為什么5G網(wǎng)絡(luò)要與人工智能“聯(lián)姻”?
5G有個很重要的特點,那就是在協(xié)議層,互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)真正地實現(xiàn)了融合。所以很多我們在計算機領(lǐng)域的算法、在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)可以更容易地在5G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)。
張亞勤 清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院院長
“啊,五環(huán),你比四環(huán)多一環(huán)。”不少人對5G有著類似的理解:5G比4G多1G,電影下載秒成、視頻點播流暢……
在最新出版的《電信科學》上,一篇名為《通信人工智能的下一個十年》的刊首文章向人們展示了完全不同的5G通信應(yīng)用前景:未來的通信網(wǎng)絡(luò)是可以高度自治的。通過與人工智能的深度融合,5G通信可以實現(xiàn)“三自”,即參數(shù)自配置,性能自優(yōu)化,故障自“治愈”。
5月4日,論文共同作者之一、美國藝術(shù)與科學院院士、清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院院長張亞勤在接受科技日報記者采訪時表示,通信行業(yè)正在走向5G,馬上要走向6G,光是看視頻快點、信號好一些,那不是5G。
什么才是真正的5G?為什么5G網(wǎng)絡(luò)要與人工智能“聯(lián)姻”?
有了人工智能才能突破這些瓶頸
“5G與人工智能的結(jié)合是一個緊迫的事。”論文共同作者之一、工信部科技委副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平最關(guān)切的是5G耗能問題。
一個5G基站與一個4G基站相比,在半載情況下,前者是后者能耗的3.5—4倍。“5G產(chǎn)生的價值如果還不夠付電費,那將成為5G廣泛落地的瓶頸。”韋樂平說,人工智能的優(yōu)化能力或許能解決這一問題,所以需要相關(guān)部門、企業(yè)等機構(gòu)有緊迫感地去挖掘、去規(guī)范、去推進。
除了數(shù)據(jù)極限、能耗瓶頸,龐大網(wǎng)絡(luò)的管理問題也急需人工智能出手。
“4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)巨大無比,網(wǎng)絡(luò)種類也很繁雜,到現(xiàn)在也沒數(shù)清到底有多少個網(wǎng)絡(luò)。所以,僅是把這些網(wǎng)絡(luò)管理起來就很難了,更別說還要進行有機融合、協(xié)同提升。”韋樂平說,5G的情況更為復雜,就更不可能用人工的方式來管理如此復雜的資源。所以非常需要人工智能的介入,提出預警、給出預判,大大提高5G網(wǎng)絡(luò)的管理效率。
過去10年它們曾“戴著鐐銬跳舞”
早在十幾年前,通信行業(yè)就已經(jīng)看到機器學習和人工智能的潛在價值。
“一開始,一些國外運營商對于在3G階段就實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的自組織、自優(yōu)化、自“治愈”信心十足,希望在3G階段就能夠部分實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動化與智能化。”論文共同作者之一、亞信科技首席技術(shù)官、高級副總裁歐陽曄博士回憶道,2008年,業(yè)內(nèi)就開始第一次對自組織網(wǎng)絡(luò)進行國際標準層面的定義。
按理說,在隨后的10年,自組織網(wǎng)絡(luò)理當迎來上升發(fā)展期,但事實并非如此。
“過去的10年,美國及部分歐洲電信運營商獨立或混合部署了一些自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)(SON)系統(tǒng),試圖把人工智能融入通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)、維護、優(yōu)化中,但是整體效果并沒有達到預期。”歐陽曄說,之所以出現(xiàn)這種情況,是因為2G、3G網(wǎng)絡(luò)本身,包括其生態(tài)、軟硬件、設(shè)備接口等,并不是按照智能化的理念來建設(shè)的,網(wǎng)元本身在標準化構(gòu)建階段就不支持人工智能,網(wǎng)絡(luò)的接口和信令體系等難以實現(xiàn)與人工智能的對接。這就像請個名醫(yī)來治病,但病人本身對打針吃藥等治療方式都不接受。
3G網(wǎng)絡(luò)宛如一塊“鐵板”,和人工智能的融合變成了“戴著鐐銬跳舞”。
直到5G的出現(xiàn),這種情況才迎來了轉(zhuǎn)折。
張亞勤解釋:“5G有個很重要的特點,那就是在協(xié)議層,互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)真正地實現(xiàn)了融合。所以很多我們在計算機領(lǐng)域的算法、在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)可以更容易地在5G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)。”
因此,在我國進行5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時,要考慮人工智能融入的問題,給人工智能融入留接口。
為此,論文編寫者呼吁通信行業(yè)建設(shè)者進一步開放網(wǎng)絡(luò)標準化接口,給予人工智能對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)管理運維系統(tǒng)、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)等全面賦能、注智的機會,將5G與人工智能作為技術(shù)“組合”,進一步釋放潛力。
智慧“神經(jīng)元”在案頭工作中萌生
時間撥回2017年2月,國際標準化組織3GPP的服務(wù)和系統(tǒng)第二工作組開始研究5G核心網(wǎng)的智能化網(wǎng)元。他們定義了一種具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能的網(wǎng)元:一個通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點可以收集用戶的個性化信息,形成獨特的個人畫像,通過畫像進行分析,然后再將分析結(jié)果提供給決策層。
這是移動通信從1G到5G以來第一次在核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)里定義標準化,并要求部署網(wǎng)絡(luò)人工智能網(wǎng)元。
“5G的智能化是從標準化起步的,這是通信領(lǐng)域的特點,因為所謂通信,必須要連得通,才能傳遞信息。而標準化是避免‘雞同鴨講’的前提。”歐陽曄說。
另一方面,有了“靈魂”的網(wǎng)元,是人工智能的算法、模型在5G網(wǎng)絡(luò)中的落腳點。通過網(wǎng)元,人工智能的能力被“注射”到5G網(wǎng)絡(luò)里,5G網(wǎng)絡(luò)里的節(jié)點也會慢慢具有不同的智能化功能,網(wǎng)元將可以全面、實時地參與核心網(wǎng)控制面的決策控制。
此后,網(wǎng)絡(luò)智能化的新部件不斷豐富起來。
2017年6月,中國通信標準化協(xié)會啟動了人工智能在電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用課題研究。
2018年2月,開放無線接入網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟成立,開啟移動信息人工智能框架的“安卓版”。
2020年6月,中國移動聯(lián)合亞信科技首次在3GPP R17標準中正式引入聯(lián)邦學習概念,形成聯(lián)邦學習在5G領(lǐng)域的第一個全球國際標準。
“5G網(wǎng)絡(luò)智能化方面,中國運營商與廠商處于第一陣營。”歐陽曄表示,當前在5G通信網(wǎng)絡(luò)智能化的關(guān)鍵標準組織里(包括3GPP、全球移動通訊系統(tǒng)協(xié)會等),中國廠商的參與度非常高,與國際上更多廠商一起共同推動5G走向智能化。
2023年移動通信網(wǎng)或?qū)崿F(xiàn)初步智能化
“我們預計,到2023年移動通信網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)初步網(wǎng)絡(luò)智能化,初步建成網(wǎng)絡(luò)人工智能的網(wǎng)元。”歐陽曄告訴記者,達到這一步,通信人工智能將達到L2級別(初級智能自治網(wǎng)絡(luò))。
從2023年到2027年,通信網(wǎng)絡(luò)將向著L3甚至L4級別演進,那時的智能網(wǎng)絡(luò)能做更高級的事情,比如“抓小偷”。
韋樂平舉了一個傳輸網(wǎng)智能場景。“光纖被切斷,每年都會發(fā)生很多次?,F(xiàn)在一根光纖承擔8T的容量,一旦切斷,危害非常大。但有了人工智能,就可以進行預警。”韋樂平說,光纖在被切斷前必然會先受力,一旦受力,敏感的人工智能就能提前知道信號有所異常,甚至精確定位。
針對到2028年能否實現(xiàn)5G智能網(wǎng)絡(luò)的完全自治,相關(guān)專家的態(tài)度相對保守。
“2027年、2028年很有可能出臺6G國際行業(yè)標準的第一個版本,這個關(guān)鍵節(jié)點決定了人工智能在向6G演進的過程中能不能繼續(xù)扮演一個核心的角色,如果在5G的嘗試失敗了,它的重要性和地位也會變低。”歐陽曄說。
在張亞勤看來,在萬物皆數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)3.0時代,一個學不會自治的網(wǎng)絡(luò)難堪大用。
5G或6G通信網(wǎng)絡(luò)能否在下一個10年實現(xiàn)完美的高度自治尚未可知,但“無人化”的夢想?yún)s貫穿于每一個醉心于人工智能的科研工作者和產(chǎn)業(yè)工作者心中。
本報記者 張佳星
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