诺基亚通信老兵:5G 时代,开发者认知决定能否定义好世界

阅读数:4409 2019 年 7 月 25 日

从 1G 到 5G,通信行业发生了巨大变化。仅从设备提供商来看,从最初的 Ericsson、Nokia、 Alcatel、Lucent、Siemens、Nortel、Motorola、“巨大中华”,到现在的爱立信、诺基亚、华为和中兴(排名不分先后)等,技术和产业均发生了翻天覆地的变化。作为有着近 20 年研发和管理经历的通信老兵,Nokia 固移融合和 5G 终端事业部软件负责人解安亮先后参与了无线通信技术 GSM/CDMA、4G LTE 和 5G 的无线研发工作,本文梳理了解安亮对 5G 未来发展及当下热点问题的看法。

提到诺基亚,不知道会牵动多少人的思绪,毕竟诺基亚手机承载了一代消费者的情怀。这家公司的历史可以追溯到 1865 年,那时的诺基亚还只是芬兰一家木浆工厂,与通信行业扯不上半点关系。1960 年,诺基亚时任总裁 Bjorn Westerlund 开始专注于电信行业,他认为未来的电信行业是科技发展的趋势,于是建立了诺基亚电子部,并专注电信系统方面的工作。电子部当时已在研究无线电传输问题,从而奠定了后来诺基亚集团电信的基础。

从 1962 年到 70 年代中期,诺基亚在芬兰电信市场所占份额不断增加。当然,最高峰的时期当属 2G 时代,诺基亚主推的 GSM 通信标准占据上风。从最初的 Ericsson、Nokia、 Alcatel、Lucent、Siemens、Nortel、Motorola、“巨大中华”,到现在的爱立信、诺基亚、华为和中兴(排名不分先后)等,作为 5G 时代仅存的几家设备制造商之一,诺基亚在这个过程中起到了关键作用。

在近 20 年的研发和管理经历中,现任 Nokia 固移融合和 5G 终端事业部软件负责人解安亮自 2009 开始参与并领导 4G LTE 的无线研发,从第一块硬件到第一版软件,从实验室研发到产品最终服务千万用户,整个团队和全球其他团队一道从无到有建立了 4G 无线系统,并在近两年逐渐转向 5G 研发。本文,InfoQ 对解安亮进行了独家专访,了解他对 5G 的技术挑战、应用场景以及热点话题的看法。

5G 技术难点

第五代移动通信技术(5th generation mobile networks 或 5th generation wireless systems、5th-Generation,简称 5G)是最新一代蜂窝移动通信技术,是 4G(LTE、WiMax)、3G(UMTS、CDMA2000/EVDO,TDS-CDMA)和 2G(GSM,CDMA)系统后的延伸。从国际电信联盟(ITU)的定义来看,5G 要达到的基础技术指标包括:20Gbps 的峰值容量,100Mbps 的用户体验速率,1 毫秒的空口时延,高达 100 倍的网络能耗效率提升以及每平方公里 100 万连接数等,部分指标甚至比 4G 高出十倍以上。

因此,5G 面临的技术挑战还是很大的,本身的定位也非常宏大。采访中,解安亮表示,5G 要解决的不仅仅是移动高速宽带等问题, 而是连接整个世界的问题,这里面复杂多变的需求和多样场景必然是最大的挑战之一。另外,由于无线通信本身的限制,当前无线信道容量已接近香农极限,所以要向毫米波演进,毫米波的无线特性还是有很多技术上的挑战。另外,目前的经济和政治因素对 5G 发展也产生了深远影响,如果因为科技战导致 5G 标准分裂,或者产业链的东西方隔离,5G 将很难在全球范围内获得成功。

众所周知,ITU 定义的 5G 三大场景包括 eMBB(增强移动宽带),mMTC(海量机器类通信)和 uRLLC(超可靠低时延)。在本选题的上一篇文章中,华为云 5G+Cloud + X 负责人聂颂认为,5G 对所有场景的影响并不是一致的,重度 5G 场景可能从中受益最多,比如 VR/AR、云游戏、高清视频、视频 EI、无人机等,而轻度和中度 5G 场景,比如电商、社交、传统游戏;云电脑、云手机和手机视频等也会有不同程度的改变,比如速度更快、流量成本大幅降低、APP 流化(云化)、端侧计算算力云化等,但受到的影响没有重度 5G 场景大。

但是,上述三大场景其实并不是在 5G时代首次提出的,之前在 4G 时代,甚至 3G 时代就被讨论过,比如物联网的技术。在 4G 时代, NB-IOT 已有一定程度的部署和应用。那么,为什么在 5G 时代有可能得到很大发展呢?

解安亮认为,这主要是两方面的驱动力: 一是需求,社会和发展的需求,不管是工业 4.0,产业互联网,或者工业制造 2050, 都对通信和底层技术提出了全方面需求;其二是技术的发展,多年来,4G 以及新兴的以云计算,AI 为代表的数字技术的发展,需要 5G 这种使能技术覆盖更多场景,而不仅仅是无线宽带接入。

具体来看,这三大场景其实有很多应用。国家工信部、各大运营商以及大型厂商均联合组织了产业联盟和孵化平台,发现并孵化各类应用,发布各种白皮书,做了很多有益的尝试,典型的比如工业机器人、车联网、AR/VR、智慧医疗等。不过,最先落地的场景目前来看 eMBB 可能性更大,比如 AR/VR,4K/8K 等,这些技术相对更早成熟。

对于开发者而言,这些应用场景的诞生既是挑战也是机会。如今,互联网已经到了新的阶段,可以理解为是一个相对成熟的阶段。正如腾讯 CEO 马化腾所言,现在已经进入互联网的下半场。开发者和创业者应该已经明显感觉到挑战,比如流量难以获取,且成本高昂;即使可以获取流量,变现也是巨大的挑战;竞争日趋激烈,中小互联网公司必须寻找新的蓝海等。有句话叫做寻找风口,其实就是寻找新的趋势,未来的发展现在当然不可能看的很清楚,但趋势却是越来越清晰:以 5G 和其他数字技术引导的新的数字经济社会,这会给开发者和创业者提供全新的机会,愿意学习且拥抱变化的开发者更容易获得成功。

如果细化到开发工具链,暂时不会发生本质变化。但是,解安亮表示,开发工作会越来越复杂,因为在未来的场景下,要服务的产业和场景会比现在更加复杂多变,对开发者的要求也会更高,开发者需要了解应用场景、客户、需求并熟悉相关产业。

5G 的未来将是用软件来重新定义世界的过程,开发者对世界、产业和行业的认知决定了能否定义好这个世界。最重要的是,开发者要保持不断的学习、成长和进化,固步自封、自以为是将会被淘汰。——解安亮

简单来说,4G 解决的是人与人互联的问题,是用软件定义人与人之间的沟通和信息传递,所以成就了一批互联网公司;5G 解决的是人与物,物与物互联以及智慧演化的问题,5G 与其他数字技术会把世界带入数字经济时代,这是继农业社会、工业社会、互联网社会(信息社会)后的新时代。

5G 应用

虽然,5G 超高带宽和低时延的优点足以让众多应用场景从中受益,但现实是 4G 已经给某些应用提供了足够的速率支持,而且 4G 也在发展,现在已经出现 4.5G、4.9G,这对于只要高带宽的时延不敏感型应用来说已经足够。因此,5G 应用的价值在哪呢?

采访中,解安亮表示,5G 要解决的是与上述通信技术不同的场景,甚至可能是一些现在还想不到的场景,5G 时代的终端应用与当前的 4G 也会有很大不同,人们不能被当前认知限制住。但是,在整体方向上,5G 要解决的是万物互联的问题,把天、地、人、物都用软件重新定义,使其智能化、智慧化,这个愿景比现在的 4G 要宏大、深入的多。

当然,5G 要想全面应用也需要解决一些现实问题,比如目前探讨较多的独立组网(Standalone,简称 SA)和非独立组网(Non-Standalone,简称 NSA)问题。NSA 架构的 5G 载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过 4G 网络传输,其部署可被视为在现有 4G 网络上增加新型载波进行扩容,而 SA 架构是采用全新设计思路的架构,在引入全新网元与接口的同时,大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术,与全新的 5G NR 空口技术结合,其协议开发、网络规划部署及互通互操作所面临的技术挑战将超越 3G 和 4G 系统。

在近期召开的 2019 世界移动大会( MWC )上,中国移动、中国电信和中国联通均宣布 5G 网络将以采用独立组网为目标架构。解安亮认为,关于这个话题的讨论,甚至说争论一直都存在。NSA 比较容易起步,初始阶段投资较少,因此更容易成为运营商最初的选择。但是,很多 5G 新应用确实需要 SA 架构支持,SA 的问题就是投资相对较大,对运营商的技术挑战也很大。总体上,中国正在往 SA 的方向推进,如果大胆预估下,2020 年可能会进行小范围试点,2021 年有望实现规模化。

至于5G 是否会受到通信技术大小代问题的影响,解安亮认为,通信技术大小代可以认为是个偶然,毕竟通信技术发展到现在也才五代,可取样本较少,不可轻易推断。此外,5G 与 3G 存在诸多不同,两种技术出现的社会技术背景,要解决的问题,甚至期望都不同。因此,解安亮认为大小代的事情完全不用在意,5G 和 3G 也没有多少可比性。至于 5G 的生命周期,很难简单的判断,本身通信技术的发展就是一个长期过程。即使在 5G 时代,2G GSM 在中国和全球还处于发展中,现在还有专门的团队做 GSM 的事情。5G 现在还处于非常早期的发展阶段,个人相信5G 会是一个相当长期的过程,从开始、发展、成熟到进一步深化,周期至少以十年为计

5G 焦点话题

翻看最近的诸多新闻,不难发现 5G 的推进过程存在诸多争议和冲突,比如 5G 基站的耗电量、5G 与其他通信技术的关系、5G 手机与 SA 架构的关系等,虽然各方观点不尽统一,但解安亮还是对这些问题作出了回应。

关于基站耗电量,解安亮表示可能要从两个层次理解。同样的数据下载量,5G 基站耗电量其实会比 4G 大幅下降,因为采用了更先进的技术。但是,5G 本身可能由于运算和数据量的大幅上升,而导致耗电量增加,这个也很容易理解,毕竟能量守恒。

至于 5G 与其他通信技术的存在形式,明确的说,5G 不会取代 WIFI,WIFI 会有自己的应用场景,比如家庭和小型居所,作为一个低廉、方便的无线方案是无法替代的。另外,过去有人提 WIFI 是否可以替代 4G 或者 5G,现在已经很少有人这么说了。

同时,4G 和 5G 会共存很长一段时间,就像即使在 4G 时代,2G、3G 也会和 4G 共存一样。 通信网络是一个浩大的系统,不是单一 App 或者设备。通信系统影响巨大,往往是共存、演化、成熟的发展过程。

关于此,贝尔实验室无线研究部副总裁西奥多·赛泽曾表示,5G 并不会完全替代 4G、WIFI ,而是将 4G、WIFI 等网络融入其中,为用户带来更为丰富的体验。通过将 4G、WIFI 等整合进 5G,用户不用关心自己所处的网络,不用再通过手动连接到 WiFi 网络等,系统会自动根据现场网络质量情况连接到体验最佳的网络之中,真正实现无缝切换。

如上文所言,SA 目前是三大运营商推荐的方向,支持 SA 的 5G 手机是整个 5G 战略的一部分。对用户而言,一方面等待时间会长些,毕竟支持 SA 的 5G 手机要比支持 NSA 的需要更多时间完善,但支持 SA 的 5G 手机会有更多 5G 应用。解安亮补充道,更重要的一点是,5G 手机可能不会成为 5G 时代的唯一终端形态,未来可能会出现更多样的终端,比如 AR/VR 眼镜,物联网终端等。

对于普通大众来说,最早且最快可以感受到的就是 eMBB 场景,大抵上说 1G 峰值,100M 正常下载速率已经近似家庭光纤接入。在家庭场景中,5G 在某些情况下会替代传统宽带,比如已经有些国外客户光纤接入不方便,直接通过 5G CPE 终端进行宽带接入。由于中国目前的光纤分布较好,运营商推出的“双千M”活动落实较好,因此 5G 在国内目前不会替代家庭宽带。 

结束语

2018 年 6 月 13 日,3GPP 5G NR 标准 SA(Standalone,独立组网)方案在 3GPP 第 80 次 TSG RAN 全会正式完成并发布,这标志着首个真正完整意义的国际 5G 标准正式出炉。

2018 年 6 月 14 日,3GPP 全会(TSG#80)批准了第五代移动通信技术标准(5G NR)独立组网功能冻结。加之 2017 年 12 月完成的非独立组网 NR 标准,5G 已经完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业全面冲刺新阶段。

2019 年 6 月 6 日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放 5G 商用牌照,中国正式进入 5G 商用元年。

从标准制定到 5G 商用牌照正式发放,中国仅仅经历了一年时间。通信这二十多年的发展是飞快的,但是也走过很多弯路,直到 4G 时代还是有三项标准存在,增大了运营商的成本,也增加了消费者的支出,所以世界才追求统一的标准来降低成本、提高速度,为消费者更好地提供服务。显然,5G 目前已经形成统一标准,这是全球数十万科学家、工程师通过十多年努力才形成的。

嘉宾介绍

解安亮, TGO 鲲鹏会会员,目前担任 Nokia 固移融合和 5G 终端事业部软件负责人,该事业部是 Nokia 建立的全新业务事业部,参与负责软件研发队伍建立和新产品开发。其本人也是 ICT 界的一名老兵,从 2000 年加入 Bell Labs, 先后参与无线通信技术 GSM/CDMA, 4G LTE, 5G 的无线研发领导工作,至今有近 20 年的研发和管理经历,曾经获得 Nokia 全球质量大奖 Top 10。

收藏

评论

微博

发表评论

注册/登录 InfoQ 发表评论

最新评论

赵钰莹 2019 年 07 月 25 日 08:49 0 回复
5G时代,开发者对世界、产业和行业的认知决定了能否定义好这个世界。
没有更多了