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田溯宁:开放的5G

2020-02-24

通讯行业内对5G基础设施投资及巨大运维成本的关注是:它会提供什么样的应用,才能使这个投资有可持续的回报与业务模式?

3G、4G 的网络是为大众移动客户所设计,它所有的用户网络无差异,5G则是提供一个联接物的网,为产业界提供有差异性的联接,即网络为不同应用提供有差异的(带宽、时延、安全等级)服务。若以交通打比方,有航空、公路、水运、铁路网,公路又可以分为高速、普通、乡村网等。它要解决社会数字化时代对无所不在连接的需求。这是一个伟大的科技理想,不仅人要联网,车要联网,机器设备也要联网,甚至很多有价值的动物、植物也要联网。设想一下,如果有一个可靠的网络能把猪联接成网,这个“网”可感知猪的体温、状态、体重等,困扰我们的猪瘟疫就可以及时预防。

要完成这样一个无所不在,又分等级的通讯网络,使用的技术称之网络“切片”,即一个物理网络,用软件控制,为不同应用进行“虚拟化”,提供不同等级的网络。像似交通网,通过时间与空间的划分来提供不同速度的列车。这种理想在物理的轨道交通不容易实现,但是在通讯网络里,以软件定义是可以做到的。通讯历史最主要的创新之一是光纤技术,它使通讯信号传播速度比铜线上万倍提升。又通过波分与时分的技术,使传输容量几十万倍的提升。无线通讯技术也是这样,对时间与空间的切分与复用,永远是通讯技术创新的一部分。

技术上来讲5G网络的切片是信息与通讯技术的结合。信息技术(IT)是以计算机代表的演进;从主机、个人计算机、万维网、到今天的云计算。通讯技术(CT),演进是语音交换、数据通讯、无线通讯(2G、3G、4G)等。由于通讯技术从电话开始就是国家的关键基础设施,通讯资源(号码、频率、管道)有限,完成全球通讯又要求国家之间互联互通,因此它一直有“强管制”的特点。它的标准往往是经过数十年的研究讨论,并在全球范围内达成一定共识,才能大规模应用。因此我们看全球的电信行业运营商数量有限,创新周期长。而信息技术往往是技术创新驱动,经常一二家公司由于创新,快速拓展市场,形成事实上的行业标准及全球少数厂家的垄断。如同早期的IBM及今天的微软、Intel等。

信息技术早期开始于一个封闭的技术体系,即硬件、软件、应用,均由一个公司提供。从五十年代开始IBM一家独秀达四十年之久。它曾说世界上只需几十台主机。七十年代末工作站及PC的出现,开始信息革命的黄金时代,它是理想主义与商业创新的结合。为什么每个人不能拥有计算机?计算资源应该是多元化的,大型企业、中小企业、个人可能需要不用的计算能力。实现多样化的计算推进了系统的开放,把芯片制造、整机、软件、应用解耦出来,每个领域由最有创造性技术的公司来提供。今天硅谷为代表的信息企业,大多是计算机体系开放的结果。

今天的5G很像七十年代主机体系,大部分通讯的设备均是芯片,系统与软件的紧耦合。由于通讯系统更复杂,分为接入线、城域网与核干网等,它对服务质量的保障需要端到端,过去很难做到开放。但是我们要真正实现5G的理想,即万物互联,又要有个性化的专网,既有大规模基础设施投入,又要有多种应用来使基础设施投入有可持续的回报,从历史上可借鉴的就是信息技术开放的道路。

5G的开放比起信息产业的开放有着更多挑战:如何在开放体系中做好安全可靠与互联互通;技术创新(芯片、系统软件)在开放下的模式可否有可持续商业价值?

全球的通讯运营商,由于成本与创新的压力也开始在接入网方面进行开放的实践,O-RAN(开放无线接入联盟),仍是中国运营商应推动并主导在全球开始的开放5G的第一步。近日,美国DARPA已开始全面开放5G的努力,互联网的基础协议(TCP/IP)就是六十年代DARPA主导下开发出来的。如果开放5G的技术与业务目标能实现,我们会看到如同八十年代硅谷工业站、PC,为代表生态级的创新、创业的开始。关键决取技术成熟度,监管的放松,及创业者与风险投资的涌现。近来5G专网(私有5G)近期的尝试,可能会是推动开放5G的一种力量。

中国正在建立自己核心技术生态体系,要率先抓住进入数字化社会的时代机遇,一个开放、分级的,无所不在的网络,是数字化社会基础设施,带动创新生态的发动机。也是解决现代化环境、住房、交通、农业诸多问题的新办法。

开放的5G也许还有诸多困难,但有现实的需求,可能的技术途径及历史经验。这时候我们应呼唤创业者、投资者、监管者、运营者等开始探索这个机会。这时候需要技术理想主义者,就像个人计算机先辈那样的。既然每个人都可以拥有自己的计算机,未来也许每个人可以拥有自己的网络。