了。看完这些基础文档后,若是你还有精力,我建议再对比阅读一下5G跟4G的技术文档中各种指标的演变。你会发现这里可能又有一个逻辑陷阱。如今不少非3GPP官方文档都是拿5G的极限最高指标去除以4G的最低指标,对比后,呈现出上千倍的涨幅,进步着实使人仰慕。但不管ITU-R的IMT-2020仍是3GPP的Release 15/16都没有突变式的愿景,这些官方文档对于技术进步的描述极为严谨、精确,强调演进的步骤和方法,特别重视讲清楚每一步进步的代价和前提。要知道,在目前这种对技术潜力压榨至极的时代,能有10倍的增加已经能让任何一个工程师无比自豪了,真的没必要把一个步子的进步描绘的那么伟大。一步步走,5G很伟大,4G还能用,4G到5G,一步一风景。 


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5G能够给你们带来什么?


今天我带了一本书,这本书叫《ONAP技术详解与应用实践》,做者是任旭东,我也是刚刚买来学习。ONAP是Open Network Automation Platform的缩写,其中的技术思路,与如今咱们搞的云计算、大数据、人工智能有不少相通之处,其中也讲到了微软的Azure云平台,如何可以为将来5G网络的智能化管理作出贡献。

这本书很值得你们了解,里面讲到了将来通信网络的管理思路,书的内容比较专业,并且看似跟5G没有直接关系,但实际上讲的全是将来通信行业转型须要用到的新技术和新理念。

在这里,我给你们读一段书中250页的一段话:“5G是下一代移动通讯技术,5G至关于4G速度提升了50倍,延迟下降了十倍,容量增长了一千倍。可是,5G最大的挑战不是来自数据面的更高、更快、更强,而是如何实现网络自动化,以及如何让5G变成一张能够同时动态、同时支持多种不一样服务的网络。”

这是5G的核心价值。将来的通信网络,在大几率的可能性下,其网络管理和发展思路会与这几年的IT行业融合,网络资源的池化、虚拟化、微服务化、类容器化,以及网络资源管理的动态化、柔性化、实时化、智能化等等在IT领域已经广为使用的技术,都会在通信行业找到一席之地,对于软件人才而言,不必把注意力只放在消费级应用这一块,网络的智能化管理可能蕴藏着巨大的商机。不只仅是核心网络的运营管理,5G时代会有大量的边缘计算需求,这都须要基于软件和数据的能力。因为5G网络技术的复杂性,以及因网络切片技术而带来的对网络功能实时动态管理的需求,使得传统的网络管理软件已经跟不上新一代网络发展的要求,动态化、智能化管理将成为常态,这时候软件和大数据的能力将会让5G插上腾飞的翅膀。

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对于IT的人来讲,把Microservice、SOA(Service-Oriented-Architecture)、SBA(Service-Based-Architecture)、SDN(Software-Defined-Network)、NFV(Network-Function-Virtualization)、HCI(Hyper-Converged-Infrastructure)这些概念搞清楚,明确之间的异同和关联,对进入下一代IT-CT-OT(即以信息、通信、运维技术分别表明的信息产业、通信产业和制造业)融合的时代会有极大的帮助。你们不妨借助5G的火爆,再也不知足于只是跟风,而是创建起一个全新的为下一个数字超融合时代准备的知识体系。(做者注:会中获得由机械工业出版社出版,由朱怀松、王剑、刘阳老师翻译的《5G NR标准》一书,深感该书专业水平高,出版及时,可帮助读者清晰、深刻、透彻的理解5G的官方标准)


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为何5G和云计算以及AI牢牢相连?


就像云计算数据中心的核心能力是创建在对计算、存储和网络资源池的高效、虚拟化管理同样,新一代的5G技术也是一种可以将下一代移动数字化通信网络内的海量传输、计算、交换资源进行高效、实时的虚拟化管理和应用。因为如今的通信技术资源足够宽、足够大、足够广,而应用场景又极其多元化,任何单节点上的服务能力很难匹配节点周围的大动态服务需求,这种矛盾与信息行业面临的计算能力与动态需求的匹配问题极其类似。而随着计算无处、无时不在的智能时代的来临,任何通信节点都有可能出现短时峰值通信和边缘计算需求,这就促使通信技术迅速向信息技术的架构靠拢,或者更精确讲是信息、通信和制造行业数字化技术的再融合,其中一个“青萍之末”的信号就是最近全部行业,其中包括信息行业,都在兴起的新一轮数字化热潮。就是须要用数字化、虚拟化的技术把一切资源打散,下降颗粒度,而后利用软件的能力重组这些资源,为不一样的受众人群提供柔性的、实时的、定制的虚拟化服务。理解上述“柔弱胜刚强”的技术发展思路,你们就能够慢慢入门了。

不管云计算、物联网、大数据、人工智能,都离不开数据的产生、采集、传输、存储、分析、展示和使用,其中通信技术原本就是和计算、存储与分析结合在一块儿的,5G的最终使命,就是要为即未来临的智能社会造就计算与智能无处不在、无时不在的互联互通环境。在这个基础上,你们没必要把5G与造成智能社会的关键基础设施分离,它与云计算和物联网一块儿,就是要打造一个同时具有中央云智能、边缘云智能和终端智能的新型社会形态。

在这里,再推荐一个与5G相关的术语,并非新词,叫作CPE,即Customer Premise Equipment(客户前置设备)。为何这种设备会这么重要呢? 

由于5G的部署有一个过程,它须要知足各类使用场景的需求。而制造业已经如火如荼进行中的数字化转型,急需工业物联网(IIOT)和与之配套的TSN(Time Sensitive Network)的支持。5G的URLLC(超可靠低时延通信)和mMTC(大规模机器类型通信)特征刚好能够知足这个需求,可是具有以上功能的5G公共网不会这么快部署到位。若是运营商服务还没到位,客户又有这个需求,5G标准刚好有这个选项,能够由华为、中兴这样的5G设备制造商帮助部署5G CPE设备,在客户本地创建自有5G站点,为工厂数字化转型提供支持。一样的概念,也能够用在智慧小区,智慧校园的环境中,与现有设备有机结合,提供灵活的数字化解决方案。用这种办法在建筑之间、小区里面布线仍是很方便的,成本也低,从技术指标而言,彻底能够取代户外和空旷户内(如工厂环境)的有线布线任务。 

利用CPE的部署方式,是实现5G的一个中间步骤,5G的最终落地,还须要不少相似的中间过程,也就是说,大带宽、低延迟、海量设备是能够实现的,只不过是如何实现,什么时候实现罢了。这里面的实现思路是工程问题,讲究的是高效、合理的工程解决方案,也就是“能”怎么作的问题,而不是“该”怎么作的问题。明白这些工程实施要点,再谈5G落地。你可能会发现只看媒体上讨论的5G,离真正的实际部署差的就是了解当下的“初级阶段”在哪,而不是将来的美好目标在哪。这样筹划,或许离实现将来美好目标还会少走些弯路。


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5G的平衡发展观


3GPP组织曾于2019年5月,在俄罗斯的一个5G年会上公开了一篇文章。文章题目为3GPP 2012 5G Standards: 3GPP Release 15, 16, and beyond,文章强调讲的是Vision,而不是Reality。而后特别指明Release是15,而不是16。到Release 16以后,它才能够交给ITU-R做为国际标准的候选标准方案。

因此,最近你们在媒体上就看到的,中国移动的杨杰董事长、中国电信的韦乐平总工、包括原信产部吴基传部长他们说得已经很清楚了,你们必定要懂得从字里行间中读出他们的信息出来。

这篇3GPP的文件中讲到了平衡,意思是凡事都有代价,5G虽然好可是它有能耗、成本和效率的代价,因此建议你们在部署上要达成一种平衡。这种平衡靠谁去实现?要靠运营商和设备厂家去平衡,5G建设是一项巨大的社会系统工程,它要考虑全社会层面的投入、产出,还要考虑财务帐面上的长期收益。这里面各方有各方的利益诉求,有时候一致,有时候不一致。

为何全球不少运营商,在上5G时很谨慎?由于算来算去怕收入支出不平衡,并且4G也还能够用,目前的5G连标准其实都还没肯定,因此你们有各自的考量都是很正常的。但5G确实很厉害,惟一要把握的无非是节奏罢了。 

做为5G应用的开发者,咱们也不知道各国政府、电讯运营商、设备制造商会作出怎样的决定。反正你们把目标都放出来了,在此前提下,咱们应该大量地阅读由3GPP和ITU-R给出的文档、以及相似于前文提到的《ONAP技术详解与应用实践》这类书籍,学习和储备跨界知识,而后咱们就能够随机应变了。

可是我建议你们,不要去看太多描述5G有多美好的书,这些书看一些就够了,以便加强信心。可是目前咱们确实处于5G的初级阶段,当务之急是要掌握5G的基础知识,并结合本身熟悉的行业痛点,以初级阶段的观点,针对各行各业数字化程度的不一样,制定出不一样的方案。比方说微软就认为,5G是整个社会数字化转型的一份子,咱们的任务,就是把最早进的通信技术,与微软最早进的云计算、边缘计算、人工智能结合在一块儿。其中尤为是人工智能技术,因为5G网络管理的复杂性、实时性,必然要用到行业人工智能算法来实现5G网络的自动化管理,微软在软件、数据、算法、云及边缘计算领域的优点,与5G技术刚好造成自然的配合。


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5G它连车都不是,它只是路


我们搞经济发展时,你必定要靠一辆车,把货从A运到B才能赚钱,而5G连车都不是,它只是路。尽管咱们中国人说要致富,先修路,这没错,可是咱们修完路以后干什么?是跑汽车、跑坦克、跑高铁,仍是跑自行车?这是咱们要考虑的。

拿辆自行车运一筐鸡蛋,和拿一辆坦克运一筐鸡蛋,效率和效果是不同的。5G的服务快速、泛在、实时、柔性、灵活、定制,咱们也可称之为低颗粒度的智能通信服务。原来我们的运营商网络,是要靠有经验的人、靠以既定规则为基础的自动化方式管理,当随着网络结构越发复杂,用户需求越发多样,之后的网络,就像如今的云计算中心同样,必定是智能化管理,由于不用AI作的话,根本管不动。

单单以mMIMO为例,如今是5G的初级阶段,还好办。等到大规模部署到来时,仅实时优化天线阵列和波束赋形这一项任务,靠人总结的规则和算法已经没法处理这么复杂的实时场景,必然要用上机器的能力。人工智能技术对于通信行业各个流程的渗透,将是5G时代的一大特点,也是行业转型的一大良机。


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技术人要知其雄,守其雌 


来看两句先贤的话,第一句是“知其雄,守其雌”。这个时代全部技术,咱们都要知其雄、守其雌,即你得知道这是怎么回事。可是别着急跳进去就干。你要去思考、去验证、去实干,由于如今真实消息很少,千万别被“反逻辑”的论断给骗了。

若是你作AI,当你能够把人脸识别出来时,你们特高兴。但你真正落地后就会发现,此人脸非彼人脸也。咱们作过安全行业和制造行业的案例,你的识别算法的信任度有多高?在这些传统的精密要求行业,可能0.01%偏差都不可接受,动不动就5个9。在这种状况下,技术人员必定要有行业的敬畏之心,不能认为技术能够解决一切问题。 

可能你为了给客户作项目,你要从他那收集成千上万张的照片,才能把算法作出,还不必定有足够的鲁棒性。因此咱们必定要知其雄,在作事以前去实证。可是真正在作的时候,要守其雌,就是先别着急动,一个一个地来。

另外一句是“与其坐而论道,不如起而行之”,如今愈来愈多的公司老总,会说咱们已经进入无人区。微软的CEO萨提亚就说过相似的话,我记得华为老总也曾说过华为进入无人区了,就是说咱们也不知道该去哪,咱们也是在实验。

因此你们天天都是刷新在同一块儿跑线上,但我以为,尽管不少技术人天天都在学习,结果却会有不一样。不要只看媒体和自媒体们怎么讲,还得看论文怎么讲。同时看论文的时候,也要有所分辨,有的论文也开始变得没法让人相信,怎么办?实证!

如今的5G技术,论文还不是那么多,我仍是建议你们先看论文。这个信息世界的入门诀窍是什么?善于抓住源头。今天我只是把个人学习方法和判断方法分享给你们。正如前文Mat Velloso所讲,他也不是天生懂不少,他也是总结和实践出来以后,而后再往上找源头。对于5G来说,你们必定要把我刚才说的话都看成是没说。为何?由于从我口中说出的不是5G真正的源头。5G真正的源头只在ITU-R、3GPP和一众5G设备制造商和5G服务运营商那里,你们应该多看看他们的论文,资料和讲话。

谢谢你们!

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5G沙龙的嘉宾、工做人员和部分参会者

【End】

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