英国皇家工程院院士王江舟：5G“新基建”为垂直行业应用铺路

刘晶

“我认为5G‘新基建主要包括三个方面。一是基础网络设施的建设，包括接入网、核心网及大容量的传输网络;二是网络架构的建设，与4G时代中央控制的网络不同，5G网络将是‘分权网络，从中央控制向分布式控制转变，要在局域建立5G网络的分布式控制器;三是形成支持行业应用的数字基建。”英国皇家工程院院士王江舟日前接受了《中国电子报》专访，对5G“新基建”寄予厚望，并谈了自己对中国5G建设的分析。

5G基建是数字基建一部分

一个完善的数字基建，能够对很多垂直行业提供支撑，如智能城市、智慧农业、工业自动化、车联网等。

王江舟认为5G新基建这三个方面，当前建设重点是第一部分，即基础网络的建设。“新基建就是数字基建，5G属于数字基建的一部分，是高科技的基础建设。其目标是建成像国内高铁、高速公路、地铁这样的基础设施，我回国体验过，国内的交通方便得不得了。”王江舟说，“一个完善的数字基建，能够对很多垂直行业提供支撑，如智能城市、智慧农业、互联网医疗、工业自动化、车联网、智能电网等。当然首先要有基础网络，才能够为数字基建提供对这些垂直行业的支撑，”

今年中国要做全国性的5G规模建网，目标是覆盖全国地级城市。中国移动计划建30万5G基站，中国电信和中国联通采用共建共享的方式计划建25万基站。同时三大运营商都选择主要以5G独立组网（英文简称SA）的方式建网，以这种方式建网，在垒球也是首次。

谈到中国一开始就采用SA的利与弊，王江舟说，SA从长远来看对国家比较有利，从短期看会有不确定性，或者说阵痛。SA建网在短期内开销很大。欧洲用非独立组网（英文简称NSA）建网，很多地方都采用4G基站，只在人口很密集的地方采用5G基站，首期投资成本小很多。但SA组网方式使中国5G从一开始就瞄准垂直行业、拥抱垂直行业，真正能够引领5G发展，从长远看好处很大。

但作为先行者，中国也将面临SA的产业链有待成熟的问题。王江舟说，中国发展SA的风险主要取决于要做什么样的应用。SA首先要做的就是高速传输、在满足这一需求后再扩展应用。有些应用已经成熟了，如高清视频、远程教育、互联网居家工作等应用已经成熟。其他一些垂直行业应用还需要几年时间才能成熟，如车联网、工业自动化的应用。如果这些行业几年之后还没有成熟，应用需求没有涌现出来，这对运营商的确很有压力。

5G标准支持的频率覆盖了高中低频。我国今年建网采用的是中低频，而且产业链相对成熟。在5G高频的毫米波波段上，我国目前还在试验阶段。王江舟说，毫米波存在传输损耗大、传输距离短的问题，但它在小范围、高密度、传输距离小的地方，如增強现实（AR）和虚拟现实（VR）的高速传输、热点覆盖、部分工业场景中，是有应用前景的。“未来低中高频都有自己的应用场景。我认为如果有需求，应尽早使用毫米波。”

5G网络向开放平台方向发展

支特O-RAN的主要是各大电信运营商，如中国移动、AT&T、德国电信、Orange、中国电信、中国联通等。

王江舟认为，5G网络结构将使原来移动网络的中央型结构发展到分布式结构，移动边缘计算、边缘缓存等也是分布式结构不可或缺的一部分。在网络架构转变的同时，5G网络演进的一个重要特点是通过开放网络接口实现开放式平台（O-RAN）。

“O-RAN是将平台模块化，使硬件和软件分离，而不是像4G网络那样，硬件、软件、协议‘捆绑在一起，带来不利于竞争的问题。”王江舟说，“现在网络基础设施只有几家通信企业在竞争，如华为、诺基亚、爱立信和中兴等。其他中小企业无法进入电信运营商基础网络市场，因为他们没有资源和财力支撑网络设备开发的大投入。O-RAN使不同厂家的模块集成在一起，保证互联互通。有的公司可以只生产硬件，有更多的软件公司可以做软件、应用、服务，这给中小企业提供了竞争机会，也会大大降低运营商的投资成本。”

王江舟认为，O-RAN的思路增加了竞争，对5G、6G网络提质很有帮助。目前已经有很多公司加入O-RAN组织中。其中支持O-R AN的主要是各大电信运营商，如中国移动、AT&T、德国电信、Orange.中国电信、中国联通等，而且态度积极;但传统的通信设备商积极性并不高。O-RAN引入后，对大的设备商有很大威胁。

“尽管现在大的设备企业有抵触情绪，但引入中小企业加强竞争，对整个行业发展是非常有利的。”王江舟说，“O-RAN的标准化即将开始，如果要用在网络中也会是在5G发展的后期或者6G引入。但这一定是一个方向，国内工业界、各个公司应该知道这件事，这使中小企业进入通信业的成本会大大降低。”

利用切片技术优化网络资源

切片会在车联网、工业自动化、智能电网等领域发展出非常大的业务量，满足不同业务类型网络需求。

如何利用好5G的网络资源？王江舟认为，切片技术可以解决这个问题。

5G切片技术可以根据行业和用户需求分门别类地分配网络资源，这就像公路的设计，公路上有汽车道、自行车道、人行道，根据公路上不同的交通工具，动态调整公路上道路的划分。切片的设计就是类似这种思路，根据垂直行业不同的特性设计不同的方案，优化资源。

“切片实现比较复杂，但是非常重要。”王江舟说，“不同行业的服务重点不同，切片的思路就是对不同的业务需求分配不同的网络资源。”例如，如果同时有VR/AR，以及仪表类数据要一起传送，这些业务的特点各自不同。VR/AR对时延非常敏感，家里水表、电表传输数据时则对时延不敏感，在配置资源时要根据不同业务来配对。只要网络设计能够满足业务的最低需求，如最低的速率、延时等满足了，就可以优化整个网络，使网络的流量最大化。

切片在5G发展中将扮演非常重要的角色。“切片会在车联网、工业自动化、智能电网等领域发展出非常大的业务量，能够满足不同业务类型的网络需求。”王江舟说，“每种切片未来都会有规模效应，我们在网络设计时要考虑如何根据不同业务的性能指标来优化网络。”

运营商在布局5G时，同时也在发展云计算、边缘计算、物联网、人工智能和大数据技术。王江舟表示，对切片技术进行管理时也要考虑与这些技术的融合。

对VR、AR、车联網和工业互联网这些对时间敏感的应用，就耍采用5G+边缘计算;但人脸识别这样对时间不太敏感的应用，则可用5G+云计算+AI+大数据的方式实现。

这确实带来网络管理的复杂性，但也是受应用驱动而出现的。“除了切片，边缘计算/存储带来的服务/应用下沉，管理上也增加了复杂，打个比方，以前的4G像是中央政府统管，现在的5G像是权力下放到省政府。网络这样转变也是被逼出来的，因为应用越来越多，权力下放到地方来做，效率会更高。”

完整的网络切片需要端到端所有设备（核心网、接入网、终端）的配合，国内相关的产品试验正在工信部带领下密集推进，产业链上的相关厂商如华为、中兴、展锐、OPPO都在开放合作的宗旨下推进试验。

5G车联网建设约在两年后

车联网需要一个分离的数字基建结构，包括专门的网、单独的频率，在路边、街边铺建这个网。

车联网、工业互联网是5G两个重要的应用场景。谈到他们的应用前景，王江舟表示，这两个非常重要的场景，近期不会大规模应用，但是有很好前景。这两个应用的共性是有非常严格的传输延迟的要求，5G规定低于1毫秒的延迟，主要就是针对这两个应用场景。

“关于车联网，我们需要一个分离的数字基建结构，包括专门的网、单独的频率，在路边、街边铺建这个网。长远看5G车联网需要加入移动边缘计算，车辆要感应局部危险，通过边缘计算处理，以大大降低延迟。”

王江舟说，5G车联网标准今年下半年冻结。考虑到行业应用的导入期比较长，切实的落地应用可能还要两三年甚至更长。

工业互联网、工业自动化是在5G网络中增加局部的网络来提供服务，而且在工业控制中低时延非常重要。王江舟认为，可以用分布式网络加上移动边缘计算实现控制和处理，5G边缘做计算，信息不用绕到核心网再回来，可以让延迟大大降低。“如果像欧洲那样一开始做的是NSA，信息就会绕到4G网上去，工业控制这样的应用就做不起来。中国建设SA网络，给行业应用的快速发展提供了机会。”

采访最后，王江舟特意谈到了5G标准。他表示，全球一个标准对产业发展很有利。从两年前完成的5G-期标准（R15），到今年中要完成的5G二期标准（R16），再到明年下半年将要完成的5G增强版本（ R17），我国企业在国际5G标准上做了很大贡献。现在我国运营商又在推动5G SA的建设，将使中国在继3G跟随、4G同步之后，真正实现5G的引领。