专家：5G技术关键点及如何影响AIoT

物联网发展至今，有两项技术对其赋能产业起到了关键作用，一项是这两年发展神速的AI，另一项则是当下逐渐开始商用的5G。

前者使物联网（IoT）进化到智联网(AIoT)，从单一的连接能力拓展到复杂的应用能力，这类似移动互联网时代的功能机向智能机的跨越；后者为智联网进一步深入诸如家居、工业、城市建设等复杂场景提供了网络基础，使得万物互联，甚至万物智联成为可能，同时也使得智联网从面相消费应用扩展到面相产业应用，这类似智能手机从3G时代向4G时代的跨越。

从原有的WiFi技术，窄带物联网技术，到现在的5G技术，随着网络技术的进化，整个物联网技术体系有怎样的变化？尤其5G的到来，为AIoT的应用带来了怎样的机遇和挑战？

近日，中国工程院院士邬贺铨详细解读了5G技术关键点，如何为5G业务发展做准备，以及AIoT技术及标准在5G时代如何演进等关键问题。

以下为邬贺铨院士的现场演讲内容，我们作了不改变原意的编辑及整理：

5G的网络架构和技术特性

随着2019年6月6日工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电四家运营商颁发5G商用牌照，我国5G商用落地正式展开。就5G技术层面而言，又可以分为多层来看。

上至云端，下至终端之间，5G网络又可以划分出无线接入网、光纤传输承载网、转发面技术、业务互联网技术，其中最重要的转发面技术又可以分为L1.5、L2、L3三层：

L1.5：灵活的以太网交叉连接（FlexE）;L2：MAC层帧交换，基于以太网的时延敏感网路（TSN）；L3：IP层无连接选路，面向连接的源选路（SR）。这样的网络架构形成的5G网络需要超密集组网、大规模天线阵、全频谱接入、新型多址技术及网络技术的支撑，这也使得5G网络得以拥有增强移动带宽、高可靠低延时、广覆盖广连接的特点及相应应用场景，使得5G网络相较于上一代的4G网络在诸如峰值速率、用户体验数据率、频谱效率、移动性、无线接口延时、连接密度、能效、流量密度等性能参数上都有数倍，乃至数十倍的提升（具体性能对比见下图右表）。

邬贺铨院士认为，也正是由于5G的以上技术特性，使得其应用场景得以从面相消费应用扩展到面向产业应用。

5G时代，AI带来的「网络功能虚拟化」和「软件定义网络」

传统互联网发展进程中，初期网络不够稳定，包括传感器数据、语音数据、视频数据等数据业务，所有业务都以IP包方式独立选路，以IP包为单位在路由器中转发。实际上，这样并不科学。

以长视频为例，一个长视频需要分割成无数个IP包，每个IP包需要重复进行选路。邬贺铨将这样的大数据量的传输比喻为搬家：“如果点快餐，我们可以找外卖小哥来送；但是如果搬家，我们并不会请数百上千位快递小哥来做这样的工作。”

所以5G需要在传输层做改进，需要有在不同层次的多种转发单元，以适应不同规模的业务流。即不仅可以在路由器中做IP包的交换，还需要能够在交换机、交叉连接点层上做交换。根据业务模块数据量大小，选择不同交换方式。

这一被业内公认的网络传输方式为当下5G网络带来了两方面的挑战：

一方面是在转发面实现功能多样性。不同时间段会用到路由器、交换机，甚至同一时间段对传感器链路用路由器转发，对视频链路用交换机连接，如何在同一时间表现不同功能就成为一大难题。传统方法使用单独的软件和硬件来实现。现在的5G网络，硬件上采用通路的硬件，即网络功能虚拟化（NFV），通过软件定义实现硬件功能定义，实现功能的多样性。

另一方面是实现管理智能化。传统互联网是个“傻瓜”，不用区分是什么链路，不管是什么业务，都会分割成IP包进行传输。而现在需要区分业务、区分功能，这就需要智能化网络。没有人工智能，5G也无法实现网络功能虚拟化。

邬贺铨在会上解释称，“传统路由器收到IP包需要先打开IP包查一下地址，然后按最短路线送到旁边的路由器，因而整个传送链路是逐个路由器转发的过程，现在我们希望通过网络的整个操作系统对全网进行大数据分析、人工智能分析，最终得出一个全网从起点到终点最优路径。这一定不是逐个路由器转发，而是面向连接，从源端已经将到达终端的路由器的整个路径已经选好，而不是每个路由器单独选路，这种方式使5G可以做到低时延、高可靠。”

以上提到的选路方式，正是通过软件定义网络（SDN）来实现的。

SDN可以实现业务控制层和传送承载层分离，基于大数据和人工智能形成可弹性扩展即插即用的资源池，实现端到端选路，可绕开有安全风险的路由。

5G关键技术之网络切片

5G网络既需要支持百公里时速的高铁上的高速应用场景，同时也要满足80%左右时间是“坐在家里或办公室使用手机”的相对静止的应用场景。这使得5G需要拥有切片能力。

（编辑：52刷机网）

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